Nava Rivera Oscar Eduardo
9 de Marzo del 2014
Examen 5
Bibliografia:http://es.wikipedia.org/wiki/Dispersi%C3%B3n_%28f%C3%ADsica%29, http://www.ojocientifico.com/5535/que-es-la-refraccion-de-la-luz,
5A. Refracción
La
refracción ocurre cuando la luz se dobla al pasar de una sustancia
transparente a otra, al igual que otras ondas como el agua y el sonido.
Sin ella no podríamos ver, debido a que causa el enfoque de la luz en
nuestra retina. Además, es la base para los lentes y el arcoiris.
La luz se refracta cuando viaja en ángulo hacia una sustancia con una densidad óptica
diferente. Cambia de dirección porque cambia de velocidad. Por ejemplo,
cuando pasa del aire al agua. Entonces la refracción tiene que ver con
dos cosas: la velocidad y el ángulo de incidencia. Cuanto más abierto
sea el ángulo mayor el cambio de dirección y la refracción.
Si la
luz entra en una sustancia con un índice refractivo mayor, irá más
lento, como del aire al vidrio. Si el indice es menor irá más rápido,
como del agua al aire. La lentitud implica mayor refracción.
Isaac Newton fue uno de los primeros científicos en estudiar la refracción de la luz. Para esto creó un prisma de
vidrio con el que reflejaba la luz de la ventana al otro lado del
cuarto. De esta manera, a través de la refracción demostró que la luz
blanca está hecha de todos los colores del arcoiris.
Los colores
se separan al pasar por el prisma porque la luz está compuesta de ondas y
algunos colores tienen un largo de onda diferente a otros. Esto hace
que su índice de refracción en el vidrio sea diferente, y por tanto se
separen y se refracten de manera diferente.
La refracción
es un proceso sumamente importante porque permite el aumento en los
lentes, para quienes no ven correctamente y necesitan usarlos, además
del hermoso fenómeno del arcoiris. Todo nuestro proceso visual está basado en la refracción y el doblamiento de la luz.
Disperción
se denomina dispersión al fenómeno de separación de las ondas de distinta frecuencia al atravesar un material. Todos los medios materiales son más o menos dispersivos, y la dispersión afecta a todas las ondas; por ejemplo, a las ondas sonoras que se desplazan a través de la atmósfera, a las ondas de radio que atraviesan el espacio interestelar o a la luz que atraviesa el agua, el vidrio o el aire.
Se habla de dispersión, en términos generales, como el estado de un sólido o de un gas cuando contienen otro cuerpo uniformemente repartido en su masa (equivalente a la noción de disolución, que concierne a los líquidos).
Cuando un haz de luz blanca procedente del sol atraviesa un prisma de cristal, las distintas radiaciones monocromáticas son tanto más desviadas por la refracción cuanto menor es su longitud de onda. De esta manera, los rayos rojos son menos desviados que los violáceos y el haz primitivo de luz blanca, así ensanchado por el prisma, se convierte en un espectro electromagnético en el cual las radiaciones coloreadas
se hallan expuestas sin solución de continuidad, en el orden de su
longitud de onda, que es el de los siete colores ya propuestos por Isaac Newton: violeta, índigo, azul, verde, amarillo, anaranjado y rojo (Así como, en ambos extremos del espectro, el ultravioleta y el infrarrojo, que no son directamente visibles por el ojo humano, pero que impresionan las placas fotográficas).
Es sabido desde la antigüedad que la luz solar, al pasar por cristales
transparentes o joyas de varias clases, produce brillantes colores.
Difracción
la difracción es un fenómeno característico de las ondas
que se basa en la desviación de estas al encontrar un obstáculo o al
atravesar una rendija. La difracción ocurre en todo tipo de ondas, desde
ondas sonoras, ondas en la superficie de un fluido y ondas electromagnéticas como la luz visible y las ondas de radio.
También sucede cuando un grupo de ondas de tamaño finito se propaga;
por ejemplo, por causa de la difracción, un haz angosto de ondas de luz
de un láser deben finalmente divergir en un rayo más amplio a una cierta distancia del emisor.
La interferencia se produce cuando la longitud de onda es mayor que
las dimensiones del objeto, por tanto, los efectos de la difracción
disminuyen hasta hacerse indetectables a medida que el tamaño del objeto
aumenta comparado con la longitud de onda.
