ACTIVIDAD: ONDAS

ONDAS:

La mayor parte de la información acerca de lo que nos rodea llega en alguna forma de ondas.

Es a través del movimiento oscilatorio que el sonido llega hasta nuestros oídos, la luz a los ojos y las señales electromagnéticas a nuestras radios y TV.

A través del movimiento ondulatorio se puede transferir energía de una fuente hacia el receptor, sin transferir materia entre los dos puntos.

En un sentido amplio, todo lo que va y viene, va de un lado al otro y regresa, entra y sale, se prende y se apaga, sube y baja; está vibrando u oscilando.

Una vibración u oscilación es un vaiven en el tiempo. Un vaiven tanto en el espacio como en el tiempo es una onda. Una onda se extiende de un lugar a otro.

La fuente de todas las ondas, de sonido, de luz , o de lo que sea es algo que vibra.

• ¿En que situaciones de la vida cotidiana notas la presencia de ondas? ¡¡¡Escribelas!!!

Clasificación de las ondas:

Las ondas pueden clasificarse , teniendo en cuenta si necesitan o no de un medio material para propagarse en :

• mecánicas
• electromagnéticas

Las ondas mecánicas son las que siempre necesitan un medio material para propagarse. Es decir, no pueden propagarse en el vacío.

Las ondas electromagnéticas son las que no requieren necesariamente un medio matrial para propagarse.

ACTIVIDAD:

1) Clasifica las siguientes ondas en mecánicas y electromagnéticas:

• onda propagándose en una soga
• el sonido
• onda propagándose en el agua
• la luz
• ondas infrarrojas
• rayos X
• rayos gamma
• ondas de radio

2. Cuando una bandera flamea al viento¿qué tipo de onda produce?

PROPIEDADES DE LAS ONDAS:

Las ondas tienen 4 propiedades que las difencian a unas de otras:

• amplitud
• frecuencia
• longitud de onda
• velocidad

ACTIVIDAD:

1) Busca en los libros de física las definiciones de amplitud, fecuencia, longitud de onda y velocidad.

2. Visita la página de internet http://www.educaplus.org/, /La luz y sus propiedades/ introducción/ondas; y observa las diferentes propiedades de las ondas utilizando los simuladores que allí encontrarás.
3. Revisa las actividades realizadas hasta el momento y responde:
   a) Describe la diferencia entre la propagación de las ondas sonoras y de las ondas luminosas.
   b) ¿Es correcto decir que una onda de radio es una onda luminosa de baja frecuencia ?
   c) Una onda de radio¿es también una onda sonora?

ACTIVIDAD: ¿QUIÉN INVENTÓ LA RADIO?

Quién Inventó La Radio?

Históricamente, la invención de la radio -es decir, un sistema capaz de emitir y recibir sonidos mediante la modulación  de ondas electromagnéticas- se ha atribuido al italiano Guillermo Marconi. Nacido en la ciudad de Bolonia el 25 de abril de 1874, el ingeniero eléctrico Guillermo Marconi incluso recibió en 1909 el Premio Nobel de Física por el desarrollo de esta tecnología, a la que en la época se la llamaba “telegrafía sin hilos”. Sin embargo, hubo muchos científicos, ingenieros e incluso aficionados que al mismo tiempo (e incluso antes) que el italiano hicieron notables avances en este campo. Muchas de esas personas son consideradas -a veces solamente en su país de origen- como “el inventor de la radio.”
Está claro que las bases teóricas sobre las que se asienta la radio fueron concebidas por James Clerk Maxwell, quien envió un documento titulado “Una teoría dinámica del campo electromagnético” a la Royal Society en 1873. En ese histórico escrito, Maxwell resumía sus trabajos realizados entre 1861 y 1865 y explicaba cómo los campos eléctricos variables crean campos magnéticos variables, y viceversa.

