ACÚSTICA Y ÓPTICA

 

ACÚSTICA.   

Es la rama de la física que estudia la generación, propiedades, propagación, detección y utilización del sonido. El sonido es una onda mecánica, es decir requiere un medio físico elástico, para propagarse. El sonido se produce por la vibración de un cuerpo o sustancia; en el aire libre, las ondas sonoras se propagan en todas direcciones, como ondas esféricas, en presencia de superficies reflectoras la onda deja de ser esférica para volverse sumamente compleja debido a la superposición con las reflexiones. 

Un campo sonoro es la forma en que se distribuye el sonido en diversos puntos dentro de un determinado espacio como una sala o al aire libre. Entre las propiedades del sonido tenemos: tono, timbre, interferencia e intensidad.

INTENSIDAD. Es fuerza o potencia acústica, con la cual la onda sonora impacta una superficie, es lo que en el lenguaje cotidiano llamamos volumen; la intensidad se relaciona con la Amplitud. De acuerdo a esta propiedad el sonido puede ser débil o fuerte, La intensidad de un sonido se mide en decibelios (dB) en honor al Alexander Graham Bell. 

TONO. Es la propiedad del sonido que depende de la frecuencia.  Recuerda que la frecuencia es inversamente proporcional a la longitud de onda (λ) es decir, a mayor longitud de onda menor frecuencia, ahora bien a mayor frecuencia mayor energía, lo que significa que las ondas de baja (λ) longitud de onda, tienen alta frecuencia y por lo tanto su energía también es alta. De acuerdo al tono el sonido puede ser agudo si la frecuencia es alta o grave si la frecuencia es baja. La frecuencia se mide en Hercios o Hertz (Hz), en honor al físico alemán Heinrich Rudolf Hertz (1857 - 1894).   El oído humano, tiene la capacidad para registrar sonidos entre lo 20 Hz y los 20.000 Hz,  Aquellos que están por debajo de ese valor son infrasonidos y los que están por encima de ese umbral se denominan Ultrasonidos. 

TIMBRE.  es la propiedad que permiten identificar el origen de un sonido, la caja de resonancia es la responsable de esta cualidad sonora, gracias al timbre reconocemos a una persona por el timbre de su voz.

DURACIÓN.  Corresponde al tiempo de vibración  de la fuente sonora y por ende la prolongación del sonido; en el lenguaje musical existen una serie de símbolos para representar la duración del sonido y del silencio, es lo que se denominan notas musicales.

Sentido del oído:   

El sentido del Oído, se divide en 3 partes oído externo, medio e interno.  En el oído externo encontramos el pabellón y el conducto auditivo externo; el oído medio donde se destacan el tímpano, la cadena de huesecillos, y la trompa de Eustaquio. Y finalmente encontramos el oído interno con el caracol y los conductos semicirculares. 

Fuente: www.becsa.es/ BECSA desarrollará un nuevo proyecto de I+D para reducir el ruido en las ciudades

PARA TENER EN CUENTA

En comparación con los humanos, los perros tienen un sentido del oído muchísimo más desarrollado. El promedio del espectro auditivo del ser humano es de 20-20.000 Hz., mientras que el de los perros, es de aproximadamente 20-65.000 Hz, y la variedad de espectro a la que son más sensibles es de 500-16.000 Hz. Esta es la razón por las que muchos perros, y también gatos, se sienten molestos por el ruido de una aspiradora, por ejemplo, porque emite un desagradable sonido de alta frecuencia que nosotros no podemos oír. Los perros tienen 17 músculos para mover sus orejas, mientras que los hombres sólo tienen nueve, y la mayoría sólo utiliza 1 ó 2. 

Los perros tienen un sentido del oído muy agudo, mucho más que el nuestro, lo que les permite percibir sonidos muy débiles que son totalmente inaudibles para nosotros. Por ejemplo, el ser humano percibe un sonido que se encuentra a 6 m. Mientras el perro puede oír un sonido cuya fuente de emisión esté a 25 m. Los perros, por ejemplo, pueden oír una tormenta que esté a 10 Km. de donde ellos se encuentran, cosa totalmente imposible para el ser humano.

