SANTIAGO DE CALI, AGOSTO 31 DEL 2020

DEPARTAMENTO DE CIENCIAS NATURALES

ASIGNATURA: FISICA

GRADO ONCE

DOCENTE: GUILLERMO RIOS C.

NOTA: LA ACTIVIDAD PARA EL TERCER PERIODO TIENE CINCO CUESTIONARIOS. TIENE UN PLAZO DE 55 DIAS, PARA ENTREGARLO A MAS TARDAR EL 15 DE NOVIEMBRE.

TERCER   PERIODO

Estándares Básicos de Competencia

Explico las fuerzas entre objetos como interacciones debidas a la carga eléctrica y a la masa.

Utilizo modelos biológicos, físicos y químicos para explicar la transformación y conservación de la energía.

Identifico aplicaciones de diferentes modelos biológicos, químicos y físicos en procesos industriales y en el desarrollo tecnológico; analizo críticamente las implicaciones de sus usos.

DERECHOS BASICOS DE APRENDIZAJE

Establezco relaciones entre individuo, población, comunidad y ecosistema.

Realizo cálculos cuantitativos en cambios químicos.

Identifico condiciones para controlar la velocidad de cambios químicos

DESEMPEÑOS

Explico las fuerzas entre objetos como interacciones debidas a la carga eléctrica y a la masa.

Utilizo modelos biológicos, físicos y químicos para explicar la transformación y conservación de la energía.

Identifico aplicaciones de diferentes modelos  biológicos, químicos y físicos en procesos industriales y en el desarrollo tecnológico; analizo críticamente las implicaciones de sus usos.

EJES TEMATICOSELECTRICIDAD, MAGNETISMO, FOTOMETRIA Y OPTICA.PLAN LECTOR: LECTURAS DE CADA UNO DE LOS TEMAS.

Mucha gente se pregunta... ¿Quien inventó la Electricidad?. La electricidad es una forma de energía y se produce en la naturaleza, por lo que "No fue Inventada”.

 La electricidad, como otros muchos fenómenos, Se Descubrió y poco a poco se fueron ampliando y mejorando los conocimientos sobre ella para el uso práctico por el ser humano.

Algunas personas dan por cierto que el descubridor de la electricidad fue Benjamín Franklin por sus experimentos con una cometa y posterior invento del pararrayos, pero esto sólo ayudó a establecer la conexión entre el rayo y la electricidad. La humanidad tenía que conocer la primera carga eléctrica para descubrir verdaderamente la electricidad.

 La verdad sobre el descubrimiento de la electricidad es un poco más complejo que un hombre haciendo volar su cometa. En realidad se remonta a más de dos mil años y se podría hablar mejor que del descubrimiento, de la "historia de la electricidad".

Historia de la Electricidad La primera mención de los fenómenos eléctricos se encuentra en los textos egipcios antiguos alrededor del año 2.750 antes de Cristo (hace unos 4.750 años).

 Estos textos hablan de peces eléctricos que se conocen como 'atronadores del Nilo' y defensores de otros peces. Así que el primer descubrimiento de la electricidad en la historia registrada del hombre fue en forma de bio-electricidad.

 La mención a estos peces eléctricos se han encontrado también en griego, romano y crónicas árabes. De hecho, en algunos casos, incluso hay una mención a las descargas eléctricas de estos peces para utilizarla como una cura para los dolores de cabeza y la gota.

 En el año 600 antes de Cristo (ac), los antiguos griegos descubrieron que el roce de la lana, la piel y otros objetos ligeros como las plumas con el ámbar (resina de árbol fosilizada) causaba una atracción entre los dos objetos, y por lo tanto, lo que los griegos descubrieron en realidad era la electricidad estática. En aquella época, un filósofo griego llamado Tales de Mileto fue el que hizo este primer experimento e investigó el efecto de electricidad estática del ámbar y erróneamente lo clasificó como un efecto magnético resultante de la fricción. El Griego Tales, no sabía que el descubrimiento era realmente electricidad. Tuvieron que pasar muchos años y siglos para que se conociera la electricidad.

  En el siglo XVII, se hicieron muchos descubrimientos relacionados con la electricidad, tales como la invención de un generador electrostático, la diferenciación entre las corrientes positivas y negativas, y la clasificación de los materiales como conductores o aislantes.