En el espectro electromagnético los rayos X tienen longitudes de onda similares a las distancias interatómicas en la materia. Es posible por lo tanto utilizar la difracción de rayos X
como un método para explorar la naturaleza de los cristales y otros
materiales con estructura periódica. Esta técnica se utilizó para
intentar descubrir la estructura del ADN, y fue una de las pruebas experimentales de su estructura de doble hélice propuesta por James Watson y Francis Crick en 1953. La difracción producida por una estructura cristalina verifica la ley de Bragg.
Debido a la dualidad onda-corpúsculo característica de la mecánica
cuántica es posible observar la difracción de partículas como neutrones o electrones.
En los inicios de la mecánica cuántica este fue uno de los argumentos
más claros a favor de la descripción ondulatoria que realiza la mecánica cuántica de las partículas subatómicas.
Interferencia
la interferencia es un fenómeno en el que dos o más ondas
se superponen para formar una onda resultante de mayor o menor
amplitud. El efecto de interferencia puede ser observado en cualquier
tipo de ondas, como luz, radio, sonido, ondas en la superficie del agua,
etc.
Interferencia constructiva: cuando dos ondas interfieren, en
los puntos en que coinciden las dos crestas se dice que hay
interferencia constructiva. En estos puntos se suman las amplitudes de
las ondas.
Interferencia destructiva: al inferir dos ondas, en los puntos
donde coincide una cresta de una onda con un valle de la otra onda se
dice que hay interferencia destructiva. Las amplitudes en este caso se
restan y pueden anularse por completo.
Efecto que se produce cuando dos o más ondas se solapan o
entrecruzan. Cuando las ondas interfieren entre sí, la amplitud
(intensidad o tamaño) de la onda resultante depende de las frecuencias,
fases relativas (posiciones relativas de crestas y valles) y amplitudes
de las ondas iniciales; Por ejemplo, la interferencia constructiva se
produce en los puntos en que dos ondas de la misma frecuencia que se
solapan o entrecruzan están en fase; es decir, cuando las crestas y los
valles de ambas ondas coinciden. En ese caso, las dos ondas se refuerzan
mutuamente y forman una onda cuya amplitud es igual a la suma de las
amplitudes individuales de las ondas originales. La interferencia
destructiva se produce cuando dos ondas de la misma frecuencia están
completamente desfasadas una respecto a la otra; es decir, cuando la
cresta de una onda coincide con el valle de otra. En este caso, las dos
ondas se cancelan mutuamente. Cuando las ondas que se cruzan o solapan
tienen frecuencias diferentes o no están exactamente en fase ni
desfasadas, el esquema de interferencia puede ser más complejo.
La luz visible está formada por ondas electromagnéticas que pueden
interferir entre sí. La interferencia de ondas de luz causa, por
ejemplo, las irisaciones 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 destructiva. Como las
distintas longitudes de onda de la luz corresponden a diferentes
colores, la luz reflejada por la burbuja de jabón aparece coloreada. El
fenómeno de la interferencia entre ondas de luz visible se utiliza en
holografía e interferometría.
5B.
(δ/δU+P) (U) + (δ/δU) (U) =
(δ/δU) (U)= 1; a
((δ/δU) (U+P))P + ((δ/δP) (U+P))U, (δ/δU)U =1 + (δ/δU)P =0
(δ/δP)U =0 + (δ/δP)P =1
U(U+P)= 1, P(U+P)=1
B=1+1=2
domingo, 9 de marzo de 2014
lunes, 3 de marzo de 2014
Nava Rivera Oscar Eduardo
Examen 2, Corrección
26 de Febrero del 2014
Bibliografia: http://www.ojocientifico.com/3669/que-es-el-efecto-doppler
http://www.profesorenlinea.cl/fisica/sonidoEfecto_Doppler.htm
http://es.wikipedia.org/wiki/Efecto_M%C3%B6%C3%9Fbauer
2A. Significado del efecto Doppler
El efecto Doppler es un fenómeno físico donde un aparente cambio de frecuencia de onda es presentado por una fuente de sonido con respecto a su observador cuando esa misma fuente se encuentra en movimiento. Este fenómeno lleva el nombre de su descubridor, Christian Andreas Doppler, un matemático y físico austríaco que presentó sus primeras teorías sobre el asunto en 1842.
El efecto Doppler no es simplemente funcional al sonido, sino también a otros tipos de ondas, aunque los humanos tan solo podemos ver reflejado el efecto en la realidad cuando se trata de ondas de sonido.
El efecto Doppler es el aparente cambio de frecuencia de una onda producida por el movimiento relativo de la fuente en relación a su observador. Si queremos pensar en un ejemplo de esto es bastante sencillo.
