ONDAS, LUZ

Las ondas son perturbaciones que se propagan por un medio en un tiempo determinado. NO TRANSPORTAN MATERIA, TRANSPORTAN ENERGÍA. Asi, al lanzar una piedra al agua, se origina una onda, que avanza hacia la orilla, pero las particulas del agua no se acercan a la orilla; suben y bajan en la posicion en la que se encuentran.

 TIPOS DE ONDAS

Dependiendo del medio en el que se propagan pueden ser:

• Mecánicas: necesitan un medio material elastico, o que vibre, para propagarse. Por ejemplo las ondas en el agua.
• Electromagneticas: no necesitan un medio material para propagarse. Se propagan en el vacio. Por ejemplo la luz, las ondas de las antenas de los telefonos móviles, las ondas de radio...

Dependiendo de la direccion de propagación pueden ser:

• Transversales: la onda avanza perpendicular a la dirección de la perturbación 

•  Longitudinales: la onda avanza en la misma direccion de la perturbación.

 

Para comprender lo que es una onda y sus características más importantes entra en el siguiente enlace, pinchado la imagen:

¿De que depende la velocidad de propagación de una onda? ¿De su amplitud, de su forma, o del medio en el que se transmite? Entra en el siguiente enlace para averiguarlo:

velocidad de propagacion de una onda transversal

velocidad de propagación  de una onda longitudinal

LUZ

La naturaleza de la luz originó mucha controversia a lo largo del tiempo. Duró hasta el siglo XX. Actualmente se acepta la doble naturaleza de la luz. "Cuando se propaga se comporta como una onda, cuando interacciona con la materia se comporta como una particula (fotón)"

 Estudiaremos la luz como una onda electromagnética; no necesita un medio natural para su propagación.
 Se propaga en linea recta, y con velocidad constante, que el vacío alcanza su maximo valor, 300.000 km/s. Al atravesar un medio su velocidad disminuye y su valor depende del medio que atraviese.


COMO SE COMPORTA LA MATERIA ANTE LA LUZ

Se pueden clasificar en.

• cuerpos opacos: no permiten el paso de la luz; no puede verse a traves de ellos.
• cuerpos transparentes: dejan pasar la luz; se puede ver a traves de ellos. Son el agua, el vidrio, el aire...
• cuerpos translúcidos: solo dejan pasar una parte de la luz; no se puede ver con claridad a traves de ellos. Es el caso de algunos plásticos, vidrio esmerilado...

PROPAGACIÓN RECTILINEA DE LA LUZ

La  luz se propaga en linea recta. Un cuerpo opaco impide que la luz se propague y crea una zona oscura, que depende de la forma del cuerpo, llamada sombra.
Si el foco de luz es muy pequeño, puntual, el paso de la zona de luz a la de sombra es brusco. Se obtiene una sombra nítida, con límites bien definidos.

Si el foco de luz es grande, o está cerca del cuerpo opaco, detras de este aparece, junto a la zona de sombra una zona parcialmente iluminada llamada penumbra.

Pincha en la imagen:

Un fenómeno natural a escala planetaria en donde se observa la propagación rectilinea de luz es el eclipse de sol o de luna.
El eclipse de sol se produce cuando la luna se interpone entre el sol y la tierra. El eclipse de luna tiene lugar cuando la Tierra se interpone entre el sol y la luna.

Que es un eclipse solar y tipos
CIDEAC: Eclipse de sol
CIDEAC: Eclipse de luna

FENOMENOS LUMINOSOS

Para estudiarlos utilizamos rayos luminosos. Un rayo luminoso es la linea imaginaria que representa la dirección y el sentido en el que se propaga la luz.

REFLEXIÓN

Al incidir la luz sobre una superficie,sale rebotada. Sigue en el mismo medio pero cambia de dirección.

Cumple dos leyes fundamentales:

• El ángulo de indicencia y el de reflexión son iguales.
• El rayo incidente, reflejado y la normal estan en el mismo plano.

REFRACCIÓN

Fenómeno por el cual la luz al atravesar una superficie que separa 2 medios diferentes cambia de dirección y velocidad. Lleva distinta velocidad en los dos medios diferentes.
El indice de refracción es la relacion entre la velocidad de la luz en el vacio (c) y la velocidad en el medio en el que se propaga.  n= c/v

 La refraccion provoca fenomenos tales como :

Estos fenómenos se explican debido al cambio en la velocidad de la luz, lo que hace que veamos los objetos con diferente ángulo, lo que hace que parezcan que estan rotos.
En el siguiente video puedes ver estos efectos debido a la refracción de la luz.