 En el año 1600, el médico Inglés William Gilbert utiliza la palabra latina “electricus” para describir la fuerza que ejercen ciertas sustancias cuando se frotan unas contra otras.  Estudió tanto los fenómenos de la electricidad y el magnetismo que fue él quien distinguió entre el efecto eléctrico del ámbar y el efecto magnético del imán. Le puso el nombre de "Electricus" porque se derivaba de la antigua palabra griega para denominar el ámbar, que era 'Elektron'.

 Pocos años después, otro científico Inglés, Thomas Browne, escribió varios libros y él usó la palabra “electricidad” para describir sus investigaciones sobre la base de la obra de Gilbert.

 En 1752, Benjamín Franklin llevó a cabo su experimento con una cometa, una llave, y una tormenta. Esto simplemente demostró que el rayo y las pequeñas chispas eléctricas eran la misma cosa.

 En el año 1791, Luigi Galvani demostró que los nervios conducen señales a los músculos en forma de corrientes eléctricas, lo que daría lugar a la ciencia de la bio-electricidad.

 El físico italiano Alessandro Volta descubrió que determinadas reacciones químicas podrían producir electricidad, y en 1800 se construyó la primera pila voltaica (una batería eléctrica) que producía una corriente eléctrica constante, y por lo que fue la primera persona para crear un flujo constante de carga eléctrica o electrones en movimiento.

 Alessandro Volta también creó la primera transmisión de electricidad uniendo conectores cargados positivamente y negativamente y condujo una carga eléctrica, o el voltaje, a través de ellos.

 Ya fue en 1831 cuando se convirtió viable el uso de la electricidad por el hombre cuando Michael Faraday creó la primera dínamo eléctrica o generador eléctrico, que resolvió el problema de la generación de corriente eléctrica de forma continua y práctica.

 El invento del dinamo por Faraday abrió la puerta al estadounidense Thomas Edison que inventó la bombilla incandescente de filamento en 1878. Anteriormente, las bombillas habían sido inventadas por otros, pero la bombilla incandescente de filamento fue la primera bombilla que podía iluminar durante horas.

 Edison utilizó su sistema de corriente continua (DC) para proporcionar energía para iluminar las primeras farolas eléctricas de Nueva York en septiembre de 1882.

 Más tarde, en la década de 1800 y principios de 1900  Nikola Tesla se convirtió en un colaborador importante para el nacimiento de la electricidad comercial por ser considerado el padre de la corriente alterna. Trabajó con Edison y más tarde tuvo muchos desarrollos revolucionarios en el electromagnetismo. Además tenía las patentes que compiten con Marconi por la invención de la radio. Es muy conocido por su trabajos en corriente alterna (CA), motores de corriente alterna, y el

sistema de distribución polifásica.

 El inventor y empresario George Westinghouse compró y desarrolló el motor patentado de Tesla para la generación de corriente alterna, pensando que el futuro de la electricidad pasaría por este tipo de corriente y así fue. Hoy en día toda la electricidad generada para nuestras casas y viviendas es corriente alterna.

CUESTIONARIO No. 1

OBJETIVO: IDENTIFICAR LA IMPORTANCIA DE LA HISTORIA DE LA ELECTRICIDAD.

PREGUNTAS RESPUESTAS1. LA ELECTRICIDAD

SE INVENTO O SE DESCUBRIO:

2. CUAL ES LA VERDAD SOBRE EL DESCUBRIMIENTO DE LA ELECTRICIDAD.

3. CUANDO SE MENCIONA POR PRIMERA VEZ EL TERMINO FENOMENOS ELECTRICOS:

4. PRIMER DESCUBRIMIENTO DE LA ELECTRICIDAD COMO SE REGISTRA:

5. CUAL ERA EL BENEFICIO DE LOS PECES ELECTRICOS:

6. EN EL AÑO 600 AC. QUE SE DESCUBRE:

7. TALES DE MILETO QUE EXPERIMENTA:

8. QUE SUCEDE EN EL AÑO 1791

9. QUE DESCUBRIO ALEXANDRO VOLTA:

10. QUE SUCEDE EN 1831:

11. QUE SUCEDIÓ CON EL DINAMO:

12. IMPORTANCIA DE EDISON:

13. IMPORTANCIA DE NICOLAS TESLA:

HISTORIA DEL MAGNETISMOLECTURA RELACIONADA CON EL MAGNETISMO

Magnetismo. Es una de las fuerzas fundamentales de la naturaleza. Las fuerzas magnéticas son producidas por el movimiento de partículas cargadas, como por ejemplo electrones, lo que indica la estrecha relación entre la electricidad y el magnetismo. El marco que aúna ambas fuerzas se denomina teoría electromagnética. La manifestación más conocida del magnetismo es la fuerza de atracción o repulsión que actúa entre los materiales magnéticos como el hierro. Sin embargo, en toda la materia se pueden observar efectos más sutiles del magnetismo. Recientemente, estos efectos han proporcionado claves importantes para comprender la estructura atómica de la materia.