Seguramente más de una vez hayas escuchado la sirena de un coche policía o de una ambulancia pasar frente a ti. Cuando el sonido se encuentra a mucha distancia y comienza a acercarse es sumamente agudo hasta que llega a nosotros.
Cuando se encuentra muy cerca nuestro el sonido se hace distinto, lo escuchamos como si el coche estuviera parado. Luego cuando continúa su viaje y se va alejando lo que escuchamos es un sonido mucho más grave.
Esto ocurre ya que las ondas aparentan comenzar a juntarse al mismo tiempo que el coche se dirige hacia una dirección. La imagen de abajo explica mejor esta idea sobre las ondas y la velocidad de los coches.
Como pueden ver en la imagen, el micrófono capta el sonido producido por el coche verde con una onda menos intensa y menos aguda, lo mismo que pasaría si nosotros estuviésemos en el lugar del micrófono. Por otro lado, el coche anaranjado que va avanzando presenta ondas con mucha más intensidad y por tanto también mucho más agudas.
2B. Sonido
¿ Has notado cómo el tono de las sirenas de las ambulancias, de los bomberos o de la policía, cambia a medida que el auto se nos acerca?. La frecuencia es mayor a medida que el auto se nos acerca, luego, cambia súbitamente a una frecuencia menor a medida que se aleja. Este fenómeno es conocido como el Efecto Doppler. (La frecuencia es el número de vibraciones completas por segundo medidas en una posición fija).
2C. Efecto Doppler para rayos-gamma
Con anterioridad se había observado la emisión y absorción de rayos X por parte de gases, por lo tanto se pensaba que un fenómeno similar se observaría con los rayos gamma, que se originan en las transiciones nucleares (a diferencia de los rayos X que se producen por transiciones de electrones). Sin embargo, fallaron los intentos por observar resonancias de rayos gamma en gases debido a la energía que se pierde en el retroceso, lo que imposibilita la resonancia (el efecto Doppler también ensancha el espectro de los rayos gamma). Sin embargo Mössbauer pudo observar resonancias en iridio en estado sólido, lo que disparó la pregunta sobre por qué era posible observar resonancia de rayos gamma en los sólidos, pero no en los gases. Mössbauer propuso que, para el caso de átomos que se encuentran contenidos dentro de un sólido, bajo ciertas circunstancias una fracción de los eventos nucleares podían tener lugar sin que se produjera un retroceso. Atribuyó la resonancia observada a esta fracción de eventos nucleares en los cuales no se dispersaría energía en fenómenos de retroceso. Por este descubrimiento se le concedió el Premio Nobel de Física en el año 1961 junto con Robert Hofstadter por su trabajo en el campo de la dispersión de electrones en el núcleo de los átomos.
En general, los rayos gamma son producto de transiciones nucleares:
entre un estado inestable de alta energía, a un estado de menor energía.
La energía del rayo gamma emitido corresponde a la energía de la
transición nuclear, menos la cantidad de energía que se pierde en el
retroceso (o desplazamiento) del átomo que la emite. Si la "energía de
retroceso" que se pierde es pequeña comparada con el ancho de la energía
de la transición nuclear, entonces la energía del rayo gamma todavía se
corresponde con la energía de la transición nuclear, y el rayo gamma
puede ser absorbido por un segundo átomo del mismo tipo que el primero.
Esta emisión y posterior absorción es llamada resonancia. Energía
de retroceso adicional es también utilizada durante la absorción, de
forma tal que para que la resonancia pueda producirse la energía de
retroceso debe ser menor que la mitad de la energía correspondiente a la
transición nuclear.
La cantidad de energía en el cuerpo que experimenta el retroceso se puede calcular aplicando conservación del momento:
En un sólido, los núcleos forman parte de una red y por lo tanto su retroceso ocurre de manera distinta que en un gas. La red en su conjunto experimenta un retroceso pero la energía de retroceso es ínfima porque la M en la ecuación indicada previamente corresponde a la masa de toda la red. Sin embargo, la energía liberada en un decaimiento puede ser tomada (o suministrada) por vibraciones de la red de átomos que forman el sólido. La energía de estas vibraciones está conformada por paquetes cuantizados de energía llamados fonones. El efecto Mössbauer ocurre porque existe una probabilidad finita de que ocurra un decaimiento que no involucre fonones. O sea en algunos de los eventos nucleares (la fracción sin retroceso), toda la red cristalina actúa como un cuerpo en retroceso, y por lo tanto los eventos pueden ser considerados a los fines prácticos como sin retroceso. En estos casos, dado que la energía de retroceso es ínfima, los rayos gammas emitidos poseen la energía apropiada y por lo tanto se puede producir la resonancia.