DISPERSIÓN DE LA LUZ

 La luz blanca esta formada por una mezcla de varios colores diferentes. Cuando la luz blanca se difracta en algun medio se separan sus colores constituyentes. Esto explica la formacion del arco iris, formado al atravesar la luz solar gotas de agua presentes en las nubes.

El rayo menos difractado es el rojo y el más difractado es el violeta. Esto hace que al pasar la luz blanca por un medio los distintos colores se muevan a distinta velocidad y se separen.

 

FORMACIÓN DE COLORES

Entra en los siguientes enlaces para ver como se van formando los distintos colores:
Educaplus: colores primarios aditivos
Educaplus: Colores primarios sustractivos
Educaplus: Taller de iluminacion
Animaciones sobre fenómenos ópticos FQSB ÓPTICA INTERACTIVA

ESPEJOS

Un espejo es  una superficie pulida opaca a la luz, en la que los rayos de luz se reflejan.

Espejos planos: Se forma una imagen virtual del mismo tamaño y forma que la figura real, derecha aunque invertida (la parte derecha aparece en la parte izquierda).

 ESPEJOS ESFÉRICOS

Pueden ser concavos o convexos. Es una sección de una esfera, por lo que tienen centro de curvatura, C (centro de la esfera) y radio de curvatura (radio de la esfera)
La superficie externa es el espejo convexo y la imagen es mas pequeña pero abarca mas campo visual que un espejo plano. Son los espejos situados en los cruces sin visibilidad, en los retrovisores de los coches...

 
La superficie interior es el espejo cóncavo y la imagen a menudo parece parece más grande. Se utilizan en los faros de los coches, en los espejos de maquillaje, en los espejos de los dentistas...

CALOR Y TEMPERATURA. CAMBIOS DE ESTADO Y DILATACIÓN

El calor y la temperatura son conceptos diferentes. Mientras el calor (Q) es la energía que pasa de un cuerpo a otro, la temperatura mide la energía interna de un cuerpo, energía que posee debido al movimiento de sus partículas.

 Esto quiere decir que un cuerpo NO TIENE CALOR, tiene energía interna, que se expresa mediante su temperatura.

Para repasar de forma sencilla el concepto de temperatura, calor y los efectos producidos por el calor entra en el siguiente enlace:

Libros Vivos: Calor y Temperatura

En el siguiente vídeo del Mundo de Beakman también lo puedes ver de forma sencilla

 Efectos del calor: Aumento o disminución de su temperatura.

Si un cuerpo gana o pierde calor uno de sus efectos es que varía su temperatura. Esto depende de:

• de la cantidad de calor ganado o perdido 
• de la cantidad de sustancia ( no es lo mismo calentar 10 g que 10 kg)
• de la sustancia que calentamos o enfriamos (no es lo mismo calentar agua que un trozo de hierro). Este factor se corresponde con el calor especifico, ce, definido como la cantidad de calor que hay que suministrar a 1 kg de sustancia para elevar su temperatura 1 ºC. Cuanto mayor ser el calor específico más cantidad de calor hace falta para calentar una sustancia.

Equilibrio térmico:

Cuando se ponen en  contacto dos cuerpos a diferente temperatura, el cuerpo caliente cede energia al cuerpo frio. Esta transferencia de calor continua hasta que alcanzan ambos la misma temperatura, o temperatura de equilibrio
 

Se cumple siempre que:

Ten en cuenta el criterio de signos. El calor perdido es (-) , ya que  la (T final- T inicial) es negativa, y el calor ganado es (+).

Efectos del calor: Cambio de estado.

Otro de los efectos del calor es el cambio de estado de los cuerpos. El cambio de estado tiene lugar a una temperatura determinada, característica para cada sustancia y mientras cambia de estado su temperatura permanece constante.

En el siguiente video se pueden ver distintas experiencias con cambios de estado.

  Calor latente:

Se denomina calor latente de cambio de estado (Lfusión, Lvaporización) a la energía que hay que comunicar a 1 kg de una sustancia para que cambie de estado. Esta  energía no se emplea en aumentar la velocidad de las partículas, sino en modificar las fuerzas de atracción entre ellas, diferentes en un estado y en otro. 

 

Efectos del calor: Dilatación.

