TEMA 12.-
LAS ONDAS: LUZ Y SONIDO
1.- LAS ONDAS: UN VEHÍCULO PARA TRANSFERIR ENERGÍA
2.- QUÉ ES LA LUZ
3.- PROPAGACIÓN RECTILÍNEA DE LA LUZ
4.- FENÓMENOS LUMINOSOS
5.- LA LUZ Y LA VISIÓN
6.- EL SONIDO
7.- PROPAGACIÓN DEL SONIDO
8.- CONTAMINACIÓN LUMÍNICA
1.- LAS
ONDAS: UN VEHÍCULO PARA TRANSFERIR ENERGÍA.
El sonido que escuchamos, la luz que nos permite ver los
objetos que nos rodean, las transmisiones de radio o de televisión, la
comunicación mediante teléfono móvil, las microondas de un horno..., todos
estos fenómenos físicos suceden gracias a la propagación de ondas.
¿Qué son las ondas?
La materia que nos rodea está formada por partículas de
pequeño tamaño. En los sólidos, las partículas están más apretadas que en los
líquidos o en los gases, pero en todos los casos el movimiento de una partícula
puede transmitirse a las partículas vecinas. Es decir, si una partícula
comienza a vibrar, puede transmitir esta vibración a la partícula que tiene al
lado y hacer que esta comience a vibrar también.
Una onda es una perturbación que se propaga en el espacio y
que se caracteriza por un transporte de energía, pero no de materia.
Cuando se propaga una onda, las partículas vibran alrededor
de sus posiciones de equilibrio, pero no se mueven con la onda. Por ejemplo,
cuando se produce una onda en un estanque, las partículas del agua no se mueven
lateralmente; simplemente suben y bajan a la vez que transmiten energía a las
partículas vecinas.
Clasificación de las ondas
Las ondas se pueden clasificar en función de la dirección de
vibración y en función del medio en que se propagan.
http://web.educastur.princast.es/proyectos/jimena/pj_franciscga/concytip.htm
http://web.educastur.princast.es/proyectos/jimena/pj_franciscga/concytip.htm
-Ondas longitudinales y transversales
Atendiendo a la relación que
existe entre la dirección de propagación de la onda y la del movimiento
vibratorio de las partículas, las ondas se clasifican en longitudinales y
transversales.
Las ondas transversales son
aquellas en que las partículas vibran perpendicularmente a la dirección
de propagación.
Se representan mediante una línea ondulada formada por una sucesión de crestas y valles. Las microondas y las ondas de radio pertenecen a este tipo de ondas, al igual que las ondas sísmicas secundarias (ondas S) y las que se propagan en una cuerda o en la superficie del agua.
Las ondas longitudinales son aquellas en las que las partículas vibran en la misma dirección que la de propagación
El movimiento de cada punto lleva la misma dirección de
propagación de la onda. Este tipo de ondas se originan por compresiones y
dilataciones en el medio donde se transmiten.El sonido es el ejemplo más característico de las ondas longitudinales.
Otros ejemplos son las ondas sísmicas primarias (ondas P), las primeras que
detectan los sismógrafos durante un terremoto, y las ondas producidas al
comprimir o estirar un muelle
.-Ondas mecánicas y electromagnéticasLas ondas también se pueden clasificar en función del medio
por el que se propagan.Tanto la luz como el sonido son fenómenos ondulatorios, pero
mientras que el sonido necesita un medio material para propagarse (la
propagación la transmiten las partículas del medio, que vibran), la luz puede
propagarse en el vacío, porque en este caso no se necesita que vibren las
partículas del medio.Las ondas mecánicas son las que necesitan un medio material
para su propagación.Son ejemplos de ondas mecánicas las ondas sonoras y las
generadas en la superficie del agua o en cuerdas y muelles.
Cuando un objeto golpea la superficie del agua, se forman
crestas y valles en circunferencias concéntricas que se alejan del centro.Las ondas electromagnéticas son las que no necesitan un
medio material para su propagación, por lo que se pueden propagar en el vacío.Estas ondas pueden atravesar el espacio y llegar hasta la
Tierra desde estrellas como el Sol. Pertenecen a esta clase de ondas: los rayos
X, la radiación ultravioleta, la luz visible, la radiación infrarroja, las
microondas y las ondas de radio y televisión (la radiación que emiten y reciben los teléfonos móviles,
por ejemplo, consiste en ondas de radio).
Las ondas transversales pueden ser mecánicas (las de un
muelle) o electromagnéticas (las de la luz), mientras que las ondas
longitudinales son siempre mecánicas.
-Las magnitudes físicas que permiten diferenciar y
clasificar a las ondas son: la amplitud, la longitud de onda, el período, la
frecuencia y la velocidad de propagación.
Elongación y amplitud
A la distancia que existe en cualquier instante entre la
posición de la partícula y la posición de equilibrio se la llama elongación (y).
