Bild

Siemens Stiftung

Refracción

Figura:
El modelo del frente de onda de la refracción sobre una superficie de contacto aclara por qué la dirección de propagación del sonido cambia.

Cuando las ondas pasan de un medio a otro, la velocidad, a la cual las ondas se propagan, cambia. En consecuencia, las normales a la onda de las ondas incidentes y de las interrumpidas tiene direcciones diferentes. Con las ondas luminosas, el cambio del índice de refracción en la superficie de separación es la causa; con las ondas sonoras, es el cambio de densidad.
La figura ilustra el caso en que la velocidad de propagación disminuye en la transición del primero al segundo medio: la onda se desvía de la perpendicular en la superficie de separación.
El Principio de Huygens explica este fenómeno: cada punto de un frente de onda es el punto inicial de una nueva onda, conocido como una "onda elemental?. El extremo de cierre de la onda elemental crea el nuevo frente de onda.

Información e ideas:
La refracción en las superficies de separación también ocurre con ondas sonoras (por ejemplo, en la transición de capas de aire cálido a frío en la atmósfera).

Pertinente a la enseñanza de:
Sonido/acústica: parámetros
Vibraciones y ondas

Bild

Siemens Stiftung

Difracción

Figura:
Difracción de ondas al encontrar un obstáculo.

La figura muestra efectos de difracción posibles según la apertura y longitud de onda.

Información e ideas:
La difracción también surge en ondas de sonido, por ejemplo, en las esquinas de edificios.

Hay disponible mayor información sobre este gráfico, como hoja informativa, en el portal de medios didácticos de la Siemens Stiftung.

Pertinente a la enseñanza de:
Sonido/acústica: parámetros
Vibraciones y ondas

Medientypen

Bild

Lernalter

13-18

Schlüsselwörter

Luz Onda (física) Sonido Óptica

Sprachen

Spanisch

Bild

Siemens Stiftung

Lámpara incandescente

Fotografía:
La luz de esta lámpara incandescente es generada por calentamiento de un filamento a altas temperaturas.



En muchas fuentes de luz, por ejemplo, bombillas incandescentes o bombillas de descarga de gas de alta presión, se genera un espectro continuo de luz mediante la superimposición de un gran número de fotones a niveles de energía muy diferentes. Esto significa que el intervalo completo de longitudes de onda está incluido, pero en proporciones diferentes, según la temperatura.
Cabe mencionar que la longitud de onda y la distribución de energía de las bombillas incandescentes se ajustan a la fórmula de radiación de Planck sumamente bien.

Información e ideas:
Ejemplo de cómo las leyes de la física se traducen a aplicaciones técnicas. Los filamentos de doble espiral se utilizan, entre otras razones, para aumentar la superficie radiante.

Bild

Siemens Stiftung

La lente y la ecuación de lentes

Diagrama esquemático:
Los haces luminosos que parten del objeto deben converger a través de una lente en los puntos de una imagen. La ecuación de lentes describe las leyes por las que se rige el paso de los rayos luminosos a través de una lente.

Para la construcción del punto de la imagen son necesarios un mínimo de dos de los siguientes rayos luminosos:
· rayo del objeto en paralelo al eje óptico (rayo paralelo)
· rayo del objeto a través del foco de la lente (rayo focal)
· rayo del objeto a través del centro de la lente (rayo central).

El rayo central atraviesa la lente sin modificar su dirección. El rayo paralelo pasa por el foco detrás de la lente. El rayo focal se convierte en rayo paralelo detrás de la lente.

Nota: La ecuación de lentes recibe también con frecuencia el nombre de "fórmula de lentes".

Información e ideas:
¿Para qué se necesita una lente?

Bild

Siemens Stiftung

Árbol

Fotografía:
Un grupo de árboles a fines del verano. La fotosíntesis únicamente ocurre en las hojas verdes.



Información e ideas:
Un ejemplo de la conversión de energía radiante en energía química.

Bild

Siemens Stiftung

Color y voltaje de diodos emisores de luz

Fotografía:
El voltaje de servicio de los diodos emisores de luz depende del color. Esto es una indicación de los niveles discretos de energía y el carácter fotónico de la luz.