Hace más de dos mil años en la ciudad de Magnesia en Turquía se descubrió una roca negra la cuál atraía al hierro, al cuál lo nombraron magnetita o piedra imán.Y a la fuerza de atracción se le conoce como magnetismo, y al objeto que ejerce una fuerza magnética se le llama imán.

A las regiones donde se concentra la fuerza del imán se llaman polos magnéticos.

Más adelante se descubrió la brújula al colgar en un troza de hilo y delgado de la roca negra de magnesia siempre daba vueltas y se desvía apuntando al polo norte un extremo y el otro al polo sur.

William Gilbert (1540-1603) estableció la ley de la fuerza magnética que dice:

“polos magnéticos iguales se repelen y polos magnéticos se atraen”

La piedra imán o magnetita, un óxido de hierro que tiene la propiedad de atraer los objetos de hierro, ya era conocida por los griegos, los romanos y los chinos. Cuando se pasa una piedra imán por un pedazo de hierro, éste adquiere a su vez la capacidad de atraer otros pedazos de hierro. Los imanes así producidos están ‘polarizados’, es decir, cada uno de ellos tiene dos partes o extremos llamados polos norte y sur. No existen polos aislados, no importa cuantas veces se rompa un imán por la mitad, cada pieza resultante será un imán con un polo norte y un polo sur. Los polos iguales se repelen, y los polos opuestos se atraen.

La brújula se empezó a utilizar en Occidente como instrumento de navegación alrededor del 1300 d.c. En el siglo XIII, el erudito francés Petrus Peregrinus realizó importantes investigaciones sobre los imanes. Sus descubrimientos no se superaron en casi 300 años, hasta que el físico y médico británico William Gilbert publicó su libro, De magnete en 1600. Gilbert aplicó métodos científicos al estudio de la electricidad y el magnetismo. Observó que la Tierra también se comporta como un imán gigante, y a través de una serie de experimentos investigó y refutó varios conceptos incorrectos sobre el magnetismo aceptados en la época.

Las líneas de fuerza están más próximas, el campo magnético es más intenso; en los lados del imán, donde las líneas de fuerza están más separadas, el campo magnético es más débil. Según su forma y su fuerza magnética, los distintos tipos de imán producen diferentes esquemas de líneas de fuerza. La estructura de las líneas de fuerza creadas por un imán o por cualquier objeto que genere un campo magnético puede visualizarse utilizando una brújula o limaduras de hierro. Los imanes tienden a

orientarse siguiendo las líneas de campo magnético. Por tanto, una brújula, que es un pequeño imán que puede rotar libremente, se orientará en la dirección de las líneas.

Marcando la dirección que señala la brújula al colocarla en diferentes puntos alrededor de la fuente del campo magnético, puede deducirse el esquema de líneas de fuerza. Igualmente, si se agitan limaduras de hierro sobre una hoja de papel o un plástico por encima de un objeto que crea un campo magnético, las limaduras se orientan siguiendo las líneas de fuerza y permiten así visualizar su estructura.

Los campos magnéticos influyen sobre los materiales magnéticos y sobre las partículas cargadas en movimiento. En términos generales, cuando una partícula cargada se desplaza a través de un campo magnético, experimenta una fuerza que forma ángulos rectos con la velocidad de la partícula y con la dirección del campo. Como la fuerza siempre es perpendicular a la velocidad, las partículas se mueven en trayectorias curvas. Los campos magnéticos se emplean para controlar las trayectorias de partículas cargadas en dispositivos como los aceleradores de partículas o los espectrógrafos de masas.

El magnetismo es el resultado del movimiento de los electrones en los átomos de las sustancias. Por lo tanto el magnetismo es una propiedad de la carga en movimiento y está estrechamente relacionado con el fenómeno eléctrico. De acuerdo con la teoría clásica, los átomos individuales de una sustancia magnética son, en efecto, diminutos imanes con polos norte y sur. La polaridad magnética de los átomos se basa principalmente en el espín de los electrones y se debe sólo en parte a sus movimientos orbitales alrededor del núcleo.