2D. Ejemplo relatividad de espacio.
Se esta en un centro comercial a una hora determinada, pasadas dos horas salen y permanecen en la plaza comercial, en este caso no habríamos cambiado el marco de referencia inicio y el acontecimiento se habría dado ahí, pero, si cambiaramos de marco de referencia diriamos que salimos al estacionamiento por ejemplo o a la avenida, esto dependiendo que marco de referencia que se tome.
Examen 2, Corrección
26 de Febrero del 2014
Bibliografia: http://www.ojocientifico.com/3669/que-es-el-efecto-doppler
http://www.profesorenlinea.cl/fisica/sonidoEfecto_Doppler.htm
http://es.wikipedia.org/wiki/Efecto_M%C3%B6%C3%9Fbauer
2A. Significado del efecto Doppler
El efecto Doppler es un fenómeno físico donde un aparente cambio de frecuencia de onda es presentado por una fuente de sonido con respecto a su observador cuando esa misma fuente se encuentra en movimiento. Este fenómeno lleva el nombre de su descubridor, Christian Andreas Doppler, un matemático y físico austríaco que presentó sus primeras teorías sobre el asunto en 1842.
El efecto Doppler no es simplemente funcional al sonido, sino también a otros tipos de ondas, aunque los humanos tan solo podemos ver reflejado el efecto en la realidad cuando se trata de ondas de sonido.
El efecto Doppler es el aparente cambio de frecuencia de una onda producida por el movimiento relativo de la fuente en relación a su observador. Si queremos pensar en un ejemplo de esto es bastante sencillo.
Seguramente más de una vez hayas escuchado la sirena de un coche policía o de una ambulancia pasar frente a ti. Cuando el sonido se encuentra a mucha distancia y comienza a acercarse es sumamente agudo hasta que llega a nosotros.
Cuando se encuentra muy cerca nuestro el sonido se hace distinto, lo escuchamos como si el coche estuviera parado. Luego cuando continúa su viaje y se va alejando lo que escuchamos es un sonido mucho más grave.
Esto ocurre ya que las ondas aparentan comenzar a juntarse al mismo tiempo que el coche se dirige hacia una dirección. La imagen de abajo explica mejor esta idea sobre las ondas y la velocidad de los coches.
Como pueden ver en la imagen, el micrófono capta el sonido producido por el coche verde con una onda menos intensa y menos aguda, lo mismo que pasaría si nosotros estuviésemos en el lugar del micrófono. Por otro lado, el coche anaranjado que va avanzando presenta ondas con mucha más intensidad y por tanto también mucho más agudas.
Tabla 1.
La aberración estelar es sobre de:
|
SI o NO
|
La distancia de astro desde Tierra
|
No
|
La posición observada de astro
|
No
|
La posición real de astro
| Si |
Un movimiento real de las estrellas
|
Si
|
Un movimiento aparente de las estrellas
|
No
|
Cambio de posición de la Tierra
|
No
|
La velocidad de la Tierra relativo a Astro
|
No
|
La velocidad de la Tierra relativo a Sol
|
No
|
La velocidad de la Tierra relativo
a su otro posición en dos diferentes épocas del año
¿Estos son dos marcos de referencias?
|
No
|
Naturaleza de la luz, propiedad de la luz
|
Si
|
La dirección de vector de velocidad de la luz
|
No
|
La dirección de vector de velocidad de la luz
no es propiedad de la luz
|
Si
|
La dirección de vector de velocidad de la luz
es dependiente de elección de marco de referencia
|
Si
|
Tabla 2
Efecto Doppler signica que:
|
SI o NO
|
El cambio de frecuencia (sonido) es aparente
|
No
|
El cambio de frecuencia (sonido) es real
|
Si
|
El movimiento de fuente de ondas electromagneticas
(de onda de sonora) con respeto al observador
|
Si
|
Un movimiento real de Astro (fuente)
|
Si
|
Un movimiento aparente de Astro (fuente)
|
No
|
La posición de la Tierra se cambia
|
No
|
La velocidad de la Tierra relativo a Astro
|
Si
|
La velocidad de la Tierra relativo a Sol
|
Si
|
>Astro sabe quién medio energía (color) de la luz?