Se mide en metros en el SI.
La elongación máxima se llama amplitud (A) de la
onda. Esta es una magnitud importante, pues las ondas con mayor amplitud
transportan, en general, más energía.
Período
El período es el tiempo que tarda la vibración que se
propaga en recorrer un espacio igual a la longitud de onda.
En una onda mecánica coincide con el tiempo que tarda una
partícula en realizar una oscilación completa. En el Sistema Internacional el
período se expresa en segundos y se simboliza por la letra T
Frecuencia
La frecuencia es el número de vibraciones u oscilaciones
completas que se realizan en un segundo.
La frecuencia es, por tanto, la inversa del período: f
= 1/T. así, si una partícula realiza cuatro vibraciones completas en un
segundo, la frecuencia será de 4 Hz y el período será entonces de 1/4 de
segundo.
En el Sistema Internacional, la frecuencia se mide en
hercios (Hz) o en 1/s (s-1). Se representa con la letra f o con la letra
griega ν(nu).
Velocidad
Cuando un movimiento vibratorio se propaga en un medio
homogéneo, lo hace con movimiento uniforme (velocidad constante) en todas
direcciones. Sin embargo, la velocidad de propagación es distinta para cada
medio.
La velocidad de propagación es la relación que existe entre
un espacio recorrido igual a una longitud de onda y el tiempo empleado en
recorrerlo.
Matemáticamente se expresa así:
v = λ /T
También se puede expresar teniendo en cuenta la relación
entre el período y la frecuencia. Sustituyendo la frecuencia (f = 1/T
) en la ecuación de arriba:
v = λ · f
En el Sistema Internacional (SI), la velocidad de una onda
se mide en m/s. Cuando la onda pasa de un medio a otro distinto, la velocidad
con que se propaga se modifica, al igual que la longitud de onda. Pero la
frecuencia se conserva.
He aquí páginas donde podemos encontrar contenidos del tema, de distintos niveles
2.- QUÉ ES
LA LUZ
La luz es una onda de tipo transversal que se puede propagar
en el vacío, donde alcanza una velocidad máxima aproximada de 3 · 108 m/s.
En otros medios diferentes al vacío, la velocidad de la luz
es siempre menor. En el agua es de 225.000 km/s, y en el vidrio, de 200.000
km/s.
Los medios que son atravesados por la luz y se puede ver a
través de ellos se denominan transparentes
(aire, agua, vidrio).
Los medios que dejan pasar solo una parte de la luz que
reciben se denominan translúcidos (papel
cebolla, vidrio esmerilado).
Y los que no dejan pasar la luz son los cuerpos opacos (madera, metal, agua a más de
100 m de profundidad...).
La luz presenta las siguientes características o
propiedades:
-Se propaga en línea recta
-Se propaga con rapidez constante, y esta depende del medio
en que se encuentre.
3.-
PROPAGACIÓN RECTILÍNEA DE LA LUZ
La línea recta de propagación de la luz se denomina rayo
luminoso. Se utilizan líneas rectas para representar las ondas luminosas y
explicar la existencia de sombras,
penumbras y eclipses.
Si colocamos delante de un foco luminoso extenso (luz de una
linterna) un cuerpo opaco, observamos que detrás de él aparecen:
Zonas donde no llega ningún rayo de luz (zona de sombra).
Otras donde llegan solamente algunos rayos de luz (zona de
penumbra).
Otras donde llegan todos los rayos de luz (zona iluminada).
4.-
FENÓMENOS LUMINOSOS
-Propagación de la luz
Los fenómenos más importantes que
experimentan las ondas de luz en su propagación son la reflexión y la
refracción.
-La reflexión de la luz.- La reflexión de la luz es
el cambio de dirección que experimenta un rayo luminoso al incidir sobre la
superficie de los cuerpos (salvo en incidencia perpendicular, en que hay un
cambio de sentido, pero no de dirección).
-Leyes de la reflexión
•
1.a ley: el rayo incidente, el reflejado y la
normal están en el mismo plano.
•
2.a ley: el ángulo de incidencia y el ángulo de
reflexión son iguales.
-La refracción de la luz
La refracción de la luz es el cambio de dirección que
experimenta un rayo luminoso al pasar de un medio a otro (salvo en incidencia
perpendicular, donde no hay cambio en la dirección de propagación, aunque sí
varía la velocidad de la luz al cambiar de medio).
Ahora puedes comprender por qué la luz blanca se descompone
al pasar a través de un prisma. La luz blanca está formada por una serie de
radiaciones elementales de diferente frecuencia que, al pasar por el prisma,
experimentan una variación distinta de velocidad y una desviación diferente al
pasar al vidrio, saliendo separadas.
•
El índice de refracción (n) relaciona la
velocidad (v) de la luz en un medio con la velocidad de la luz en el
vacío (c): n = c/v.