Esto explica que a veces un perro ladre o se muestre inquieto sin una razón aparente ya que nosotros no registramos ningún sonido, pero ellos sí, con lo cual, y de repente tu perro se levanta inquieto, tal vez ladra, como un ladrido de alerta. Te asomas a la ventana y no ves nada, pero unos minutos más tarde un amigo tuyo llama a la puerta.  Los perros son muy sensibles a los distintos tonos de voz, por lo que demuestran una respuesta muy positiva ante tonos tranquilos y relajados. Por tanto, es aconsejable utilizar una voz suave y clara para alabarlos y un tono seco y fuerte para órdenes o regañarles.

Mapa conceptual de la Acústica

ÓPTICA.    

Es la rama de la física que estudia la luz o los fenómenos luminosos.  En un sentido amplio, la luz (onda electromagnética) es la zona del espectro de radiación electromagnética que se extiende desde los rayos X hasta las microondas, e incluye la energía radiante que produce la sensación de visión. El estudio de la óptica se divide en dos ramas, la óptica geométrica y la óptica física.  La luz visible es sólo una pequeña parte del espectro electromagnético. En el espectro visible, las diferencias en longitud de onda se manifiestan como diferencias de color. El rango visible va desde, aproximadamente, 350 nm (nanómetros) el violeta hasta unos 760 nm el rojo. La luz blanca es una mezcla de todas las longitudes de onda visibles. En capítulos posteriores se estudiará la naturaleza física de la luz desde unos presupuestos más avanzados. La unidad de medida de la luminiscencia es el lux

Reflexión de la Luz.  la reflexión luminosa es un fenómeno en virtud del cual la luz al incidir sobre la superficie de los cuerpos cambia de dirección, invirtiéndose el sentido de su propagación. En cierto modo se podría comparar con el rebote que sufre una bola de billar cuando es lanzada contra una de las bandas de la mesa.  Se debe considerar que la visión de los objetos se lleva a cabo gracias al fenómeno de la reflexión. Un objeto cualquiera, a menos que no sea una fuente en sí mismo, permanecerá invisible en tanto no sea iluminado. Los rayos luminosos que provienen de la fuente se reflejan en la superficie del objeto y revelan al observador los detalles de su forma y su tamaño.  De acuerdo con las características de la superficie reflectora, la reflexión luminosa puede ser regular o difusa. La reflexión regular tiene lugar cuando la superficie es perfectamente lisa. Un espejo o una lámina metálica pulimentada reflejan ordenadamente un haz de rayos conservando la forma del haz. La reflexión difusa se da sobre los cuerpos de superficies más o menos rugosas.

Refracción luminosa.  cambio que experimenta la dirección de propagación de la luz cuando atraviesa oblicuamente la superficie de separación de dos medios transparentes de distinta naturaleza. Las lentes, las máquinas fotográficas, el ojo humano y, en general, la mayor parte de los instrumentos ópticos basan su funcionamiento en este fenómeno óptico.

POLARIZACIÓN. Hay que tener en cuenta que la luz es un tipo de onda transversal. la capacidad de orientar en un mismo plano la vibración y la propagación, es lo que se conoce como polarización, se aplica en pantallas planas de televisión; todas las pantallas LCD o de cristal líquido llevan en su interior un filtro polarizador, de forma que siempre emiten luz polarizada, el reflejo de las gafas para sol, y la formación de las imágenes 3D, son solo algunas de la aplicaciones de la tecnología luz polarizada. 

La luz blanca o visible puede descomponerse en luces monocromáticas, siempre que atraviese algún obstáculo que obligue a las diferentes ondas que constituyen la luz blanca a viajar a velocidades diferentes, por ejemplo, un prisma transparente. El resultado es el arco iris o espectro visible de la luz blanca.  La descomposición de la luz blanca en los diferentes colores que la componen, data del siglo XVIII. Su estudio y análisis de debe al físico, astrónomo y matemático Isaac Newton. La luz blanca se descompone en estos colores principales: Rojo, Naranja, Amarillo, Verde, Azul, Violeta.

