Tarea 2 2 Julio

Tarea 2

Plata Cruz Adolfo Cesar

3.1.2.1. Describa tres ejemplos de formas de energía que no implique la participación de materia. 1. LA ENERGÍA LUMINOSA: Es una de las formas mas importantes de energía, está es transportada por ondas luminosas. 2. LA ENERGÍA QUÍMICA: Es la energía almacenada dentro de los productos químicos. No se puede ver pero cuando se desprende los efectos pueden ser dramáticos. En los fuegos artificiales, la energía química se transforma en energía térmica, luminosa, sonora y de movimiento. 3. LA ENERGÍA NUCLEAR: Es la liberada en ondas gamma por los átomos. 3.1.2.2. Describa tres ejemplos de formas de energía que implican la existencia de materia. 1. LA ENERGÍA TÉRMICA: Toda sustancia se compone de moléculas, estas moléculas están en constante movimiento. Cuanto mas caliente este algo, más rápido se mueven las moléculas. 2. LA ENERGÍA SONORA: Es la energía transportada por ondas sonoras. Es el efecto de las moléculas en movimiento. 3. LA ENERGÍA MECÁNICA: Hay dos tipos de energía: la energía cinética y la energía potencial. La energía cinética es la energía que tiene un cuerpo en movimiento. La energía potencial se la denomina energía almacenada. Cualquier objeto que pueda caerse tiene energía potencial gravitatoria. 3.1.2.3. Diga Ud. ¿Cuáles tipos y/o formas de energía encontraría en su cuerpo aislado en el espacio, si ese cuerpo es a) un electrón, b) un planeta, c) un quasar? Un sistema aislado es una parte o región del universo que por sus peculiares condiciones puede considerarse aisladamente del resto del universo para su estudio. Por ejemplo, de acuerdo con la teoría general de la relatividad, un sistema aislado debe cumplir condiciones técnicas bastante restrictivas, conocidas como planitud asintótica. En la teoría de la relatividad especial, en la clásica o en termodinámica, en general, las condiciones son menos estrictas y simplemente requieren que, en el sistema, el movimiento de las partículas que conforman el sistema esté restringido a una región compacta del espacio-tiempo. Un electrón en el vacío solo tendría un campo magnético alrededor de el, su masa seguiría siendo la misma, como el electrón estaría en movimiento su campo magnético siempre seria constante. Un planeta aislado, tendría un campo electromagnético el cual esta irradiando, por estar en un sistema aislado no recibe ningún tipo de radiación en el; tampoco tendría gravedad, ya que no interactúa con nada, no tendría vida y pues solo giraría. Un quasar en un sistema aislado tendría una inmensa cantidad de energía capaz de generar ondas r radiación de todo tipo de rayos cósmicos, la gravedad seria la que produjeran los componentes estelares que posee en su conjunto, solo irradiaría pero no recibiría de ninguna fuente externa y seria capaz de mantenerse por si mismo.

1

3.1.2.4 Describa gráficamente y a “¿escala?” todos los componentes espaciales de: a) cuatro unidades de rayos X, b) cuatro fotones de luz “verde” c) en un tren de cuatro ondas electromagnéticas que correspondan a su estación de FM preferida. λ = c/f

λ = longitud de onda;

c= velocidad de la luz f= frecuencia de la onda

La denominación rayos X designa a una radiación electromagnética, invisible, capaz de atravesar cuerpos opacos y de impresionar las películas fotográficas. La longitud de onda está entre 10 a 0,1 nanómetros, correspondiendo a frecuencias en el rango de 30 a 3.000 PHz (de 50 a 5.000 veces la frecuencia de la luz visible). λ = c/f λ = (300*106ms-1) / (30*1015Hzs-1) = 1*10-8m = 1*10-6 cm = 1µ 1µ m Se denomina espectro visible a la región del espectro electromagnético que el ojo humano es capaz de percibir. A la radiación electromagnética en este rango de longitudes de onda se le llama luz visible o simplemente luz. No hay límites exactos en el espectro visible; un típico ojo humano responderá a longitudes de onda desde 400 a 700 nm aunque algunas personas pueden ser capaces de percibir longitudes de onda desde 380 a 780 nm. Específicamente el verde corre de 495 – 566 nm (495 *105Hz) λ = c/f λ = (300*106ms-1) / (495*105Hzm-1) = 6.0606 m = 600.06 cm