•
El índice de refracción, n, es siempre
mayor que 1. Si conocemos n para una sustancia, podemos determinar la
velocidad de la luz en su medio:
•
v = c /n
•
Leyes de la refracción
•
1.a ley: el rayo incidente, la normal y el rayo
refractado están en el mismo plano.
•
2.a ley (ley de Snell): la relación entre el
valor del ángulo incidente y el ángulo de refracción depende de los índices de
refracción de los dos medios.
•
El comportamiento de la luz cuando pasa de un
medio a otro depende de los índices de refracción de ambos medios:
•
Cuando el índice de refracción del segundo medio
es mayor que el índice de refracción del primer medio (n2 > n1),
el rayo de luz se acerca a la normal.
•
Cuando el índice de refracción del segundo medio
es menor que el índice de refracción del primer medio (n2 <n1),
el rayo de luz se aleja de la normal.
•
Los rayos de luz procedentes de los objetos
sumergidos en el agua se desvían al atravesar dos medios de diferente densidad
(agua-aire), originando estos curiosos efectos ópticos. (Recuerda que vemos los
objetos gracias a que reflejan la luz que les llega.)
•
Al colocar una moneda en el fondo de un
recipiente opaco lleno de agua, nos parece que la moneda se encuentra más
arriba porque siempre interpretamos que la luz se propaga en línea recta.
-La dispersión de la luz
•
El grado con el que una onda se refracta al
cambiar de medio depende de las características propias de la onda. En el caso
de la luz, no se refracta igual la luz azul que la luz roja.
•
Así, cuando varias ondas viajan juntas y cambian
de medio, las distintas ondas que la forman pueden separarse, como ocurre
cuando se forma el arco iris. La dispersión de la luz es responsable, por
ejemplo, de que el cielo de día sea de color azul, o también de que al amanecer
y al atardecer adquiera tonos rojizos.
•
El fenómeno por el cual la luz blanca se
descompone en luces de distintos colores al atravesar un prisma se denomina dispersión
cromática. La luz blanca está formada por un conjunto de radiaciones. Cada
una de ellas tiene una longitud de onda, denominándose luz monocromática.
La dispersión de la luz se produce porque su velocidad de propagación para un
medio transparente, que no sea el vacío, es diferente para las distintas
longitudes de onda, siendo el índice de refracción del medio tanto mayor cuanto
menor es λ. Habrá, en consecuencia, un índice de refracción para cada color.
-La absorción de la luz
Cuando una onda atraviesa un medio, una parte de la energía
que lleva es absorbida por las partículas presentes en dicho medio. Así, la
onda va atenuándose a medida que se propaga
-Interferencias de la luz
Las interferencias se producen cuando dos o más ondas se encuentran en una misma región del espacio.
En este caso, las ondas pueden anularse (se encuentran en contraposición de
fase; es decir, en estados de vibración complementarios -una cresta se
encuentra con un valle-) o reforzarse (están en fase).
Las interferencias de la luz son responsables, por ejemplo,
de las irisaciones que se observan en ocasiones en algunas burbujas o en
manchas de aceite.
FORMACIÓN DE IMÁGENES
Podemos ver los objetos que nos rodean porque la luz que llega a ellos se refleja y va hasta nuestros ojos.
Hay dos tipos de reflexión de la luz:
Si la superficie en la que se refleja es perfectamente lisa, todos los rayos salen reflejados en la misma dirección: reflexión especular , esta se produce en los espejos y en el agua totalmente lisa y en calma.
Si la superficie presenta rugosidades, los rayos salen reflejados en todas direcciones. Este tipo se denomina reflexión difusa. La reflexión difusa de las superficies de los objetos hace que podamos verlos, apreciando sus formas.
Hay dos tipos de reflexión de la luz:
Si la superficie en la que se refleja es perfectamente lisa, todos los rayos salen reflejados en la misma dirección: reflexión especular , esta se produce en los espejos y en el agua totalmente lisa y en calma.
Si la superficie presenta rugosidades, los rayos salen reflejados en todas direcciones. Este tipo se denomina reflexión difusa. La reflexión difusa de las superficies de los objetos hace que podamos verlos, apreciando sus formas.
Los espejos
Imágenes en un espejo plano
r = s
L = M La imagen es derecha en relación al objeto (arriba del objeto es arriba de la imagen); pero si la persona cierra el ojo derecho la imagen cierra el izquierdo A nuestros ojos el objeto parece estar situado al “otro lado del espejo”. Esta imagen “detrás del espejo” se denomina imagen virtual . 
El procedimiento que se sigue para dibujar la imagen reflejada en un espejo plano es muy sencillo: se dibuja una recta perpendicular desde cada punto del objeto al espejo y se prolonga exactamente la misma distancia por detrás de este. Uniendo luego todos los puntos, se obtiene la imagen.