Además, los campos magnéticos de todas las partículas deben ser causados por cargas en movimiento y tales modelos nos ayudan a describir los fenómenos. Los átomos en un material magnético están agrupados en microscópicas regiones magnéticas a las cuales se aplica la denominación de dominios. Se piensa que todos los átomos dentro de un dominio están polarizados magnéticamente a lo largo de un eje cristalino. En un material no magnetizado, estos dominios se orientan en direcciones al azahar. Se usa un punto para indicar que una flecha está dirigida hacia afuera del plano, y una cruz indica una dirección hacia adentro del plano. Si un gran número de dominios se orientan en la misma dirección el material mostrará fuertes propiedades magnéticas.

Las propiedades magnéticas de los materiales se clasifican siguiendo distintos criterios.

Una de las clasificaciones de los materiales magnéticos —que los divide en diamagnéticos, paramagnéticos y ferromagnéticos— se basa en la reacción del material ante un campo magnético. Cuando se coloca un material diamagnético en un campo magnético, se induce en él un momento magnético de sentido opuesto al campo. En la actualidad se sabe que esta propiedad se debe a las corrientes eléctricas inducidas en los átomos y moléculas individuales. Estas corrientes producen momentos magnéticos opuestos al campo aplicado. Muchos materiales son diamagnéticos; los que presentan un diamagnetismo más intenso son el bismuto metálico y las moléculas orgánicas que, como el benceno, tienen una estructura cíclica que permite que las corrientes eléctricas se establezcan con facilidad.

El comportamiento paramagnético se produce cuando el campo magnético aplicado alinea todos los momentos magnéticos ya existentes en los átomos o moléculas individuales que componen el material. Esto produce un momento magnético global que se suma al campo magnético. Los materiales paramagnéticos suelen contener elementos de transición o lantánidos con electrones desapareados. El paramagnetismo en sustancias no metálicas suele caracterizarse por una dependencia de la temperatura: la intensidad del momento magnético inducido varía inversamente con la temperatura.

Las sustancias ferromagnéticas son las que, como el hierro, mantienen un momento magnético incluso cuando el campo magnético externo se hace nulo. Este efecto se debe a una fuerte interacción entre los momentos magnéticos de los átomos o electrones individuales de la sustancia magnética, que los hace alinearse de forma paralela entre sí.

Un material ferromagnético acaba perdiendo sus propiedades magnéticas cuando se calienta. Esta pérdida es completa por encima de una temperatura conocida como punto de Curie, llamada así en honor del físico francés Pierre Curie, que descubrió el fenómeno en 1895. (El punto de Curie del hierro metálico es de unos 770 °C).

En los últimos 100 años han surgido numerosas aplicaciones del magnetismo y de los materiales magnéticos. El electroimán, por ejemplo, es la base del motor eléctrico y el transformador. En épocas más recientes, el desarrollo de nuevos materiales magnéticos ha influido notablemente en la revolución de los ordenadores o computadoras.

Es posible fabricar memorias de computadora utilizando ‘dominios burbuja’. Estos dominios son pequeñas regiones de magnetización, paralelas o antiparalelas a la magnetización global del material. Según que el sentido sea uno u otro, la burbuja indica un uno o un cero, por lo que actúa como dígito en el sistema binario empleado por los ordenadores. Los materiales magnéticos también son componentes importantes de las cintas y discos para almacenar datos.

Los imanes grandes y potentes son cruciales en muchas tecnologías modernas. Los trenes de levitación magnética utilizan poderosos imanes para elevarse por encima de los raíles y evitar el rozamiento. En la exploración mediante resonancia magnética nuclear, una importante herramienta de diagnóstico empleada en medicina, se utilizan campos magnéticos de gran intensidad. Los imanes superconductores se emplean en los aceleradores de partículas más potentes para mantener las partículas aceleradas en una trayectoria curva y enfocarlas.

CUESTIONARIO No. 2OBJETIVO: IDENTIFICAR LA IMPORTANCIA DE LA HISTORIA DEL MAGNETISMO.