Otro de los efectos del calor es la dilatación. Cuando un cuerpo se calienta, aumenta su temperatura, se dilata, aumentando su volumen. Esto es debido a que las partículas que lo forman tienen más energía y se mueven más rápido. La agitación térmica es mayor. Esto hace que necesiten más espacio y por lo tanto hay un aumento de volumen. Si la temperatura desciende se produce una disminucion en el volumen, ya que hay menos agitacion térmica.

Un aumento de volumen por efecto del calor hace que la densidad del cuerpo disminuya.

Es esencial tener en cuenta la dilatación en la construcción de vias, puentes.... Se soluciona utilizando juntas de dilatacion, espacios vacios que permiten que el material se dilate.

Los líquidos se dilatan más que los sólidos, ya que sus particulas estan menos unidas que en estado solido y por lo tanto se separan con más facilidad.

Los gases se dilatan con gran facilidad al aumentar su temperatura, ya que sus particulas practicamente no estan unidas. Las leyes de los gases permiten estudiar la variación del volumen de un gas con la temperatura, en este caso la ley de Gay-Lussac.

 

 DILATACION DEL AGUA:  tiene un comportamiento anómalo entre los 0º C y los 4ºC. Su volumen mínimo es a los 4ºC y por lo tanto su densidad es máxima a esta temperatura. A partir de los 4ºC se dilata como los otros líquidos (al aumentar la T aumenta su V).
A medida que se acerca a los 0ºC aumenta su volumen, se hace menos densa, y al congelarse el hielo formado es menos denso que el agua líquida, flotando sobre ella. Esto hace que en invierno solo se congele una capa superficial de agua que queda en la superficie. Por debajo del hielo hay agua liquida, lo que permite que las plantas y animales acuaticos sobrevivan.

 

MEDIDAS DE MASA Y VOLUMEN

Medir volúmenes:

Para poder medir volumenes en el laboratorio utilizamos dos materiales básicos: la probeta y la pipeta.

 Una probeta se utiliza para medir cantidades de líquidos. Hay probetas para medir 10 ml, 100 ml, 250 ml y cantidades intermedias, al ser un tubo graduado. Tambien se puede utilizar para medir volumenes de pequeños objetos, observando el volumen de agua que desaloja.

La pipeta se utiliza para medir cantidades pequeñas de líquidos.

En el siguiente enlace hay actividades interactivas para medir con probetas y pipetas.

FQSB: medida de liquidos

Medir masas:
Se utiliza la balanza. Pincha en el dibujo para usar la balanza

FUERZAS. COMPOSICION O SUMA DE FUERZAS

 FUERZA:

Llamamos fuerza a aquella magnitud física capaz de producir deformaciones en un cuerpo y o modificar su estado de reposo o movimiento.

Son magnitudes vectoriales, además del valor numérico tenemos que indicar su dirección y el sentido en el que se aplica. Por eso se representan mediante vectores.

Tipos de fuerzas:

 Las fuerzas surgen debido a la interación entre dos cuerpos. Existen dos tipos  interacciones entre dos cuerpos, por contacto y fuerzas a distancia.

Fuerzas por contacto: Cuando dos cuerpos entran en contacto y surge una fuerza o interacción, por ejemplo dar una patada a un balón, empujar un mueble...

 Fuerzas a distancia: Son aquellas interacciones que aparecen sin que los cuerpos se encuentren en contacto. Son la atracción gravitatoria (el peso),  la inteacción electromagnética (responsable de la las fuerzas de atracción y repulsión eléctrica y la interaccion magnetica) y la fuerza nuclear fuerte (responsable de la unión de las partículas del núcleo) y la fuerza nuclear débil.

MEDIDA DE FUERZAS. LEY DE HOOKE:

Uno de los efectos de las fuerzas es producir deformaciones. Si ésta se produce sobre un resorte o muelle la deformacion producida es proporcional a la fuerza aplicada.
De forma matemática:

F= k. (l-lo)

Siendo k la constante elástica del resorte, característica de cada muelle, y (l-lo)el alargamiento producido. Para comprobar la ley de Hooke entra en la siguiente simulación.

Simulación ley de Hooke

 Un dinamómetro, instrumento para medir fuerzas, no es mas que un muelle graduado, llevan marcada la escala en Newtons en lugar marcar el alargamiento en cm. Sólo hay que utilizar la ley de Hooke para realizar esta escala.