Imágenes en espejos curvos
Los espejos curvos pueden ser cóncavos (superficie curva con la parte central más hundida) y convexos (Superficie curva con la parte central saliente).
 
Si observas los diagramas de arriba, todos los rayos que llegan paralelos a un espejo cóncavo convergen en un mismo punto, que se denomina foco del espejo. Como el espejo cóncavo puede considerarse la sección de una esfera, el foco (F) se localizará en el punto medio entre el centro de curvatura (C) de la esfera y el espejo. Si el espejo es convexo, los rayos se juntarán por detrás del espejo si prolongamos los rayos reflejados, es decir, el foco del espejo convexo se encontrará por detrás del mismo.
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Las lentes
Una lente es un sistema óptico cuyo fin es la formación de imágenes usando la propiedad de la refracción.Las lentes se emplean para muchos fines: gafas, lupas, prismáticos, proyectores, cámaras fotográficas….. Se distinguen dos tipos de lentes: convergentes y divergentes.
Lentes divergentes: Son más delgadas por el centro que por los extremos. Los rayos refractados se separan, no se juntan.
Lentes convergentes: Son más gruesas por el centro que por los extremos. Los rayos refractados por estas lentes convergen (se juntan) en un punto que se llama foco .
Imágenes a través de lentes
Desde la parte superior del objeto, se traza un rayo paralelo al eje. Cuando llega a la lente, sufre una refracción y el rayo, o su prolongación, son desviados hacia el foco.
Desde la parte superior del objeto, se traza un rayo que pase por el centro (0) de la lente. 
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5.- LA
LUZ Y LA VISIÓN
El
órgano de la vista:
El ojo
humano
Los ojos son una de las partes más expresivas del cuerpo. Y
además son los órganos responsables de uno de los sentidos más desarrollados en
la especie humana: la vista. Se trata de estructuras perfectamente adaptadas
para la captación de imágenes.
El ojo humano es un órgano muy complejo, compuesto por
multitud de partes que tienen funciones diferentes, y dotado de una gran
movilidad. El movimiento del ojo hacia arriba y abajo y hacia los lados es
posible gracias a numerosos músculos adosados al globo ocular.
Rodeando al ojo, en la cara, es posible distinguir algunas
estructuras destinadas a su protección. Párpados, cejas y pestañas son estructuras
protectoras del globo ocular. Las cejas impiden la caída de sudor de la frente.
Los párpados y las pestañas actúan impidiendo la entrada de objetos extraños.
El parpadeo constante reparte por la superficie del globo ocular la secreción
lacrimal, haciendo que el ojo esté constantemente humedecido
-El sentido de la vista
Los ojos, órganos de la visión, constan de unas partes
destinadas a la captación de las imágenes y otras especializadas en el enfoque
de las mismas y en la regulación de la cantidad de luz que entra.
La captación de las imágenes es realizada por los
fotorreceptores, células que se encargan
de captar los estímulos luminosos y transformarlos en impulsos nerviosos. Estas
células se encuentran en una capa interna del ojo, la retina, y son de dos
tipos: conos y bastones. Los conos se encargan de la visión de los colores,
mientras que los bastones permiten diferenciar distintas intensidades
lumínicas: luces y sombras.
Los receptores están conectados por medio de sinapsis con
neuronas que envían información a la corteza cerebral. Los axones de estas
neuronas se agrupan y forman el nervio óptico.
Fotorreceptores: bastones y conos
Los conos y bastones son los fotorreceptores que captan los
estímulos luminosos
Los conos permiten apreciar colores, pero solo si hay
suficiente luz. Los bastones necesitan menos luz, pero no aprecian bien los
colores. Por eso, cuando hay poca luz, nuestra visión no nos permite ver bien
los matices de color.
-Anatomía del ojo
El globo ocular está formado por tres capas: esclerótica,
coroides y retina.
La esclerótica es la capa más externa, dura, que da forma al
ojo. Su parte delantera, la córnea, es transparente para que la pueda atravesar
la luz.
La coroides está formada por tejido conjuntivo. Contiene
vasos sanguíneos que nutren el ojo. Por delante da lugar al iris, que es el que
da el color al ojo. El iris deja una abertura, la pupila, que puede abrirse o
cerrarse en función de la luz que haya.
La retina es la capa en la que se encuentran los
fotorreceptores. Está formada por tejido nervioso. En la parte central existe
una zona, la fóvea, con una gran concentración de conos. Es la región con mayor
agudeza visual. Otra parte singular es el disco óptico, por donde salen los
axones que forman el nervio óptico. En esta zona no hay fotorreceptores, por lo
que no se ve con ella. Por eso se suele denominar punto ciego.