PREGUNTAS RESPUESTAS1. LAS FUERZAS

MAGNETICAS COMO SE PRODUCEN:

2. EJEMPLO DE PARTICULAS:

3. LA ELECTRICIDAD Y EL MAGNETISMO QUE TEORIA FORMAN:

4. CUAL ES LA MANIFESTACION MAS CONOCIDA DEL MAGNETISMO.

5. EJEMPLO DE MATERIAL MAGNETICO.

6. QUE SUCEDIÓ EN LA CIUDAD DE MAGNESIA, Y DONDE DE SE LOCALIZA.

7. A LA FUERZA DE ATRACCION COMO SE LE CONOCE:

8. LA FUERZA MAGNETICA COMO SE LLAMA:

9. REGIONES DONDE SE CONCENTRA LA FUERZA DEL IMAN:

10. QUE DICE LA LEY DE LA FUERZA MAGNETICA:

11. GILBERT, QUE OBSERVO ACERCA DE LA TIERRA:

12. QUE ES UNA BRUJULA:13. QUE ES UN CAMPO MAGNETICO:14. EL MAGNETISMO ES EL

RESULTADO DE:15. CLALSIFICACIN DE LOS

MATERIALES MAGNETICOS.16. QUE HA SUCEDIDO EN LOS

ULTIMOS 100 AÑOS:17. PARA QUE SE UTILIZAN LOS

IMANES GRANDES Y POTENTES:

FOTOMETRIALECTURA RELACIONADA CON LA FOTOMETRIA

Fotometría (Óptica). Es la ciencia que se encarga de la medida de la luz, como el brillo percibido por el ojo humano. Es decir, estudia la capacidad que tiene la radiación electromagnética de estimular el sistema visual. No debe confundirse con la Radiometría, encargada de la medida de la luz en términos de potencia absoluta.

Fuentes luminosas naturales. Son fuentes luminosas naturales las estrellas, el fuego, algunos animales como las luciérnagas, los cocuyos, etc.

Fuentes luminosas artificiales.Son fuentes luminosas artificiales los focos y los tubos fluorescentes.

FLUJO LUMINOSO

Para hacernos una primera idea consideraremos dos bombillas, una de 25 W y otra de 60 W. Está claro que la de 60 W dará una luz más intensa. Pues bien, esta es la idea: ¿cuál luce más? o dicho de otra forma ¿cuánto luce cada bombilla.

Cuando hablamos de 25 W o 60 W nos referimos sólo a la potencia consumida por la bombilla de la cual solo una parte se convierte en luz visible, es el llamado flujo luminoso. Podríamos medirlo en watts (W), pero parece más sencillo definir una nueva unidad, el lumen, que tome como referencia la radiación visible. Empíricamente se demuestra que a una radiación de 555 nm de 1 W de potencia emitida por un cuerpo negro le corresponden 683 lumen.

Se define el flujo luminoso como la potencia (W) emitida en forma de radiación luminosa a la que el ojo humano es sensible. Su símbolo es y su unidad es el lumen (lm). A la relación entre watts y lúmenes se le llama equivalente luminoso de la energía y equivale a:

1 watt-luz a 555 nm = 683 lm

INTENSIDAD LUMINOSA

El flujo luminoso nos da una idea de la cantidad de luz que emite una fuente de luz, por ejemplo una bombilla, en todas las direcciones del espacio. Por contra, si pensamos en un proyector es fácil ver que sólo ilumina en una dirección. Parece claro que necesitamos conocer cómo se distribuye el flujo en cada dirección del espacio y para eso definimos la intensidad luminosa.

Entonces, se conoce como intensidad luminosa, al flujo luminoso emitido por unidad de ángulo sólido en una dirección concreta. Su símbolo es I y su unidad la candela (cd).

LOS CUERPOS Y LA LUZLECTURA RELACIONADA CON LOS CUERPOS Y LA LUZ

Cuando un cuerpo recibe luz, pueden ocurrir uno o varios de los siguientes fenómenos:

La luz refleja en el cuerpo, es decir, choca contra el cuerpo y vuelve hacia el lugar del que procede.

La luz es absorbida por el cuerpo, es decir, entra en el cuerpo, pero no lo atraviesa.

La luz pasa a través del cuerpo, es decir, entra en el cuerpo y lo atraviesa.

Los cuerpos pueden ser transparentes, traslúcidos u opacos.

Cuerpos trasnparentes. Son los que dejan pasar casi toda la luz que les llega. Ésta es la razón por la que podemos ver claramente los objetos que están detrás de ellos.