Además, postulaba que estos campos variables que se propagarán por el espacio en forma de campos electromagnéticos -también variables- que se alejarían en forma de ondas electromagnéticas de la fuente en donde se originaron. Hubo que esperar hasta 1888 para que Heinrich Rudolf Hertz comprobase experimentalmente la teoría de Maxwell. Hertz fue el primero en crear artificialmente tales ondas electromagnéticas y en detectarlas. Logró efectuar emisiones y recepciones de estas ondas y analizar sus características. Además, Hertz comprobó que las ondas que había generado en el laboratorio tenían exactamente las mismas propiedades de las previstas por Maxwell. ¿Esto significa que Hertz o Maxwell inventaron la radio? En absoluto. Estos dos científicos contribuyeron a la comprensión del mecanismo por el cual se podría crear un sistema de transmisión de información a través de ondas electromagnéticas, pero no construyeron un aparato que permitiese emitir y recibir sonidos por ese medio.

Como es obvio, los diarios de todo el mundo ponían en primera plana la noticia de que Hertz, utilizando un oscilador eléctrico, había sido capaz de enviar y recibir ondas electromagnéticas. En Italia, un joven Guillermo Marconi (tenía 21 años en ese entonces) se puso a trabajar sobre la base construida por Hertz para convertir el sonido en ondas electromagnéticas y transmitirlas a través del aire, de forma inalámbrica. En septiembre de 1895 fue capaz, utilizando unos aparatos que el mismo construyó, de enviar por primera vez una señal eléctrica entre dos puntos sin utilizar cables. Rápido de reflejos, al año siguiente consiguió en el Reino Unido la primera patente sobre la radio. Entusiasmado por su éxito, Marconi montó una estación de radio en la isla de Wight, ubicada en la región sur de Inglaterra, que hoy se considera la primera del mundo. En 1898 consiguió uno de sus más importantes logros, transmitiendo una comunicación telegráfica entre el Reino Unido y Francia  a través del canal de la Mancha. Tres años más tarde, el 12 de diciembre de 1901, repetiría el experimento enlazando Cornualles y Terranova, separadas 3.378, una a cada lado del Océano Atlántico. Básicamente, Marconi utilizaba como emisor un generador de chispas de muy alta tensión conectado a una gran antena por un lado y a tierra por el otro. Este “equipo de transmisión” no estaba “sintonizado”, por lo que al menos técnicamente, lo que se producía no era otra cosa que un gran ruido electromagnético que contenía ondas en un amplio margen de frecuencias. Estas eran recibidas por un “cohesor” (“coherer”), que no era otra cosa que un recipiente de vidrio lleno de limaduras de hierro. Este artefacto, ideado y utilizado originalmente para proteger de los rayos las instalaciones telegráficas, variaba su resistencia eléctrica cuando era afectado por un campo electromagnético. ¿Esto significa Marconi inventó la radio? No necesariamente, y como veremos, en realidad es muy difícil atribuir la invención de la radio a una única persona.

Los trabajos de Maxwell y Hertz, como es lógico, sirvieron para que muchos científicos se pusieran a trabajar en temas relacionados con las ondas electromagnéticas. El 7 de mayo de 1895 (unos cuatro meses antes de que Marconi enviase su primera señal) un ingeniero ruso llamado Alexandr Stepánovich Popov había presentado un receptor capaz de detectar ondas electromagnéticas. Para el 24 de marzo de 1896, Popov ya  disponía de un sistema completo capaz de emitir y recibir mensajes telegráficos, y de hecho transmitió entre dos edificios de la Universidad de San Petersburgo -separados por una distancia de 250 metros- el texto “HEINRICH HERTZ“. Del otro lado del Atlántico, el nunca suficientemente reivindicado Nikola Tesla también trabajaba en este tema, aunque sin basarse en el trabajo de Hertz. Efectivamente, Tesla generaba y detectaba ondas de radio mediante corrientes eléctricas alternas de muy alta frecuencia aplicadas a una gran antena y a tierra. Las ondas electromagnéticas producidas de esta manera se transmitían a larga distancia y eran detectadas por otras antenas también unidas a tierra a través de circuitos resonantes formados por inductancias y condensadores (también ideados por Tesla). Si bien buscaba una forma de transmitir energía eléctrica de forma inalámbrica,  sin necesidad de utilizar los costosos conductores metálicos, Tesla hizo la primer demostración pública de radiocomunicación en San Luis (Missouri) en 1893, dos años antes de que Marconi o Popov pudiesen hacer algo parecido.Tesla presentó sus trabajos en el Franklin Institute de Filadelfia y en la National Electric Light Association. Describió y demostró todos los detalles de su sistema de radiocomunicación. Su mecanismo, de hecho, fue utilizado durante años hasta que se inventó la válvula termoiónica de vacío. Algunos de estos desarrollos fueron patentados por Tesla en 1897. Sin embargo, la Oficina de Patentes de Estados Unidos -seguramente influenciada por Thomas Alva Edison y Andrew Carnegie, enemigos declarados de las ideas de Tesla y partidarios de Marconi- revocó estas patentes en 1904 y otorgó al italiano la patente correspondiente a la invención de la radio. Medio siglo más tarde, en 1943, la patente de Tesla número 645576 fue restablecida a su dueño por la Corte Suprema de Estados Unidos, pero Tesla ya había fallecido y no pudo disfrutar de esta victoria legal. Así las cosas, podríamos pensar que corresponde a este científico el mérito de la invención de la radio. Sin embargo, y dejando de lado que tanto Tesla como Marconi y Popov llegaron más o menos al mismo tiempo y de forma completamente independiente al mismo resultado, lo cierto es que no fueron los únicos.