Por detrás de la pupila se encuentra el cristalino, una
lente que se puede deformar para enfocar correctamente las imágenes en la
retina, con independencia de la distancia a la que se encuentren.
El cristalino delimita dos cámaras que se encuentran
rellenas de líquido. La cámara anterior, entre el cristalino y la córnea,
contiene el llamado humor acuoso. La cámara posterior, el humor vítreo. Estos
fluidos contribuyen a mantener la forma del globo ocular.
LOS DEFECTOS DE LA VISTA Y SU CORRECCIÓN
Defectos de la vista.En los ojos con un globo ocular anormalmente grande, el cristalino no puede enfocar bien y la imagen de los objetos lejanos se forma delante de la retina y no en su superficie. En consecuencia, los miopes ven borrosos los objetos lejanos, pero bien los cercanos . Este defecto se corrige utilizando lentes divergentes que trasladan la imagen más atrás, hasta la retina.
Hipermetropía
Un defecto en el tamaño del globo ocular, que es más pequeño de lo normal, hace que la imagen de los objetos cercanos se forme detrás de la retina. El ojo hipermétrope ve mal de cerca, pero bien de lejos.
Este defecto se corrige utilizando una lente convergente.
Este defecto se corrige utilizando una lente convergente.
Astigmatismo
Es un defecto muy habitual que se debe a deformaciones en la curvatura de la córnea. La visión no es nítida.
6.- EL
SONIDO
¿Qué es el sonido?
Propiedades del sonido
-Intensidad
Si el volumen de un aparato de música está demasiado bajo,
el oído no percibe los sonidos porque están por debajo de una intensidad
mínima, denominada umbral mínimo de audición.
Si aumentamos el volumen, se llega a la intensidad máxima
que puede captar el oído sin sentir dolor; es el umbral superior de audición o
umbral de dolor.
Ambos umbrales dependen de cada persona y de si los sonidos
son agudos o graves.
La intensidad del sonido es la cualidad del sonido que
permite diferenciar y clasificar los sonidos en fuertes y débiles.
La intensidad indica la energía que transmite la onda. Los
sonidos más intensos transmiten más energía que los sonidos débiles. Por eso el
sonido procedente de una fuerte explosión es capaz de romper los cristales de
las ventanas cercanas.
En el Sistema Internacional (SI), la intensidad de una onda
se expresa en julios/(s · m2) o en vatios/m2.
-Tono y frecuencia
El tono es la cualidad del sonido que nos permite distinguir
los sonidos altos (agudos) de los sonidos bajos (graves).
La frecuencia es la magnitud física asociada al tono. Las
frecuencias más altas corresponden a los tonos más agudos, mientras que las
frecuencias más bajas corresponden a los tonos más graves. El valor de la
frecuencia se expresa en ciclos/segundo (s-1) o hercios (Hz).
En los equipos de
música, el tono de los sonidos se regula mediante el mando de graves y agudos o
ecualizador. Realmente, mediante el ecualizador controlamos la intensidad de
los sonidos graves y agudos. Si subimos la intensidad de los agudos, percibiremos
un sonido más agudo.
Un sonido grave tiene una longitud de onda mayor que uno
agudo.
-El timbre
El timbre es la cualidad del sonido que permite distinguir sonidos de igual intensidad (frecuencia) y tono (amplitud) producidos por dos fuentes sonoras diferentes.
Esta propiedad nos permite, por ejemplo, reconocer e
identificar las voces de diferentes personas, aunque hablen con la misma
intensidad. Pero también la frecuencia permite diferenciar la voz. En general,
los niños tienen una voz más aguda que los adultos.
PERCEPCIÓN DEL SONIDO:
El oído humano
El oído humano
El oído es un complejo órgano sensorial que alberga dos
sentidos: la audición y el equilibrio. Los receptores, especializados en la
captación de estímulos mecánicos, no solo permiten detectar los sonidos, sino
analizar la posición del cuerpo.
-El oído y los sonidos
El oído humano está bien desarrollado y nos permite distinguir
tanto las cualidades del sonido (su timbre, su tono y su volumen) como su
dirección; es decir, la posición en el espacio de la fuente emisora.
No todos los sonidos son percibidos por el oído humano,
porque este solo puede detectar frecuencias comprendidas entre 20 Hz y 20.000
Hz.
Los sonidos con frecuencias mayores que las que detecta el
oído humano se llaman ultrasonidos. Pueden ser captados por algunos animales
(perros, delfines o murciélagos).
De la misma forma, los sonidos extremadamente graves, por
debajo de los 20 Hz, no son captados por el oído humano, pero sí por otros
animales, como las ballenas. Propiedades del sonido
Todos los sonidos se propagan en el aire con la misma
velocidad (340 m/s). Sin embargo, no todos los sonidos se escuchan igual: hay
ciertas cualidades que permiten distinguirlos: la intensidad, el tono y el
timbre.
