FÍSICA

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la luz es la forma de energía más pequeña que puede ser transportada el fotón una partícula elemental carente de tamaño real que no puede ser dividida solo puede ser creado destruida la luz también posee una dualidad onda partícula siendo una especie de partícula y una onda paralelamente aunque esto no sea necesariamente verdad cuando hablamos de luz normalmente nos referimos a la luz visible la cual es una pequeña parte del espectro electromagnético energía en forma de red es una electromagnética esta radiación consiste en un enorme rango de longitudes de onda y frecuencias los rayos gamma tienen la longitud de onda más pequeña porque son los fotones que poseen mayor energía la mayoría de éstos están por debajo de los 10 pico metros y sigue siendo mucho menor en comparación con un átomo de hidrógeno como referencia un átomo de hidrógeno comparado con un centavo es tan pequeño como comparar ese mismo centavo con la luna la luz visible está en el centro del espectro electromagnético en el rango de 400 a 700 nanómetros más o menos el tamaño de una bacteria en el otro lado del espectro las ondas de radio pueden ser de hasta 100 kilómetros en diámetro mientras que las ondas más grandes que conocemos llegan a tener una longitud de entre 10.000 hasta unos impresionantes 100.000 kilómetros mucho más grandes que la tierra desde el punto de vista físico todas estas ondas son idénticas todas tienen una dualidad onda particular y viajan en sí la velocidad de la luz simplemente lo que varía son sus frecuencias entonces que hace que la luz visible sea especial en realidad absolutamente nada simplemente resulta que evolucionamos unos ojos que son buenos en registrar exactamente esta parte del espectro electromagnético no es mera coincidencia tampoco la luz visible es el único set de radiación electromagnética que se propaga en el agua y sucede que es en donde la mayoría de los ojos evolucionaron hace millones de años y fue una jugada inteligente porque la luz no solo interactúa con la materia también es alterada por ella y puede ser utilizada para obtener información del mundo que nos rodea con casi ningún retraso que sin duda resulta ser una herramienta útil para la sobrevivencia de dónde viene la luz un gran rango de ondas electromagnéticas son creadas cuando los átomos o moléculas caen de un estado alto de energía a uno inferior lo que significa que pierden energía y la emiten en forma de radiación a nivel atómico la luz visible es creada con un electrón de un átomo en estado excitado acá de un estado inferior y pierde este exceso de energía de la misma manera la luz entrante puede elevar un electrón a un estado más alto de energía al absorber la macroscópicamente el movimiento de la carga de un electrón crea un campo magnético oscilante el cual crea un campo eléctrico oscilante perpendicular a él estos dos campos se mueven a través del espacio transfiriendo energía de un lugar a otro llevando información del lugar de su creación con ellos y por qué de entre todas las cosas en el universo la luz es la más veloz de todas cambiemos la pregunta cuál es la forma más rápida de viajar en el universo hace exactamente 229 mil 792 metros por segundo en el vacío mil millones de kilómetros por hora radiación electromagnética simplemente es así de rápida cualquier partícula que no posea masa viaja en cee sin ninguna clase de aceleración la luz liberada por una vela no acelera hasta alcanzar la velocidad de la luz en el justo instante de su creación su velocidad ya está sin embargo porque se la velocidad de la luz es finita bueno nadie sabe nuestro universo simplemente está construido de esta manera no hay una respuesta inteligente para esto entonces la luz es parte de un espectro una partícula elemental que también se comporta como una onda y es propulsada por dos campos perpendiculares viajando a la velocidad límite del universo permeando lo permitiendo los ver sus elementos colocando entonces nuestra existencia en perspectiva.

Reflexión del sonido

Cuando una onda sonora se propaga y choca contra un obstáculo, cambia de dirección y sentido. Este fenómeno se denomina reflexión del sonido. El oído humano es capaz de diferenciar el sonido original del reflejo solo si el tiempo que transcurre entre ambos es de 0,1s. La reflexión de las ondas sonoras puede producir fenómenos como el eco, la reverberación y la resonancia.

El eco

El eco es la repetición del sonido que se produce cuando las ondas sonoras se reflejan en un obstáculo situado, al menos, a 17 m del foco emisor y tarda en regresar a su lugar de origen más de 0,1 s

La reverberación

La reverberación es la prolongación del sonido que se produce por las sucesivas reflexiones de las ondas sonoras que llegan al oído con una diferencia de menos de 0,1 s.

La resonancia

Se produce cuando un cuerpo que está vibrando se pone en contacto con otro. El segundo cuerpo, al recibir las frecuencias del primero, se ve forzado a vibrar con la misma frecuencia. Esto origina que las frecuencias se refuercen y, en consecuencia, aumente la intensidad del sonido.