Baja frecuencia se refiere a la banda del espectro electromagnético, y más particularmente a la banda de radiofrecuencia, que ocupa el rango de frecuencias entre 30 kHz y 300 kHz. También es conocida como Onda larga. larga. En esta banda operan sistemas de ayuda a la navegación aérea y marítima, como los radio faros o las radio balizas, así como sistemas de radiodifusión. La banda de mi estación favorita es: 91.3 kHz (91.3*103 Hz). λ = c/f λ = (300*106ms-1) / (91.3*103Hzm-1) = 3282.8 m =3.2Km = 328,280 cm 2949= 2.9 km

3.1.2.5 demuestre Ud. En forma grafica una forma de interferencia de ondas materiales y una forma de interferencia de ondas electromagnéticas. Onda material:

2

Ultrasonido: El método de Ultrasonido se basa en la generación, propagación y detección de ondas elásticas (sonido) a través de los materiales. En la figura de abajo, se muestra un sensor o transductor acústicamente acoplado en la superficie de un material. Este sensor, contiene un elemento piezo-eléctrico, cuya función es convertir pulsos eléctricos en pequeños movimientos o vibraciones, las cuales a su vez generan sonido, con una frecuencia en el rango de los megahertz (inaudible al oído humano). El sonido o las vibraciones, en forma de ondas elásticas, se propaga a través del material hasta que pierde por completo su intensidad ó hasta que topa con una interfase, interfase, es decir algún otro material tal como el aire o el agua y, como consecuencia, las ondas pueden sufrir reflexión, reflexión, refracción, refracción, distorsión, distorsión, etc. Lo cual puede traducirse en un cambio de intensidad, dirección y ángulo de propagación de las ondas originales

Ondas electromagnéticas: La interferencia de ondas de luz causa, por ejemplo, las irisaciones (brillo como los colores del arco iris) que se ven a veces en las burbujas de jabón. La luz blanca está compuesta por ondas de luz de distintas longitudes de onda. Las ondas de luz reflejadas en la superficie interior de la burbuja interfieren con las ondas de esa misma longitud reflejadas en la superficie exterior. En algunas de las longitudes de onda, la interferencia es constructiva, y en otras destructivas. Como las distintas longitudes de onda de la luz corresponden a diferentes colores, la luz reflejada por la burbuja de jabón aparece coloreada.

3

3.1.2.6 Demuestre usted en forma grafica como interaccionan las ondas materiales y las ondas electromagnéticas con objetos en su camino. Tomado de una entrevista de la NASA: Las ondas de gravedad se originan cuando un impulso perturba la atmósfera. Un impulso puede ser, por ejemplo, un viento cortante, una corriente de aire ascendente o un cambio repentino en la corriente en chorro. Las ondas de gravedad generan olas de aire a partir de estas alteraciones, como las ondas que se propagan al arrojar una piedra en una laguna. Cuando una onda de gravedad empuja con fuerza sobre una tormenta en rotación, la comprime. Esto, a su vez, hace que la tormenta gire más rápido. Para entender por qué esto es así, Coleman da el ejemplo de una patinadora de hielo que gira con sus brazos extendidos. "Cuando junta los brazos hacia el pecho, comienza a girar más rápido". Lo mismo sucede con las tormentas: cuando las ondas de gravedad las comprimen, giran más rápidamente para conservar el momento angular.

Descripción de la imagen según la página: Arriba: Haga clic en la gráfica para iniciar una película real de radar Doppler en la que se observa una onda de gravedad interactuando con una tormenta en rotación y volviéndola más intensa, en el noroeste de Alabama, el 22 de enero de 1999. Crédito: NOAA.

3.1.2.7 Desde cuando en la historia de la humanidad se ha utilizado algún instrumento o herramienta relacionado con ‘el manejo’ de la luz. En la Edad Antigua se conocía la propagación rectilínea de la luz y la reflexión y refracción. Dos filósofos y matemáticos griegos escribieron tratados sobre óptica, Empédocles y Euclides. Ya en la Edad Moderna René Descartes consideraba la luz como una onda de presión transmitida a través de un medio elástico perfecto (el éter) que llenaba el espacio. Atribuyó los diferentes colores a movimientos rotatorios de diferentes velocidades de las partículas en el medio. La ley de la refracción fue descubierta experimentalmente en 1621 por Willebrord Snell. En 1657 Pierre de Fermat enunció el principio del tiempo mínimo y a partir de él dedujo la ley de la refracción. Los estudios que aclararon las propiedades de los colores fueron desarrollados por Newton que descubrió en 1666 que la luz blanca puede dividirse en sus colores componentes mediante un prisma y encontró que cada color puro se caracteriza por una refractabilidad específica. Las dificultades que la teoría ondulatoria se encontraba para explicar la propagación rectilínea de la luz y la polarización (descubierta por Huygens) llevaron a Newton a inclinarse por la teoría corpuscular, que supone que la luz se propaga desde los cuerpos luminosos en forma de partículas. 300 a.c. Aristóteles utiliza la cámara oscura para estudiar los eclipses de sol. La historia de la Óptica geométrica e instrumental está relacionada con la historia de las lentes, el descubrimiento de las leyes de la reflexión y de la refracción y de la formación de las imágenes. Resulta interesante conocer cómo se inventaron y desarrollaron los primeros instrumentos ópticos, como el