Mapa conceptual de la óptica

El sentido de la vista.  En los órganos de la visión, los ojos, encontramos medios transparentes y membranas posteriores, Cada una de sus partes, estructura, se resumen en el siguiente esquema

Para el cuaderno: Leer la información del blog y Resumir los temas , elaborar los gráficos de los sentidos y realizar los mapas conceptuales. 

Para ClassRoom: Desarrolle el crucigrama sobre los temas del blog. 

  

FORMACIÓN DE IMÁGENES 

LECTURAS OPCIONALES

PSICOLOGÍA DEL COLOR.  Características de los Colores Cálidos y Fríos

El color está en todos lados. Nuestra mente se ve atraída por distintos colores todo el tiempo, y los asocia a diferentes cosas. Hasta un 90% de los juicios hechos sobre productos están basados solo en el color (dependiendo del producto). Pero, aunque estemos tan familiarizados con los colores existe un gran nivel de incertidumbre cuando se trata de usar colores en el arte o diseño.  Cuando se trata de diseño web o gráfico, el color puede ser la elección más importante. La decisión sobre el color correcto es la base de un diseño lindo, atractivo y continuo. Sin embargo, la elección del color incorrecto puede destruir un diseño, aún si todo lo demás es correcto. Una de las formas de empezar es considerando la división entre colores cálidos y fríos.

Fuente: Programa de diseño de industrial de moda SENA 

Los colores de uno de los lados, que contienen rojo y amarillo, son los cálidos, y en lado opuesto, el azul y los colores que contienen esa mezcla, son los fríos. Los colores verde y violeta, puros son neutros y su grado de temperatura depende de la proporción en que se les adicione rojo, amarillo o azul. 

Los colores cálidos (amarillos y rojos) tienen un efecto estimulante y dan la impresión de que avanzan, que se adelantan de la superficie que los contiene. Esto provoca sensación de cercanía. Son colores vitales, alegres y activos. Por el contrario, los colores fríos (azules, verdes y violetas) producen una acción relajante y un efecto de retroceso, alejamiento, generando sensación de distanciamiento. Producen una impresión de reposo y calma, y utilizados solos pueden dar efecto de poca intimidad y de tristeza.

En habitaciones grandes los colores cálidos y oscuros ayudan a disminuir visualmente el espacio. En un esquema de líneas predominantemente horizontales, los colores cálidos sirven para aumentar aparentemente el tamaño de los muebles y elevar los techos.

Los colores fríos y los tonos claros nos permiten agrandar el lugar. Un pasillo estrecho, por ejemplo, adquiere aspecto de mayor anchura si está pintado con un color frío.

Cálidos

Rojo: El rojo puro es el color más vital, asociado a la acción intensa y excitante. Usado puro puede resultar un tanto violento, por eso debe ser usado con moderación, en detalles o pequeñas áreas. De toda la gama de rojos -bordó, bermellón, magenta, etc.-, se puede decir lo mismo. El rojo rebajado con blanco, en tonos más pasteles, puede en cambio producir confort y calidez. El rojo es un color vital y excitante El uso del color rojo en paredes produce la impresión de que el color avanza hacia el observador

Naranja: El naranja puro es también un color asociado con la vitalidad, pues comprende mezcla de rojo y amarillo. Tan excitante como el rojo, también debe usarse con moderación y respeto, evitando los grandes espacios. Siempre es mucho mejor utilizar combinaciones de naranja menos fuertes, salmón, etc.  El color naranja está asociado con la vitalidad

Amarillo: El amarillo evoca fuerza y voluntad. Es excitante y tiene su lugar más adecuado en las habitaciones con poca luz natural.  El amarillo es un color alegre y estimulante, el amarillo favorece la luminosidad en habitaciones con poca luz natural

Los colores Fríos

Azul: Es el color más frío de todos. Expresa calma, quietud y reposo. Por su calidad de sedante es útil para zonas de trabajo y habitaciones. Mezclado con verde o violeta, reduce su austeridad y frialdad. En habitaciones muy iluminadas no es conveniente utilizarlo, pues absorbe luz y resta luminosidad.  El azul expresa calma, quietud y reposo