>Ambulancia sabe quién escucha sonido?
|
No
|
La velocidad de la Tierra relativo
a su otro posición en dos diferentes épocas del año
>Estos son dos marcos de referencias?
|
Si
|
cuál es la Naturaleza de la luz, propiedad de la luz
|
Si
|
La energía de la luz
no es propiedad de la luz
|
Si
|
energía (frecuencia) de la luz
es dependiente de elección de marco de referencia
|
Si
|
¿ Has notado cómo el tono de las sirenas de las ambulancias, de los bomberos o de la policía, cambia a medida que el auto se nos acerca?. La frecuencia es mayor a medida que el auto se nos acerca, luego, cambia súbitamente a una frecuencia menor a medida que se aleja. Este fenómeno es conocido como el Efecto Doppler. (La frecuencia es el número de vibraciones completas por segundo medidas en una posición fija).
En este dibujo se
puede ilustrar este efecto.
La fuente sonora se mueve hacia la derecha, con una cierta
velocidad, emitiendo
ondas que se propagan en círculos centrados en la posición de la
fuente (los observadores están ubicados uno adelante y otro atrás de la
fuente en el momento que se generan las
ondas.)
La frecuencia
de la fuente sonora no cambia, pero cuando la fuente se acerca hacia el
observador de adelante, más ondas se acumulan entre ellos. La longitud de onda se
acorta. Aunque la velocidad del sonido no cambia, la frecuencia del sonido detectado
aumenta.
En cambio, cuando la fuente se aleja del detector (de la persona que está detrás), la longitud
de onda aumenta y la frecuencia detectada es menor. El efecto Doppler también se presenta si la fuente se encuentra
estacionaria, y el detector está en movimiento.
2C. Efecto Doppler para rayos-gamma
Con anterioridad se había observado la emisión y absorción de rayos X por parte de gases, por lo tanto se pensaba que un fenómeno similar se observaría con los rayos gamma, que se originan en las transiciones nucleares (a diferencia de los rayos X que se producen por transiciones de electrones). Sin embargo, fallaron los intentos por observar resonancias de rayos gamma en gases debido a la energía que se pierde en el retroceso, lo que imposibilita la resonancia (el efecto Doppler también ensancha el espectro de los rayos gamma). Sin embargo Mössbauer pudo observar resonancias en iridio en estado sólido, lo que disparó la pregunta sobre por qué era posible observar resonancia de rayos gamma en los sólidos, pero no en los gases. Mössbauer propuso que, para el caso de átomos que se encuentran contenidos dentro de un sólido, bajo ciertas circunstancias una fracción de los eventos nucleares podían tener lugar sin que se produjera un retroceso. Atribuyó la resonancia observada a esta fracción de eventos nucleares en los cuales no se dispersaría energía en fenómenos de retroceso. Por este descubrimiento se le concedió el Premio Nobel de Física en el año 1961 junto con Robert Hofstadter por su trabajo en el campo de la dispersión de electrones en el núcleo de los átomos.
La cantidad de energía en el cuerpo que experimenta el retroceso se puede calcular aplicando conservación del momento:
En un sólido, los núcleos forman parte de una red y por lo tanto su retroceso ocurre de manera distinta que en un gas. La red en su conjunto experimenta un retroceso pero la energía de retroceso es ínfima porque la M en la ecuación indicada previamente corresponde a la masa de toda la red. Sin embargo, la energía liberada en un decaimiento puede ser tomada (o suministrada) por vibraciones de la red de átomos que forman el sólido. La energía de estas vibraciones está conformada por paquetes cuantizados de energía llamados fonones. El efecto Mössbauer ocurre porque existe una probabilidad finita de que ocurra un decaimiento que no involucre fonones. O sea en algunos de los eventos nucleares (la fracción sin retroceso), toda la red cristalina actúa como un cuerpo en retroceso, y por lo tanto los eventos pueden ser considerados a los fines prácticos como sin retroceso. En estos casos, dado que la energía de retroceso es ínfima, los rayos gammas emitidos poseen la energía apropiada y por lo tanto se puede producir la resonancia.
2D. Ejemplo relatividad de espacio.
Se esta en un centro comercial a una hora determinada, pasadas dos horas salen y permanecen en la plaza comercial, en este caso no habríamos cambiado el marco de referencia inicio y el acontecimiento se habría dado ahí, pero, si cambiaramos de marco de referencia diriamos que salimos al estacionamiento por ejemplo o a la avenida, esto dependiendo que marco de referencia que se tome.
jueves, 27 de febrero de 2014
Nava Rivera Oscar Eduardo
27 de Febrero del 2014
Examen 3 (corrección) Bibliografia: apuntes de clase.