4

telescopio, el microscopio y el espectroscopio ya que la mayoría de los instrumentos ópticos posteriores son modificaciones de éstos. En el siglo XV antes de Cristo, durante el reinado de Tumes III, aparecen los primeros vasos de vidrio y esmaltes artísticos de este material. La relación entre el vidrio y la óptica es importantísima. En el SIGLO VI a. C. C. Confucio (China entre el 551 y el 479 a. C.) habla de un zapatero que usaba "vidrios" en los ojos. Esto hace suponer el uso de este material como decorativo o medicina y Empédocles de Agrigento (Sicilia hacia el año 495 a.C.) menciona por primera vez el campo visual. En el siglo V a. C. los griegos, romanos, árabes... conocían las propiedades de los espejos, cauterizaban las heridas con lentes positivas y para encender usaban unas esferas de vidrio llenas de agua llamadas "cristales encendedores". Quizá la primera lente que hubo en el mundo fue la que construyó Aristófanes en el año 424 a. C. con un globo de vidrio soplado, lleno de agua. Sin embargo, su propósito no era la de amplificar imágenes, sino la de concentrar la luz solar. Los matemáticos griegos se preocuparon también por la óptica en sus aspectos geométricos. En los escritos del gran geómetra alejandrino Euclides (siglo IV-siglo III), "Optica" y "Catróptica", aparecen observaciones geométricas tan importantes como la propagación rectilínea de la luz, que él consideraba como un tentáculo lanzado desde el ojo hasta el objeto. En la Edad Media sólo los árabes hicieron estudios sobre la óptica ya que una de las ramas de la medicina islámica más desarrollada fue el estudio de las enfermedades de los ojos debido a lo cual se interesaron especialmente por su estructura. Los fisicos árabes entendieron la dióptrica en el sentido de "paso de la luz por los cuerpos transparentes”, llegándose a partir de ahí a la fundación de la óptica moderna. El cristalino indicó el modo de emplear lentes de cristal o de vidrio para ampliar la imagen o para leer, especialmente los ancianos. En las lentes tenemos la primera prolongación del aparato ocular humano. 3.1.2.8 Al visitar el Museo Universum los “amigos” guías, al dar una explicación a la aparición del ‘arco iris’ en un CD dicen que es un fenómeno físico y que eso no tiene relación con los ‘ brillos tornasol’ tornasol’ de las plumas de algunas aves como el pavo real o el colibrí, ya que los efectos en estos últimos son de tipo biológico. ¿Qué opina Ud. Al respecto? CD: La luz blanca o visible que pasa en el CD se puede descomponer en luces monocromáticas, siempre que atraviese algún obstáculo que obligue a las diferentes ondas que constituyen la luz blanca a viajar a velocidades diferentes, por ejemplo lo que estaría haciendo el CD. El resultado es que veríamos los colores del arco iris. Brillos tornasol de las plumas del Pavo Real: El origen del color estaría en la disposición que adoptan en las plumas sustancias como la melanina y la queratina. Al reflejarse en ellas la luz se crean las tonalidades, del mismo modo en que el reflejo de luz en las gotas de agua produce los colores del arco iris. Para cada caso la luz es la que interviene y por tal motivo la interacción física o metabólica hace que la luz se descomponga y se refleje como arcoiris, procesos distintos pero resultados similares.