Aplicaciones del efecto Doppler

Entre sus muchas aplicaciones, caben destacar las siguientes:

El radar

Una de sus aplicaciones más importantes es la del radar (sistema electrónico que permite detectar objetos fuera del alcance de la vista y determinar la distancia a que se encuentran proyectando sobre ellos ondas de radio.) El radar Doppler, que se utiliza a menudo para medir la velocidad de objetos como un coche o una pelota, transmite con una frecuencia constante. Las señales reflejadas por objetos en movimiento respecto a la antena presentarán distintas frecuencias a causa del efecto Doppler.

La Ecocardiografía.

El efecto Doppler ha adquirido en los últimos años una extraordinaria importancia en el estudio morfológico y funcional cardíaco tanto en sujetos sanos como en aquellos con enfermedades cardíacas. Esto se debe a que esta técnica, que está basada en la emisión y recepción de ultrasonidos, presenta considerables ventajas respecto a otros procedimientos diagnósticos.

Los ultrasonidos son ondas sonoras de muy alta frecuencia que avanzan según los principios de las ondas mecánicas, es decir, sufren fenómenos de atenuación, dispersión y reflexión ("rebote") dependiendo de las propiedades físicas de las estructuras que encuentran a su paso. Estas propiedades son aprovechadas para estudiar estructuras situadas en el interior del cuerpo, de tal manera que emitiendo un haz de ultrasonidos sobre la superficie (por ejemplo, del tórax), éste se refleja al chocar con estructuras del interior que no puede atravesar (las estructuras cardíacas), pudiendo recogerse estas señales a través del mismo instrumento utilizado para su emisión. Un aspecto esencial de esta técnica es que es inocua. Hasta la fecha no se conocen efectos nocivos sobre el organismo de la aplicación de ultrasonidos dentro del rango de frecuencias utilizado para el diagnóstico ecográfico.

En Astrofísica

El efecto Doppler ha permitido numerosos avances en astrofísica, por ejemplo para determinar la estructura de las galaxias y la presencia de materia oscura, el estudio de estrellas dobles, el estudio de estrellas dobles o para medir los movimientos de las estrellas y de las galaxias. Esto último, por decirlo de alguna forma, se consigue observando el color de las galaxias y cuerpos estelares, pues la luz, al igual que el sonido, es una onda cuya frecuencia a la que la percibimos puede variar en función del movimiento

La refracción se presenta con cierta frecuencia debido a que los medios no son perfectamente homogéneos, sino que sus propiedades y, por lo tanto, la velocidad de propagación de las ondas en ellos, cambian de un punto a otro.

La propagación del sonido en el aire sufre refracciones, dado que su temperatura no es uniforme. En un día soleado las capas de aire próximas a la superficie terrestre están más calientes que las altas y la velocidad del sonido, que aumenta con la temperatura, es mayor en las capas bajas que en las altas. Ello da lugar a que el sonido, como consecuencia de la refracción, se desvía hacia arriba. En esta situación la comunicación entre dos personas suficientemente separadas se vería dificultada. El fenómeno contrario ocurre durante las noches, ya que la Tierra se enfría más rápidamente que el aire.

El mismo fenómeno es el que se aplica en las salas de conciertos para que el sonido llegue del escenario al patio de butacas debido al gradiente de temperaturas.

Cómo vemos

En los ojos, hay muchas partes diferentes que nos ayudan a crear la visión. La luz pasa a través de la córnea, que es la superficie transparente, en forma de cúpula, que cubre la parte delantera del ojo. La córnea desvía o refracta la luz que entra al ojo. El iris, la parte coloreada del ojo, regula el tamaño de la pupila, la abertura que controla la cantidad de luz que entra al ojo. Detrás de la pupila, está el cristalino, una parte transparente del ojo que enfoca aun más la luz o las imágenes en la retina. La retina es un tejido delgado, delicado, fotosensible, que contiene células “fotorreceptoras”; especiales que transforman la luz en señales eléctricas. Estas señales eléctricas se siguen procesando y luego viajan desde la retina del ojo al cerebro a través del nervio óptico, un conjunto de alrededor de un millón de fibras nerviosas. “Vemos” con nuestro cerebro; los ojos recogen la información visual e inician este complejo proceso.

PREGUNTA: Cuando escucho mi voz grabada suena distinta, más de pito, que cuando me escucho mientras hablo. ¿Por qué?

Cuando hablamos escuchamos el sonido de nuestra voz por dos caminos, por dentro de nuestro cuerpo y por fuera, por el aire. Cada senda trasmite unas frecuencias determinadas. La voz grabada solo registra las frecuencias transmitidas por el aire, por eso suena distinta.

Un sonido está compuesto por ondas de varias frecuencias. En general se produce por la vibración de algo en un medio, como el aire o el agua.