Cuerpos traslúcidos.Son los que dejan pasar una parte de la luz que les llega. Por esta razón no podemos ver con claridad los objetos situados detrás de ellos.

Cuerpos opacos. Son los que no dejan que los atraviesa la luz. Ésta es la razón por la que no podemos ver los objetos que hay detrás de ellos.

Cuando la luz encuentra en su campo un cuerpo opaco, detrás de dicho cuerpo se produce una zona oscura, a la que no llega la luz. Esta zona sin iluminar se llama sombra. Alrededor de la zona de sombra suele haber una zona poco iluminada que se llama penumbra.

La luz se propaga de unos cuerpos a otros, incluso en el vacío, con las siguientes particularidades:

Se propaga en línea recta. Ésta es la razón por la que un haz de luz, como el que produce una linterna, deja de verse cuando se interpone un cuerpo opaco en su camino.

Se propaga en todas las direcciones. Ésta es la razón por la que la llama de una vela ilumina todo el espacio que hay a su alrededor.

Se propaga con gran rapidez.En el aire y en el vacío la luz viaja a 300 000 Km. cada segundo. En el agua lo hace con una velocidad menos de 224 00 Km. cada segundo.

REFLEXION Y REFRACCION DE LA LUZ

La reflexión de la luz es el cambio de dirección que experimenta la luz cuando choca contra un cuerpo. La reflexión de la luz hace posible que veamos los cuerpos que no tienen luz propia. Por ejemplo, la Luna pude verse gracias a que refleja la luz que llega del sol. La reflexión de la luz nos permite apreciar el color de los cuerpos.

La reflexión de la luz se produce tanto en los objetos opacos como en los traslúcidos, y por eso podemos verlos, incluso los cuerpos transparentes reflejan una mínima parte de la luz que reciben.

Los espejos son un ejemplo de cuerpos que reflejan la luz. Los espejos son cuerpos opacos que tienen una superficie lisa y pulimentada y que refleja toda la luz que reciben. Pueden ser planos, cóncavos y convexos.

La refracción de la luz es el cambio de dirección que experimenta la luz cuando pasa de un material a otro; por ejemplo, cuando pasa desde el aire hasta el agua. La refracción de la luz puede hacer que veamos los cuerpos más grandes o pequeños de lo que son en realidad. Por eso vemos los cuerpos más grandes cuando los miramos a través de una lupa.

La refracción de la luz también hace que veamos los cuerpos más de cerca o más de lejos de lo que están en realidad. Por eso un cuerpo que está sumergido en el agua nos parece que está más cerca de lo que de verdad está.

Las lentes son un ejemplo de cuerpos que refractan la luz. Las lentes son cuerpos transparentes que tienen una o dos caras curvas y que refractan la luz que les llega. Las lentes forman imágenes que son más grandes o más pequeñas que los objetos

CUESTIONARIO No. 3OBJETIVO: IDENTIFICAR LA IMPORTANCIA DE LA HISTORIA DE LA FOTOMETRIA.

1. DE QUE SE ENCARGA LA FOTOMETRIA.

2. QUE ESTUDIA LA FOTOMETRIA:

3. FUENTES LUMINOSAS NATURALES:

4. FUENTES LUMINOSAS ARTIFICIALES:

5. QUE ES UN FLUJO LUMINOSO:6. QUE IDEA NOS DA UN FLUJO

LUMINOSO:

7. CUANDO UN CUERPORECIBE LUZ QUE SUCEDE:

8. LOS CUERPOS COMO PUEDEN SER:

9. QUE SON CUERPOS TRANSPARENTES:

10. QUE SON CUERPOS TRASLUCIDOS U OPACOS:

11. COMO SE PROPAGA LA LUZ:12. CUAL ES LA VELOCIDAD DE LA

LUZ:13. QUE ES LA REFLEXION DE LA

LUZ:14. LA REFLEXION DE LA LUZ QUE

HACE POSIBLE:15. LA REFLEXION DE LA LUZ QUE

NOS PERMITE:16. QUE ES LA REFRACCION:

OPTICALECTURA RELACIONADA CON LA OPTICA

EL NACIMIENTO DE UNA CIENCIA

LA LUZ y los fenómenos relacionados con ella han desempeñado un papel fundamental en la evolución y el desarrollo de la humanidad. Difícil sería imaginar un mundo envuelto en la eterna oscuridad; lo que sí es claro es que sería muy diferente del mundo en que vivimos... y mucho menos interesante.