Violeta: El violeta es un color que produce tristeza. Es el color religioso, místico por excelencia. Es un color indiferente y distante, capaz de evocar la idea de misterio. Por ser el color de una onda de longitud más corta, expresa silencio y profundidad triste. Aumentando su proporción de rojo se hace más vital y activo. Aumentando el azul, acentúa su frialdad y distanciamiento. Los matices lila y lavanda son de un marcado perfil femenino. El violeta es un color indiferente y distante, que requiere de otros colores para realzar su valor estético Por ser el color de una onda de longitud más corta, el violeta expresa silencio y profundidad triste

Verde: Por ser un color mezcla entre azul y amarillo, dos colores de características opuestas, podríamos decir que es un color equilibrado, que expresa quietud, vegetación, frescura. El verde puro es un color neutro, que puede hacerse más frío aumentando la cantidad de azul o más cálido aumentando la participación de amarillo. Los más estimulantes, por supuesto, son los verdes-amarillos. En el conjunto es mejor utilizarlo en tonos pastel, y puro sólo para detalles. Los verdes-amarillos son los más estimulantes El uso del color verde en tonos pasteles puede ser una alternativa más formal y menos arriesgada

Cuales son tus colores preferidos; en el vestuario, en tu cuarto.

Daltonismo

El daltonismo es la incapacidad para ver algunos colores en la forma normal.  Ocurre cuando hay un problema con los pigmentos en ciertas células nerviosas del ojo. Estas células se llaman conos y se encuentran en la capa de tejido sensible a la luz que recubre la parte posterior del ojo, llamada la retina.  Se evidencia en la dificultad para diferenciar entre el rojo y el verde; o tener dificultad para ver los colores azul y amarillo.  Las personas con daltonismo para los colores azul y amarillo con frecuencia tienen problemas para identificar también los colores rojos y verdes.

La forma más grave de daltonismo es la acromatopsia. Se trata de una rara afección en la cual una persona no puede ver ningún color, solamente sombras de gris.

La mayoría de los casos de daltonismo se deben a un problema genético. Muy pocas mujeres son daltónicas y aproximadamente 1 de cada 10 hombres sufren alguna forma de daltonismo.

El siguiente enlace prueba si somos o no diatónicos a algún tipo de gama de color 

OPCIONAL: En el siguiente enlace encuentras otras pruebas, que las puedes realizar para verificar que tan bien es tu agudeza visual : Tes.Visuales

TENEMOS SOLO CINCO SENTIDOS?