En el caso de la voz se produce por la vibración de las cuerdas vocales. Al vibrar, las moléculas de aire que están en contacto con ella también vibran. Esta capa hace vibrar a una segunda capa que está en contacto con ella, y ésta a una tercera y así sucesivamente.

“Al hablar, nuestra voz va por dos caminos, pero solo se graba la que va por el aire“

Oímos la voz porque las ondas sonoras que llegan a través del aire entran en el canal auditivo externo y hacen vibrar el tímpano, que transmite las vibraciones a una serie de huesecillos suspendidos en la cavidad del oído medio y cuya función es amplificar los sonidos recogidos por el tímpano.

Así, hacen vibrar el líquido que hay dentro de una estructura llamada caracol o cóclea, que transforma ese estímulo en impulsos nerviosos.

Canal individual

Por otra parte, también percibimos el sonido de nuestra voz por la vibración de nuestros huesos de la cabeza.

Por esa ruta viajan las frecuencias más bajas, que llegan directamente al caracol sin pasar por el conducto auditivo interno. Y solo las escucha el que habla. No las detectan las personas que están alrededor ni la grabadora.

La grabadora y nuestros oyentes registran solo la parte de la voz que se transmite por el aire, que son el resto de las frecuencias. El resultado es un sonido más agudo que el que percibimos cuando escuchamos nuestra propia voz mientras hablamos.

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RESUMEN

Reflexión del sonido

Cuando una onda sonora se propaga y choca contra un obstáculo, cambia de dirección y sentido. Este fenómeno se denomina reflexión del sonido.

La reverberación

La reverberación es la prolongación del sonido que se produce por las sucesivas reflexiones de las ondas sonoras que llegan al oído con una diferencia de menos de 0,1 s.

La resonancia

Se produce cuando un cuerpo que está vibrando se pone en contacto con otro. El segundo cuerpo, al recibir las frecuencias del primero, se ve forzado a vibrar con la misma frecuencia.

El radar

Una de sus aplicaciones más importantes es la del radar El radar Doppler, que se utiliza a menudo para medir la velocidad de objetos como un coche o una pelota, transmite con una frecuencia constante. Las señales reflejadas por objetos en movimiento respecto a la antena presentarán distintas frecuencias a causa del efecto Doppler.

La Ecocardiografía.

El efecto Doppler ha adquirido en los últimos años una extraordinaria importancia en el estudio morfológico y funcional cardíaco tanto en sujetos sanos como en aquellos con enfermedades cardíacas. Esto se debe a que esta técnica, que está basada en la emisión y recepción de ultrasonidos, presenta considerables ventajas respecto a otros procedimientos diagnósticos.

Los ultrasonidos son ondas sonoras de muy alta frecuencia que avanzan según los principios de las ondas mecánicas, es decir, sufren fenómenos de atenuación, dispersión y reflexión dependiendo de las propiedades físicas de las estructuras que encuentran a su paso.

En Astrofísica

La refracción se presenta con cierta frecuencia debido a que los medios no son perfectamente homogéneos, sino que sus propiedades y, por lo tanto, la velocidad de propagación de las ondas en ellos, cambian de un punto a otro.

La propagación del sonido en el aire sufre refracciones, dado que su temperatura no es uniforme. En un día soleado las capas de aire próximas a la superficie terrestre están más calientes que las altas y la velocidad del sonido, que aumenta con la temperatura, es mayor en las capas bajas que en las altas.

Cómo vemos

En los ojos, hay muchas partes diferentes que nos ayudan a crear la visión. La luz pasa a través de la córnea, que es la superficie transparente, en forma de cúpula, que cubre la parte delantera del ojo. La córnea desvía o refracta la luz que entra al ojo. El iris, la parte coloreada del ojo, regula el tamaño de la pupila, la abertura que controla la cantidad de luz que entra al ojo. Detrás de la pupila, está el cristalino, una parte transparente del ojo que enfoca aun más la luz o las imágenes en la retina. La retina es un tejido delgado, delicado, fotosensible, que contiene células «fotorreceptoras»; especiales que transforman la luz en señales eléctricas. Estas señales eléctricas se siguen procesando y luego viajan desde la retina del ojo al cerebro a través del nervio óptico, un conjunto de alrededor de un millón de fibras nerviosas.

Oímos la voz porque las ondas sonoras que llegan a través del aire entran en el canal auditivo externo y hacen vibrar el tímpano, que transmite las vibraciones a una serie de huesecillos suspendidos en la cavidad del oído medio y cuya función es amplificar los sonidos recogidos por el tímpano.

Canal individual

Por otra parte, también percibimos el sonido de nuestra voz por la vibración de nuestros huesos de la cabeza.

Por esa ruta viajan las frecuencias más bajas, que llegan directamente al caracol sin pasar por el conducto auditivo interno. Y solo las escucha el que habla.