COMPOSICIÓN O SUMA DE FUERZAS CONCURRENTES

Las fuerzas son vectores, por lo que no se pueden sumar sus valores numericos sin mas. Es necesario tener en cuenta su direccion y sentido.

Si las fuerzas tienen misma direccion y sentido:  Las fuerzas tienen además el mismo punto de aplicacion, son concurrentes. En este caso la resultante lleva la misma direccion y sentido que las fuerzas iniciales y su modulo será la suma de los módulos.

 

 R= F1+F2

Si las fuerzas tienen misma direccion pero sentido contrario: En este caso la resultante lleva la misma direccion y sentido que la fuerza mayor y su modulo será la resta de los módulos (mayor menos menor).

 R= F1 - F2

Si las fuerzas llevan cualquier dirección:  se cumple la ley del paralelogramo. La fuerza resultante se corresponde con la diagonal del paralelogramo definido por las fuerzas iniciales.

 

si las fuerzas son perpendiculares se puede calcular la resultante aplicando el teorema de Pitágoras.

R²= F₁ ² +  F₂²

Para trabajar con ellas entra en el siguiente enlace, trabaja con las simulaciones y contesta a las preguntas.

IBERCAJA: Suma de fuerzas 

DESCOMPOSICION DE FUERZAS

 Necesario cuando tenemos que sumar fuerzas de distintas direcciones. Para ello lo primero que hay que hacer es descomponer las fuerzas proyectandolas sobre cada eje, mediante las funciones trigonométricas seno y coseno de un ángulo.

Aplicando estas razones trigonométricas podemos calcular las componentes x e y de cualquier fuerza:

 

Si tenemos que sumar varias fuerzas, solo hay que calcular sus componentes en los ejes X e Y y sumar las fuerzas que aparecen en cada uno de los ejes. De esta forma llegaremos a un problema con dos fuerzas, una en el eje X y otra en el eje Y perpendiculares. Para calcular la resultante sólo tenemos que aplicar el teorema de Pitágoras.

TABLA PERIÓDICA Y ENLACE QUÍMICO

TABLA PERIÓDICA

Los elementos químicos se representan mediante símbolos, que proceden de su nombre en latín.  Para repasarlos y jugar puedes entrar en el siguiente enlace:

 Educaplus: Símbolos de los elementos

Pinchando en la imagen puedes acceder a una tabla periódica dinámica.

En la tabla periódica se encuentran ordenados todos los elementos químicos por numero atómico (Z, número de protones) creciente. Se colocan en filas (períodos) y columnas (grupos).

Los elementos del mismo período tienen colocado su último electrón en el mismo nivel. Esto explica porque algunas filas contienen solo 2 elementos (H e He, ya que tienen los electrones en en 1º nivel y solo caben 2), otras 8, otras 18, etc.

Para repasar la tabla periódica pincha en el siguiente enlace. Lee y haz las actividades de las 4 entradas.

Iniciación Interactiva a la Materia: Tabla Periódica

Para repasar las moléculas y los iones (esencial para entender los enlaces químicos) pincha el siguiente enlace de INICIACION INTERACTIVA A LA MATERIA. Realiza las actividades de las tres páginas que aparecen en ella

Iniciación Interactiva a la materia: Moléculas e iones.

ENLACE QUÍMICO

Enlace para repasar de forma sencilla la tabla periódica, la colocación de electrones en la corteza (muy importante) y los enlaces químicos.

LIBROS VIVOS: Sistema Periodico

En la pagina de Iniciación Interactiva a la materia puedes estudiar el enlace iónico, covalente y metálico. Leer y  realizar las actividades de las 5 entradas que forman este apartado.

Iniciación Interactiva a la materia: Enlaces

Enlace covalente: Los atomos de los elementos no metalicos se unen para poder tener su última capa electrónica completa compartiendo electrones. Esto da lugar a la formacion de moléculas.

En el siguiente enlace puedes ver como son las moleculas de los compuestos inorganicos y organicos mas habituales.

moléculas 3 D

Enlace iónico: Para ver como se forman los iones que después al ordenarse darán lugar a una red iónica neutra pincha en el siguiente enlace. Observa la carga que adquiere cada ion y la relación en la que tienen que estar para que la red formada sea neutra.

Para entender la relacion entre los iones positivos y negativos que indica la fórmula, comprobando siempre que compuesto quimico formado debe ser neutro entra en el siguiente enlace:

En este archivo se encuentran los esquemas del enlace covalente, iónico y metálico.

documento esquema enlaces