5

3.1.2.9 En términos de a búsqueda de fuentes alternativas de energía para los viajes espaciales, espaciales, se envió un proyecto a la NASA en el cual se define “la forma de utilizar el contenido de ENERGÍA TOTAL de una muestra de materia combustible”. ¿Cuál seria la base de dicho problema?, ¿Ud. Lo leería, analizaría y aprobaría? Encontré un proyecto llamado: Investigan la obtención de oxígeno en la Luna para reducir el coste de los viajes espaciales Cuyo propósito es el siguiente: El oxígeno, se obtendría a partir de la descomposición fototérmica de las regolitas, unas rocas con una composición muy alta de oxígeno y abundantes en la superficie lunar. Con este sistema se ahorraría el altísimo coste del transporte de oxígeno desde la Tierra, pudiéndose iniciar los viajes espaciales directamente desde la Luna. En este punto intervienen las energías renovables. El proceso de descomposición fototérmica de las regolitas se provoca mediante energía solar obtenida en la superficie lunar. Debido a que en la Luna “la irradiación solar en las placas sería constante, produciéndose energía suficiente para la descomposición de las regolitas y la posterior obtención de oxígeno.” “En la Luna las condiciones son perfectas: no hay nubes, el sol es permanente, no hay viento que mueva los helióstatos. En vez de llevar el oxígeno desde la Tierra, ya se encontraría en la Luna para aprovechar el satélite como lugar de lanzamiento de viajes espaciales. De hecho, este dispositivo se proyecta con el convencimiento de que el hombre va a viajar a Marte.” El dispositivo garantizaría una cantidad de suministro permanente para las bases espaciales previstas en la superficie lunar. El proyecto forma parte de la iniciativa ERA-STAR, donde participan entidades e instituciones alemanas, austriacas, francesas o italianas, entre otras. Los proyectos se financiarán dentro del VII Programa Marco de la Unión Europea, y con el apoyo económico de las administraciones regionales de origen de cada uno de los agentes participantes. El proyecto en si, busca minimizar el peaje que implica el transporte de oxigeno en cada viaje y e sustenta por que se obtiene el oxigeno de una manera mas limpia y eficaz. El oxigeno existente en las rocas lunares es altamente reciclable y se regenera con facilidad lo cual es aún ventaja ala hora de extraerlo de las rocas, además, se perturba en lo menos posible la superficie lunar y los rayos cósmicos facilitan la extracción de dicho combustible. 3.1.2.10 Como Biólogo Experimental le solicitan una asesoría para publicar una noticia. “se dice que en la moderna exploración del universo existen ‘equipos’ capaces de percibir y analizar cualquier tipo de energía proveniente del espacio, ya sea “simplemente” energía, o aquella relacionada con formas de vida”. Diga su decisión acerca de la publicación o no publicación de la “nota”. Describa exhaustivamente sus argumentos. NASA, División Astrobiología, ya con nuevo director, investigará lugares con primaveras perennes en la Tierra, lo cual permitiría conocer la frecuencia y distribución de la microbiota. Esto facilitaría el hallazgo de sitios con agua en fase líquida en otros mundos. Se experimentará con microglóbulos sintetizados abióticamente para encontrar el factor que pudo favorecer la transición súbita y discontinua en las microesferas, desde una configuración de baja densidad de energía hasta una configuración de alta densidad de energía sin pasar por configuraciones intermedias. Continuará la búsqueda de planetas extrasolares que sean semejantes a la Tierra. Además, se extenderá el estudio de la posible fotoquímica prebiótica de la Tierra primitiva para comprobar las condiciones en atmósferas reductoras que pudieran ocurrir en otros planetas o cuerpos siderales en donde pudieran surgir seres vivientes.

6

Durante los próximos 25 años, la investigación exobiológica se centrará en cuerpos celestes relativamente cercanos, como Marte, Venus y los satélites Europa de Júpiter y Enceladus de Saturno. SETI insistirá en su perspectiva de registrar señales de radiocomunicación emitidas por inteligencias extraterrestres, con un nuevo director, con una cartera recortada en un 50% y con miles de usuarios del programa SETI luchando por ser los ganadores del gran premio al detectar alguna señal de radio de alguna civilización astral. Hasta ahora, estamos solos en este lado del Cosmos. No obstante, quizás no seamos los únicos “solos” en el universo. Tal vez, en este momento, en un cuerpo celeste apenas calentado por una estrella pequeña o en un mundo iluminado por un sistema multiestelar, alguien esté preguntándose lo mismo. Si la humanidad ve por la humanidad misma, atiende a sus hermanos no-humanos que piensan poco o no piensan, y cuida de lo no viviente, el futuro de la Exobiología es prometedor… Siempre y cuando exploremos lo que sea de explorar, en los sitios donde sea factible explorar. Por tanto yo apoyaría el proyecto.

Referencias: 1. http://omega.ilce.edu.mx:3000/sites/ciencia/volumen3/ciencia3/112/htm/sec_17.htm 2. http://www.angelfire.com/empire/seigfrid/Interferencia.html 3. http://ciencia.nasa.gov/headlines/y2008/19mar_grits.htm 4. http://es.wikipedia.org/wiki/%C3%93ptica 5.http://teleformacion.edu.aytolacoruna.es/FISICA/document/fisicaInteractiva/OptGeometrica/historia/Hist 5.http://teleformacion.edu.aytolacoruna.es/FISICA/document/fisicaInteractiva/OptGeometrica/historia/Hist oria.htm 6. http://es.wikipedia.org/wiki/SETI

7