En efecto, hace unos pocos años el investigador Ángel Faus Belau, un profesor de la Universidad de Navarra,  descubrió que la primera patente sobre la transmisión de voz sin hilos habia sido registrada por el comandante español Julio Cervera Baviera, en 1899. Actualmente, “el inventor de la radio” suele ser una persona diferente para cada nación, algo que no debería llamar la atención luego de todo lo expuesto. Es posible que lo más lógico fuese determinar alguna clase de “autoría compartida”, pero dado que la realidad muchas veces se encuentra bastante lejos de la lógica, probablemente sigamos discutiendo sobre la autoría de este invento durante varias décadas ¿No crees?

ACTIVIDAD:

1. Dividanse en grupos y lean el texto.
2. Cada grupo debe elegir uno de los científicos mencionados en la lectura y buscar su biografía, para esto pueden utilizar internet o libros.
3. Preparen un texto argumentando  por que motivo el científico elegido en el punto anterior “es” el inventor de la radio. Comparen su producción con lo que escribieron los otros grupos.
4. Sin duda, los avances y descubrimientos realizados en la ciencia no surgen de un día para el otro, ni son producto de mentes geniales, por lo general estos avances son el resultado de largos años de investigación y en torno a ellas suele haber diferentes intereses creados que generan conflictos y polémica. Busca en Internet algun otro invento o descubrimiento científico que haya generado algun tipo de controversia en el mundo de la ciencia.
   

ACTIVIDADES PARA FÍSICA DE 5º AÑO

IDEAS BÁSICAS:

· El campo eléctrico es una región del espacio en que se verifican acciones eléctricas sobre los cuerpos cargados ubicados en él.
· El campo magnético es la región de influencia magnética en torno a un imán.
· El campo electromagnético es una magnitud física que se distribuye por todo el espacio, es una combinación de campo eléctrico y de campo magnético.

• La explicación de muchos fenómenos es posible gracias al modelo de ondas.
• El movimiento ondulatorio es la propagación de una perturbación de alguna magnitud física a través del espacio. Se suele denominar onda a la propia perturbación, aunque también se emplea el término como sinónimo de movimiento ondulatorio.

· Hay ondas que necesitan de un medio para propagarse, como las ondas mecánicas( por ejemplo el sonido) y otras no como las ondas electromagnéticas ( por ejemplo la luz).
· Los campos electromagnéticos son generados por fuentes que los emiten y luego pueden ser captados por receptores.
· El intervalo de ondas electromagnéticas cuya frecuencia va desde las ondas de radio hasta los rayos gamma se denomina espectro electromagnético.
·Las ondas electromagnéticas atraviesan cada parte de nuestro alrededor y también a nosotros mismos. Vemos algunas de ellas en forma de luz, pero hay muchas mas, por ejemplo las ondas de radio, que nos abarcan en todo momento.

OBJETIVOS:
· Conocer las propiedades y características de los campos electromagnéticos.
·Reconocer la presencia de estos campos en diferentes fenómenos de la vida cotidiana e informarse acerca de las aplicaciones tecnológicas de los mismos.
· Relacionar los conceptos de campo y onda.
·Comprender la diferencia entre las ondas mecánicas y electromagnéticas.
· Explicar las características y aplicaciones de los diferentes grupos de ondas que forman el espectro electromagnético.
· Identificar las diferentes ondas electromagnéticas que nos rodean a diario.