La intensidad da idea del volumen. Se mide en decibelios (dB). El tono de un sonido viene determinado por su frecuencia. El timbre de un sonido permite distinguir su fuente.
La intensidad da idea del volumen. Se mide en decibelios (dB). El tono de un sonido viene determinado por su frecuencia. El timbre de un sonido permite distinguir su fuente.
-Anatomía del oído
En el oído se distinguen tres partes: oído externo, oído
medio y oído interno.
El pabellón auricular se une a la cabeza mediante la piel y se compone principalmente de cartílago, y su función es ayudar a reunir las ondas sonoras y a hacerlas pasar por el canal auditivo externo. Éste mide aproximadamente 2,5 cm y termina en la membrana timpánica. La piel del conducto tiene glándulas especializadas que secretan una sustancia cérea amarillenta, el cerumen.
El oído medio se encuentra excavado en el hueso temporal (hueso bilateral de la base del cráneo), en la denominada caja del tímpano.
El oído medio es una cavidad llena de aire que contiene tres huesecillos: martillo,yunque y estribo, los cuales se mantienen en su sitio y se mueven mediante articulaciones, músculos y ligamentos que ayudan a la transmisión del sonido.
En la pared que separa el oído medio del interno hay dos orificios pequeños, la ventana oval y la redonda. La base del estribo se asienta en la ventana oval, por donde se transmite el sonido al oído interno. La ventana redonda proporciona una salida a las vibraciones sonoras.
La trompa de Eustaquio, de aproximadamente 1 mm de ancho y 35 mm de largo conecta el oído medio con la nasofaringe y su función es igualar la presión del oído medio con la de la atmósfera.
La cóclea y los canales semicirculares constituyen el laberinto óseo. Los tres canales semicirculares (posterior, superior y lateral) intervienen en el equilibrio.
La cóclea es un tubo óseo con forma de caracol. El techo de la cóclea está revestido por la membrana vestibular y el suelo por la membrana basilar, en la cual descansa el órgano de Corti que es el responsable de la audición.
El oído medio comunica con la faringe a través de un
conducto, la trompa de Eustaquio. Esto permite que la presión sea la misma a
ambos lados del tímpano.
Dentro del laberinto óseo se encuentra el laberinto membranoso sumergido en un líquido llamado perilinfa. El laberinto membranoso incluye utrículo, sáculo y canales semicirculares, conducto coclear y órgano de Corti; contiene, además, un líquido llamado endolinfa.
Entre estos dos líquidos se establece un delicado equilibrio; muchos trastornos del oído se deben a alteraciones de éste.
-¿Cómo oímos?
La oreja capta los sonidos y el conducto auditivo externo
los transmite al interior del oído.
El tímpano vibra al recibir los sonidos, suave si el sonido
es débil, y más bruscamente si el sonido es fuerte.
Los huesecillos del oído interno transmiten la vibración al
laberinto, amplificando la señal. El estribo transmite la vibración al interior
del laberinto. El laberinto es un conjunto de canales arrollados en espiral y
rellenos de un líquido, la endolinfa.
En el interior del laberinto están las células sensitivas.
Son los mecanorreceptores del oído llamados células ciliares. El movimiento de
sus cilios transmite un impulso nervioso a las neuronas con las que se
conectan.
Los axones de estas neuronas forman el nervio auditivo. El nervio auditivo llega al área auditiva de la corteza cerebral.
Los axones de estas neuronas forman el nervio auditivo. El nervio auditivo llega al área auditiva de la corteza cerebral.
La velocidad del sonido
Para comprobar cómo se propaga el sonido, Robert Boyle, en el siglo XVII, situó un reloj de timbre en el interior de una campana de donde se había extraído el aire. Al producirse la vibración en la campaña del reloj, no se percibía ningún sonido. Pero si dejaba penetrar de nuevo el aire, el sonido se volvía a escuchar
La velocidad del sonido depende de dos factores
fundamentales: del medio en que se transmite y de la temperatura del medio. En
los sólidos se propaga con más facilidad que en los líquidos, y, en estos,
mejor que en los gases: v. sólidos > v. líquidos > v. gases.
Fenómenos que experimenta el sonido
-Reflexión del sonido: eco y reverberación
La reflexión es el fenómeno que se produce cuando las ondas
sonoras llegan hasta un obstáculo que se opone a su propagación y se reflejan,
cambiando de dirección o de sentido.
De la misma manera que la luz se refleja en un espejo o una pelota rebota en el suelo, el sonido se comporta igual frente a un obstáculo, cumpliéndose la siguiente ley:
El ángulo de incidencia es igual al ángulo de reflexión.
-El eco
Un curioso fenómeno relacionado con la reflexión del sonido
es el eco. Cuando se grita frente a una montaña, se oye primero el sonido
directo, y después el sonido reflejado en el obstáculo. Esta repetición del
sonido se denomina eco y se debe a la reflexión de las ondas sonoras.