Tomando esto en cuenta, no es de sorprender que la óptica haya surgido como una de las primeras ramas de las ciencias naturales: desde épocas muy remotas el hombre se ha sentido atraído por los fenómenos luminosos, que despertaban en él gran curiosidad, y que le aportaban, además, una variedad de beneficios prácticos.

Entre los vestigios de las antiguas civilizaciones se han hallado algunos objetos que testimonian este interés por los fenómenos ópticos. Por ejemplo, en las ruinas de Nínive, antigua capital asiria, fue encontrada una pieza de cristal de roca, pulida en forma de lente convergente. En Creta se hallaron dos lentes que datan de 1200 a.C. y que, según algún historiador, fueron usadas como lentes de aumento, aunque no hay testimonio que confirme esta hipótesis.

Más antiguos aún, de entre los restos de tumbas egipcias se han extraído trozos de espejos metálicos, que probablemente no servían sólo de adorno, sino también para desviar la luz del Sol. ¿Cómo se explica uno de otra manera las hermosas decoraciones que cubren los muros interiores de las tumbas subterráneas, accesibles sólo por estrechos retorcidos túneles? Porque resulta que no hay señal alguna de que sus autores hayan utilizado fuego para alumbrarse mientras pintaban.

Por otra parte, un fragmento de un antiguo documento griego encontrado en Egipto habla de algunas ilusiones ópticas. Entre ellas menciona un conocido efecto visual que no ha dejado de intrigar a la humanidad; el agrandamiento aparente del Sol y de la Luna cuando se acercan al horizonte (Figura 25).

En un pasaje de Las nubes, divertida comedia de Aristófanes que data del siglo V a.C., se habla de una piedra transparente que se surte en las boticas y que sirve para encender el fuego y para fundir la cera con la luz del Sol. Curiosamente, si bien había entre los griegos un conocimiento de las propiedades de los espejos y de los "cristales encendedores", no parece que hayan desarrollado la habilidad de producir amplificación de imágenes con la ayuda de estos objetos; para ello habría que esperar hasta la Edad Media.

Los filósofos naturales de la antigua Grecia propusieron algunas teorías ópticas en las que se confundía la luz con el fenómeno de la visión.

Según decían los pitagóricos, la visión es causada por la proyección de imágenes lanzadas desde los objetos hacia el ojo. En cambio, Euclides y los platónicos sostenían que la sensación visual se produce cuando los "haces oculares" enviados desde los ojos chocan con los objetos. Podría resumirse la idea de los platónicos acerca de la visión diciendo: "Ojos que no ven, luz que no existe."

Aristóteles rechazaba estas dos teorías de la visión, y proponía en cambio que el medio entre el objeto y el ojo desempeña un papel esencial. Decía que cuando este medio (que puede ser el aire o el agua, por ejemplo) está en reposo, hay oscuridad; excitado por el "fuego" de un objeto, el medio pasa al estado activo y se vuelve transparente. Los colores del objeto pueden entonces viajar hasta nuestros ojos; del "estado de actividad" del medio dependerá qué colores puede transmitir.

También los matemáticos griegos se preocuparon por la óptica, pero por sus aspectos geométricos. Por ejemplo, a la pregunta de por qué los objetos se vuelven invisibles con la distancia, respondían que los rayos visuales que salen del ojo son divergentes, y cuanto más se alejan de éste, tanto más espacio dejan entre ellos. Observaciones geométricas tan importantes como la propagación rectilínea de la luz, y la igualdad de los ángulos de incidencia y de reflexión se hallan en los escritos sobre óptica atribuidos a Euclides, el gran geómetra alejandrino.

Los famosos espejos cóncavos que según la historia emplearon los siracusanos para quemar las naves del invasor romano fueron producto de los estudios ópticos de Arquímedes. Desgraciadamente este invento no parece haber logrado su cometido, porque los romanos sitiaron la isla de Siracusa —y aunque aparentemente por error de un soldado— mataron a Arquímedes. Sin embargo, la obra de este científico llegó a ejercer una influencia importante hasta los dos primeros siglos de nuestra era inspirado en sus hallazgos, Herón estudió los espejos de diversas formas: planos, cóncavos y convexos, y logró fundir en una las dos leyes de la reflexión especular. Escribe en su obra Catoptrica: "el rayo, sea o no reflejado, sigue siempre el camino más corto entre el objeto y el ojo" (véase capítulo I, sección 2). Esta aseveración sería retomada por Fermat en el siglo XVII, quien la reformuló en términos más generales.