Qué color emite un diodo emisor de luz depende del nivel de energía de la transición de carga de la banda no conductora a la banda conductora. Según el material base (Si, GaAs, GaN, etc.) e impurificación, así como también la resistencia interna, cada diodo emisor de luz tiene un voltaje de servicio típico (voltaje = potencial = diferencia de energía). Aunque esto se ve modificado por el diseño (resistencia interna, etc.), en el análisis final, éste es determinado por el nivel de energía discreto de la transición de carga entre la banda no conductora y la banda conductora.

Información e ideas:
Se demuestra claramente el principio abstracto de la cuantización de la energía en forma de fotones, mediante un experimento sumamente sencillo, con cuatro diodos emisores de luz y una unidad de alimentación. Los diodos emisores de luz roja se iluminan a un voltaje de aproximadamente 1,5 voltios; los de amarilla a aproximadamente 1,9 voltios; los de verde a aproximadamente 2,3 voltios; y los de azul a aproximadamente 3,3 voltios.
En el portal de medios didácticos de la Siemens Stiftung hay disponibles instrucciones para construir un mezclador de colores variables de diodos emisores de luz: "Experimentos: cuantización de energía con diodos emisores de luz?.

Bild

Siemens Stiftung

La copa de vino melódica

Fotografía:
Frotar una copa de vino puede producir tonos.


Si se frota a lo largo del borde de una copa de vino con un dedo húmedo, se produce un tono. Tan pronto la copa produce un tono, ondas marginales de onda corta aparecen en el líquido contenido. El vidrio oscila en vaivén en aquellos lugares en los cuales ocurren las ondas. Entre ellos es apacible. La oscilación del vidrio no solo se transfiere al líquido sino que también al aire y, de este modo, llega a nuestro oído en forma de un tono fino.

Información e ideas:
Experimento fácil de llevar a cabo en el aula. ¿Tal vez los estudiantes podrían inclusive hacer por sí mismos una armónica de vidrio?
Hay disponible mayor información sobre esta fotografía, como hoja informativa, en el portal de medios didácticos de la Siemens Stiftung.

Pertinente a la enseñanza de:
Fenómenos acústicos
Sonido/acústica: parámetros
Vibraciones y ondas

Medientypen

Bild

Lernalter

6-18

Schlüsselwörter

Sonido

Sprachen

Spanisch

Bild

Siemens Stiftung

El habla como una señal sonora altamente compleja

Figura:
Curva oscilográfica de la oración hablada "Está lloviendo a cántaros?.


Los sonidos del habla son señales sonoras fluctuantes donde la composición de las frecuencias cambia constantemente.
Traslapo aperiódico de partes periódicas. A diferencia de los ruidos, algunos de los cuales tienen curvas de frecuencia similares, el sonido del habla siempre es portador de significado o de mensajes enviados por el hablante. Otros ruidos (como el chasquido de labios, sisear, ritmos y tono básico) son típicos del individuo (huella dactilar acústica) pero no esenciales para el contenido del habla.

Información e ideas:
Suplemento a hojas de trabajo y transparencias.

Pertinente a la enseñanza de:
Sonido/acústica: parámetros
Vibraciones y ondas
Comunicación y comprensión

Bild

Siemens Stiftung

Absorción de sonido

Figura:
Si las ondas sonoras entran en contacto con un obstáculo con una estructura material dada, éstas son absorbidas, es decir, la energía mecánica total del sonido se convierte en energía térmica.

Este efecto se ve aumentado por paredes de barrera de sonido hechas de materiales porosos. Mediante multirreflexión y dispersión, el paso del sonido en dichos materiales se extiende considerablemente. El sonido desaparece gradualmente.

Información e ideas:
Referencia al mundo diario de los estudiantes: silencio después de una nevada.
Se puede comprobar con los estudiantes en un experimento.

Pertinente a la enseñanza de:
Sonido/acústica: parámetros
Vibraciones y ondas

Medientypen

Bild

Lernalter

11-18

Schlüsselwörter

Onda (física) Sonido

Sprachen

Spanisch

Bild

Siemens Stiftung

Dispersión acústica

Gráfico:
Dispersión acústica. Una de varias maneras en que las ondas sonoras reaccionan al encontrar un obstáculo.


Dispersión es la reflexión de estructuras pequeñas sin dirección definida. Depende mucho de la frecuencia.

Información e ideas:
Se la puede demostrar a los estudiantes en un experimento.

Pertinente a la enseñanza de:
Sonido/acústica: parámetros
Vibraciones y ondas

Medientypen

Bild

Lernalter

11-18

Schlüsselwörter

Onda (física) Sonido Óptica

Sprachen

Spanisch