El eco es el fenómeno que se produce cuando las ondas de
sonido rebotan en algún obstáculo y cambian de sentido.
Nuestro oído es capaz de distinguir dos sonidos si llegan
separados por 0,1 s o más. Si producimos un sonido frente a un obstáculo y el
tiempo transcurrido entre la emisión de nuestro sonido y la recepción del
sonido reflejado es mayor o igual a una décima de segundo, nuestro oído
percibirá dos sonidos distintos (eco).
Como la velocidad del sonido en el aire es de 340 m/s (a 15
°C), recorrerá 34 m en una décima de segundo. Por tanto, para que se produzca
el eco el obstáculo debe estar situado, como mínimo, a 17 m del foco emisor. De
forma que el sonido recorrerá 17 m para ir y otros 17 m al volver el sonido
reflejado.
Otras aplicaciones del sonido: El
sónar
-El sónar es un
instrumento utilizado en la navegación marítima. Se basa en las reflexiones de
sonidos de alta frecuencia (ultrasonidos) emitidos por un dispositivo capaz de
detectar los sonidos reflejados y medir el tiempo que tardan en regresar.
Así, midiendo el tiempo que tarda en recibirse el eco y
conociendo la velocidad de propagación del sonido en el agua, es posible
determinar la profundidad de los fondos marinos, detectar bancos de peces o la
presencia de submarinos. Los delfines y otros animales poseen una especie de
biosónar que les ayuda a vivir en un medio en que la visibilidad es limitada,
además de utilizarlo para encontrar comida.
-La reverberació
En el caso de que el tiempo de separación entre el sonido
emitido y el reflejado sea menor de 0,1 s, nuestro oído percibirá un solo
sonido prolongado, fenómeno conocido como reverberación.
Para que se produzca la reverberación, el obstáculo debe
estar a menos de 17 m; en este caso, el sonido inicial y el reflejado se
solapan, y resulta difícil comprender el sonido emitido.
La reverberación se produce, por ejemplo, cuando hablamos en
una sala vacía. Para disminuir la intensidad de los sonidos reflejados y
mejorar la audición de una estancia, se colocan materiales absorbentes de las
ondas sonoras, como cortinas, alfombras o butacas tapizadas, y se recubren las
paredes de corcho.
8.-
CONTAMINACIÓN LUMÍNICA Y ACÚSTICA
LA CONTAMINACIÓN ACÚSTICA
Las sociedades modernas cada vez están más expuestas a este tipo de contaminación invisible. El desarrollo de actividades industriales, el transporte, la construcción o incluso las derivadas de distintos hábitos sociales –actividades lúdicas o recreativas- traen como consecuencia un aumento de la exposición al ruido.
Consideramos ruido todo aquel sonido calificado, por quien lo padece, como algo molesto, indeseable e irritante, que interfiere en nuestra actividad o descanso.
Los efectos que produce este tipo de exposición están en función de la intensidad, las frecuencias emitidas y el tiempo de exposición al que nos sometemos.
LA CONTAMINACIÓN ACÚSTICA
Las sociedades modernas cada vez están más expuestas a este tipo de contaminación invisible. El desarrollo de actividades industriales, el transporte, la construcción o incluso las derivadas de distintos hábitos sociales –actividades lúdicas o recreativas- traen como consecuencia un aumento de la exposición al ruido.
Consideramos ruido todo aquel sonido calificado, por quien lo padece, como algo molesto, indeseable e irritante, que interfiere en nuestra actividad o descanso.
Los efectos que produce este tipo de exposición están en función de la intensidad, las frecuencias emitidas y el tiempo de exposición al que nos sometemos.
EFECTOS NOCIVOS EN EL CUERPO HUMANO
Una exposición prolongada a elevados niveles de ruidos produce una pérdida progresiva de la sensibilidad del aparato auditivo. El aumento permanente del umbral de audición hace necesario que éstos se tengan que incrementar para producir sensaciones auditivas equivalentes. Cada persona tiene un límite fisiológico y psicológico diferente de tolerancia al ruido.
Podemos observar también otros efectos físicos y psicológicos tales como aceleración del ritmo cardíaco, aumento de la tensión muscular y presión arterial, irritabilidad, nerviosismo,
agresividad, falta de concentración, dificultades para conciliar el sueño, etc.
SUGERENCIAS PARA MEJORAR NUESTRO NIVEL DE VIDALimitación del tráfico en las ciudades. Uso peatonal del centro urbano.
Correcto mantenimiento del vehículo, en especial del silenciador.
Minimizar el uso del claxon en las ciudades.
Uso generalizado del transporte público y transporte alternativo como las bicicletas. Generalización del teletrabajo (trabajo a distancia con el uso de nuevas tecnologías)
Viviendas con insonorización adecuada (paneles absorbentes acústicos en paredes y techos, ventanas dobles, etc.).