En lo que se refiere a los sentidos, el cerebro no establece compartimentos estancos. Todo se mezcla, oído, vista, tacto, olfato y gusto. Solo hay que fijarse en la historia de Daniel Kish, un estadounidense que nació con retinoblastoma bilateral, un tipo de cáncer de retina. El tumor no remitió y con solo siete meses de edad le extirparon el ojo derecho; a los trece meses hicieron lo mismo con el izquierdo. Se quedó ciego. Pero no se resignó. Desde muy pequeño, Kish empezó a desarrollar una técnica que consiste en chasquear la lengua y detectar por el eco los objetos que tiene a su alrededor. Por eso lo apodan Batman, el Hombre Murciélago, y es capaz de practicar senderismo o ciclismo de montaña como cualquier persona dotada de visión. Aunque lo más asombroso, y lo que interesa especialmente a los neurocientíficos de su caso, es que al escuchar el eco su corteza visual construye imágenes. Su cerebro ve a partir del eco. Ahí es nada.  Otra interesante demostración de que el encéfalo no compartimenta los sentidos la encontramos en las ilusiones multisensoriales. Por ejemplo, si ves unos labios pronunciar la sílaba ga y simultáneamente escuchas el sonido ba, tu cerebro oirá da. Lo llaman efecto McGurk, y se produce por una interacción entre la audición y la visión en la percepción del habla: cuando el componente auditivo de un sonido se combina con el componente visual de otro, el cerebro lo interpreta ilusoriamente como un tercer sonido. Es un fenómeno que demuestra que nuestras experiencias perceptivas son producto de un complejo proceso de mezcla. En otros casos son la vista y el tacto los que interactúan para crear, por ejemplo, la ilusión “de la mano de goma”: si ponemos una de estas falsas manos ante nosotros y a la vez nos tapamos un brazo de manera que parezca que la de goma es parte de nuestro cuerpo, si alguien la acaricia, sentiremos que nos están tocando la mano real. O la vista y el gusto: si bebemos un refresco de fresa teñido de color amarillo verdoso, identificamos su sabor con el del limón.  Por otro lado, otros animales poseen un sexto sentido envidiable. Las aves, las mariposas monarca, las ballenas y los osos cuentan con una especie de brújula interna con la que detectan el campo magnético terrestre y se orientan sin necesidad de GPS. ¿Por qué no los humanos? Que carezcamos de sentido magnético aún está por ver y es objeto de debate. Joseph Kirschvink, geobiólogo del Instituto Tecnológico de California (Caltech), es uno de los principales investigadores empeñados en confirmarlo o desmentirlo de una vez por todas: “No hay razón para pensar que no existe, pero si lo tenemos, parece que es inconsciente. En la mayoría de los animales migratorios, esta capacidad sensorial depende de cristales de magnetita biogénica, que son pequeños imanes bioquímicos y genéticos”, explica. Hay otra hipótesis alternativa reciente que sitúa la capacidad de magnetorrecepción en una proteína de los ojos llamada Cry4, un tipo de criptocromo. Pero, según Kirschvink, “no hay pruebas suficientes y no explica todas las observaciones tan bien como lo hace la teoría de la magnetita”. Mientras hablamos con Kirschvink, saca a relucir otro candidato a sexto sentido, el de la gravedad, que considera “un gran olvidado”. Cierto es que cuando Aristóteles describió los cinco sentidos, faltaban muchos siglos para el nacimiento de Newton, y el concepto de gravitacional le era ajeno.

Pero a estas alturas ya está bastante claro para Kirschvink “que la percepción de la gravedad es una modalidad sensorial separada, aunque deriva de células ciliadas igual que las del sistema auditivo”. Nos permite mantener el equilibrio y caminar sin darnos de bruces contra el suelo. Por otra parte, hay muchos investigadores que defienden que la termorrecepción, es decir, la capacidad de distinguir entre frío y caliente, también debería considerarse un sentido independiente, y no una cualidad del tacto. Y lo mismo piensan algunos sobre el dolor (nociocepción) y la percepción del propio cuerpo (propiocepción). Esto sumaría un total de nueve sentidos, que podrían pasar a once si se confirman el magnético y otro igual de polémico: el vomeronasal. Los seres humanos tenemos un órgano vomeronasal, es decir, una herencia del detector de feromonas que usan las hormigas para marcar el camino desde la comida al hormiguero, o las hembras de muchas especies para atraer a los machos cuando quieren aparearse y para regular otras muchas respuestas instintivas. Muchos científicos aseguran que este órgano es solo un vestigio evolutivo atrofiado. Completamente atrofiado. Otros no lo tienen tan claro, incluido Kirschvink. “Es cierto que los genes homólogos a los de los ratones son pseudogenes que nosotros no expresamos —admite—. Sin embargo, no sabemos aún si todos los genes relacionados con las feromonas están desactivados, y hay literatura científica que habla de comportamientos compatibles con la detección de algunas de estas sustancias”. Dice que es un tema controvertido, igual que lo es el sentido magnético humano, del que publicará pronto un artículo. “Muchos científicos piensan que el sistema de magnetorrecepción en humanos debe estar perdido, y que lo mismo pasa con el vomeronasal”. Pero también podrían estar ambos activos y enviando datos al cerebro “sin que seamos conscientes”. ¿Habrá algún día que ampliar el catálogo sensorial?

Fuente y más información en La ciencia de los 11 sentidos, escrito por Elena Sanz. Puedes leerlo en el número 450 de Muy Interesante.