También el fenómeno de la refracción llamó la atención de los griegos. Una contribución importante a su estudio se la debemos al astrónomo Claudio Tolomeo, quien en su Libro quinto de óptica  informa de la construcción de un aparato para medir con exactitud los ángulos de incidencia y de refracción, si bien no logró formular la ley de la refracción, que todavía Kepler, en el siglo XVII, buscaría en vano. Al estudiar la refracción producida por la atmósfera, Tolomeo advirtió que su magnitud aumenta con la distancia de los astros al cenit, por lo que sus efectos son más notables en la cercanía del horizonte.

2. LA ÓPTICA DURANTE LA EDAD MEDIA

La época del Imperio romano y la mayor parte del Medievo transcurrieron prácticamente sin dejar huella en la historia de la física en Occidente. Las contribuciones más significativas a la óptica medieval se deben sin duda al célebre científico árabe Ibn al-Haytham, conocido en Europa como Alhazan o Al-Hazen, quien vivió en el siglo X.

Los mahometanos se habían impuesto la tarea de "examinar las obras de los griegos y mejorarlas donde sea posible". A esto se dedicó Al-Hazen, y con éxito. Por ejemplo, logró establecer una distinción clara entre la luz como entidad física y el ojo como detector. Hizo importantes adelantos en la óptica de lentes y espejos, y fue el primero en analizar correctamente los principios de la cámara oscura. Hizo un buen cálculo de la altura de la atmósfera, basado en la duración del crepúsculo. Además, anticipó un descubrimiento reservado a un lejano porvenir: que la luz viaja con una velocidad finita.

En buena medida los adelantos en la óptica árabe se debieron a sus aplicaciones a la medicina. De la obra de Al-Hazen, traducida al latín en el siglo XIII, hemos heredado algunas de las palabras usadas para identificar las partes del ojo: retina, córnea, humor acuoso, humor vítreo...

En Occidente habían de transcurrir aún tres siglos para que una persona se aventurara a cuestionar los cánones aristotélicos: el monje franciscano Roger Bacon. Entre otras cosas, Bacon estudió a fondo la obra de la escuela árabe. Era un aficionado de la óptica, y consideraba que esta ciencia, "además de ser bella, es indispensable para el conocimiento de otras ciencias".

Hay quienes consideran que Bacon fue el inventor de los anteojos. Se dice que recomendaba su uso a los ancianos y a las personas de vista débil, y que era tan experto en estos menesteres, que al usar los lentes personalmente podía enterarse en Oxford de lo que estaba sucediendo en París. Habría que aclarar que ya en aquellos tiempos la tecnología del pulido de cristales estaba muy desarrollada en el norte de Italia, y probablemente los vidrieros venecianos o pisanos se adelantaron a Bacon con el invento. Aun así, las aportaciones de Bacon a la sistematización de la óptica como ciencia fueron importantes, si bien sus ideas innovadoras, en particular su Llamado a la ciencia experimental  lanzado desde la prisión, no encontrarían eco hasta el Renacimiento.

CUESTIONARIO No. 4OBJETIVO: IDENTIFICAR LA IMPORTANCIA DE LA HISTORIA DE LA OPTICA.

ESCRIBE 10 PUNTOS QUE TE LLAMEN LA ATENCION, RELACIONADOS CON LA LECTURA.1.2.3.4.5.6.7.8.910.

CUESTIONARIO No. 5OBJETIVO: IDENTIFICAR LAS REFLEXIONES RELACIONADAS CON LOS TEMAS ANTERIORES.

“Cuando comprendamos de verdad, el concepto de que el amor es una energía,  que lo abarca todo y que su impulso curativo, puede transformar con rapidez nuestros cuerpos, mentes y almas, superaremos nuestros dolores y males crónicos.”BRIAN WEISS

INSTRUCCIONES: EN CADA LAMINA ENCUENTRA UNA FRASE. SE DEBE ESCRIBIR AL FRENTE EL SIGNIFICADO DE CADA REFLEXION DESDE SU PERSPECTIVA.

Las lámparas sin electricidad no dan luz, y la electricidad sin lámparas, tampoco. Juntas, sin embargo, eliminan toda oscuridad.