ACTIVIDAD DE INICIO:

Muchos de los artefactos que utilizas en tu casa funcionan debido a la electricidad. Algunos aparatos, como ventiladores y lavarropas, transforman energía eléctrica en movimiento. Otros decodifican sonidos, imágenes o ambas cosas a partir de señales eléctricas. También utilizamos artefactos para iluminar la casa.

1) a)Hacé una lista de los aparatos que conozcas, que funcionan debido a la electricidad.
b) ¿Cuáles de ellos utilizan fuerzas magnéticas?
c) Los aparatos que decodifican sonidos o imágenes ¿Cómo lo hacen?

Compará tus respuestas con las de otros compañeros. Si no son iguales analicen por qué.

2)Leer el texto “El campo electromagnético” en la página 226 del libro Física, Movimiento, Interacciones y transformaciones de la energía, de la editorial Santillana.
3)Escribe en tu carpeta cinco fuentes emisoras de campos electromagnéticas ¿Hay fuentes naturales o solo los aparatos que hacen los ingenieros, como los celulares, generan campos electromagnéticos?

ACTIVIDAD DE DESARROLLO:

1)Busquen en Internet el esquema del espectro electromagnético; dirección sugerida: www.fisicanet.com.ar
2) Piensen, debatan y respondan:
a) ¿Se puede ver un campo electromagnético?
b) ¿Por qué si la luz es una onda electromagnética, y la señal que transmite el celular también, a la luz la vemos , pero al campo electromagnético del celular no?
c) ¿Hasta donde puede llegar un campo electromagnético? ¿Puede salir al espacio exterior? ¿puede atravesar paredes?
d) Si sacamos todos los aparatos eléctricos de la casa ¿Quedan campos electromagnéticos dentro de la vivienda?
e) Una onda de radio ¿Es también una onda sonora?
f)Las ondas de radio ¿Se propagan a la velocidad del sonido, a la velocidad de la luz o a una velocidad intermedia?
3) Investiga acerca de las diferentes ondas que forman el espectro electromagnético.
a) Identifica a las ondas con las que estamos en contacto a diario.
b) ¿En qué sentido decimos que el espacio exterior en realidad no está vacío?

ACTIVIDAD: ONDAS DE RADIO Y CAMPOS ELECTROMAGNÉTICOS:

Ingresar en la siguiente página de internet:

http://phet.colorado.edu/en/simulations/category/physics/electricity-magnets-and-circuits

seleccionar el simulador Ondas de radio y campos electromagnéticos y realizar las siguientes actividades.

1) Elegir la opción “oscillate”.
a) ¿Qué representan los vectores?
b) ¿Qué diferencias observas acerca del comportamiento de los vectores en la fuente emisora y en la receptora? ¡Cómo lo podes explicar?
2) ¿Qué ocurre cuando llevas la frecuencia a su mínimo valor?
a)¿Por qué te parece que ocurre esto?
b) ¿Y cuando llevas la frecuencia a su máximo valor?
3)Repite las consignas del punto anterior, pero para la amplitud.
4) Elige la opción “Curve”
a) ¿Qué ocurre al variar la frecuencia y la amplitud? describe lo que observas al llevar a esas magnitudes hasta sus valores máximos y mínimos?
b)¿Podes identificar las diferentes partes de la onda observada?
5) Elegí la opción “curve with vectors”
a) ¿Qué ocurre con los vectores cuando aumentan y cuando disminuyen la frecuencia y la amplitud?
b) ¿Cómo te parece que van a influir estas variaciones en la transmisión de la información por parte de la onda?
6) Elige la opción “elctron positions” ¿Qué diferencias observas entre las curvas del transmisor y el receptor? ¿Cómo los podes explicar’

 

ACERCA DE ESTE BLOG

HOLA A TODOS!!!
Se me ocurrió crear este blog para que los profes de física y de ciencias en general podamos compartir ideas, inquietudes, actividades, etc etc etc. También está abierto el espacio para que los estudiantes ( o ex estudiantes) de esta materia puedan volcar aquí sus opiniones, sugerencias o dudas acerca de los contenidos de la materia o de la enseñanza de la misma.