Montajes de máquinas -Aire acondicionado, máquinas industriales, etc.- con soportes antivibratorios anclados en el suelo o paredes.
Uso de equipos protectores personales de trabajadores expuestos al ruido.
Limitación de los espacios lúdicos o recreativos nocturnos.
Minimizar el uso del claxon en las ciudades.
Uso generalizado del transporte público y transporte alternativo como las bicicletas.
Viviendas con insonorización adecuada (paneles absorbentes acústicos en paredes y techos, ventanas dobles, etc.).
Montajes de máquinas -Aire acondicionado, máquinas industriales, etc.- con soportes antivibratorios anclados en el suelo o paredes.
Uso de equipos protectores personales de trabajadores expuestos al ruido.
Limitación de los espacios lúdicos o recreativos nocturnos.
Es toda la luz que se emite o escapa por encima de la horizontal de las luminarias en una instalación de alumbrado de exteriores. Produce un halo luminoso o resplandor sobre las poblaciones, al iluminar las partículas de polvo o agua que el aire contiene en suspensión. Cuando hay nubes, la base de éstas se ve iluminada.
Nosotros vamos a ampliar esta definición considerando como contaminación lumínica a toda la luz que escapa fuera de la zona que queremos iluminar, es decir, toda la energía luminosa desaprovechada, pues directa o indirectamente tiene efectos perjudiciales sobre el medio ambiente.
Causas de la contaminación lumínica
- El uso de luminarias (farolas, proyectores o focos, etc.) que, debido a un mal diseño luminotécnico o a una colocación inapropiada, dejan escapar buena parte del flujo luminoso fuera del área que se necesita iluminar.
- Una excesiva iluminación, produce asimismo importantes e innecesarias pérdidas de luz por reflexión en el suelo y demás objetos sobreiluminados.
- Una zona excesivamente iluminada, provoca que en las zonas vecinas se tienda a imitarla, igualando al menos aquel nivel de iluminación, produciéndose una "reacción en cadena" que agrava el problema. Esto se debe a que el ojo humano necesita un cierto tiempo de adaptación entre diferentes niveles de iluminación, de modo que cuando pasamos de una zona con un exceso de luz a otra razonablemente bien iluminada tenemos la falsa impresión de que el alumbrado de esta última es pobre o insuficiente.
- La falta de sensibilidad de las personas y sobre todo de las entidades responsables es debida principalmente a una falta de información unida al hecho frecuente de que al vivir durante mucho tiempo con este problema, nos hemos acostumbrado a él y ya no lo percibimos como tal. Todo esto lleva a que, con frecuencia, a la hora de elegir un modelo de luminaria, al carecer de unos criterios propios y racionales, se utilice el recurso fácil de imitar a otras poblaciones con alumbrado contaminante, o a que solo se tengan en cuenta criterios supuestamente estéticos, olvidándose de su principal función que es la de iluminar bien.Consecuencias de la contaminación lumínica
Derroche energético:
La luz no aprovechada, que con frecuencia supera el 25 % llegando en algunos casos a superar el 50 % (farolas tipo globo), también tenemos que pagarla. Nos obliga a usar lámparas de mayor potencia ya que solo estamos utilizando una parte de la misma, perdiendose el resto innecesariamente. Este exceso de consumo que deben de suministrar las centrales electricas, supone un mayor gasto de combustible y, en consecuencia, una mayor emisión de gases contaminantes a la atmósfera, responsables entre otras cosas del efecto invernadero que está haciendo aumentar la temperatura media de nuestro planeta y de la lluvia ácida que destruye los bosques.
Deslumbramiento:
Este molesto deslumbramiento nos produce fatiga visual , reduce nuestra percepción y ,en consecuencia, aumenta el riesgo de accidentes de tráfico, es decir, reduce la seguridad vial.
También afecta negativamente a la vida nocturna de la fauna, en especial a ciertas aves (un caso muy conocido es el de las crias de pardela que en su primer vuelo se desorientan y se estrellan debido al deslumbramiento de las poblaciones, hiriendose y muriendo en muchas ocasiones).
Al iluminar fachadas y ventanas con la luz no dirigida al suelo se producen bastantes moléstias y se facilita la indiscrección de los viandantes.
Dificulta y llega a impedir la visión del cielo estrellado: Esta es una consecuencia realmente lamentable para todos y muy especialmente para el astrónomo, ya que ese maravilloso espectáculo, fuente inagotable de conocimientos y de belleza, que indudablemente es la visión del resto del Universo del que formamos parte, se ha degradado de tal manera a causa de dicha contaminación, que hasta hemos ido perdiendo la costumbre de mirar al cielo por las noches, pués ha dejado de llamarnos la atención.
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