3A. Ejemplos de como sumar o multiplicar campos escalares graficamente.
En un caso se ve la suma de escalares H y P, y en el otro la multiplicación de los mismos.
3B. Calcular la derivada de una misma función en diferentes direcciones.
(x2*x2+1)'
(x2*x2)+1'
(x2*x2)= x2'*x2 + x2*x2'= x2+x2= 2x2
(x3*x3 +1)'
(x3*x3) +1'
(x3*x3)= x3'*x3 + x3*x3'= x3+x3=2x3
27 de Febrero del 2014
Examen 3 (corrección) Bibliografia: apuntes de clase.
3A. Ejemplos de como sumar o multiplicar campos escalares graficamente.
En un caso se ve la suma de escalares H y P, y en el otro la multiplicación de los mismos.
3B. Calcular la derivada de una misma función en diferentes direcciones.
- δ/δx2 (x4+1)= ?
(x2*x2+1)'
(x2*x2)+1'
(x2*x2)= x2'*x2 + x2*x2'= x2+x2= 2x2
- δ/δx2 (x2)= 1
- δ/δx3 (x6 +1)'=?
(x3*x3 +1)'
(x3*x3) +1'
(x3*x3)= x3'*x3 + x3*x3'= x3+x3=2x3
miércoles, 26 de febrero de 2014
Nava Rivera Oscar Eduardo
Examen 2
26 de Febrero del 2014
Bibliografia: http://www.ojocientifico.com/3669/que-es-el-efecto-doppler
http://www.profesorenlinea.cl/fisica/sonidoEfecto_Doppler.htm
http://es.wikipedia.org/wiki/Efecto_M%C3%B6%C3%9Fbauer
2A. Significado del efecto Doppler
El efecto Doppler es un fenómeno físico donde un aparente cambio de frecuencia de onda es presentado por una fuente de sonido con respecto a su observador cuando esa misma fuente se encuentra en movimiento. Este fenómeno lleva el nombre de su descubridor, Christian Andreas Doppler, un matemático y físico austríaco que presentó sus primeras teorías sobre el asunto en 1842.
El efecto Doppler no es simplemente funcional al sonido, sino también a otros tipos de ondas, aunque los humanos tan solo podemos ver reflejado el efecto en la realidad cuando se trata de ondas de sonido.
El efecto Doppler es el aparente cambio de frecuencia de una onda producida por el movimiento relativo de la fuente en relación a su observador. Si queremos pensar en un ejemplo de esto es bastante sencillo.
Seguramente más de una vez hayas escuchado la sirena de un coche policía o de una ambulancia pasar frente a ti. Cuando el sonido se encuentra a mucha distancia y comienza a acercarse es sumamente agudo hasta que llega a nosotros.
Cuando se encuentra muy cerca nuestro el sonido se hace distinto, lo escuchamos como si el coche estuviera parado. Luego cuando continúa su viaje y se va alejando lo que escuchamos es un sonido mucho más grave.
Esto ocurre ya que las ondas aparentan comenzar a juntarse al mismo tiempo que el coche se dirige hacia una dirección. La imagen de abajo explica mejor esta idea sobre las ondas y la velocidad de los coches.
Como pueden ver en la imagen, el micrófono capta el sonido producido por el coche verde con una onda menos intensa y menos aguda, lo mismo que pasaría si nosotros estuviésemos en el lugar del micrófono. Por otro lado, el coche anaranjado que va avanzando presenta ondas con mucha más intensidad y por tanto también mucho más agudas.
2B. Sonido
¿ Has notado cómo el tono de las sirenas de las ambulancias, de los bomberos o de la policía, cambia a medida que el auto se nos acerca?. La frecuencia es mayor a medida que el auto se nos acerca, luego, cambia súbitamente a una frecuencia menor a medida que se aleja. Este fenómeno es conocido como el Efecto Doppler. (La frecuencia es el número de vibraciones completas por segundo medidas en una posición fija).
2C. Efecto Doppler para rayos-gamma
Con anterioridad se había observado la emisión y absorción de rayos X por parte de gases, por lo tanto se pensaba que un fenómeno similar se observaría con los rayos gamma, que se originan en las transiciones nucleares (a diferencia de los rayos X que se producen por transiciones de electrones). Sin embargo, fallaron los intentos por observar resonancias de rayos gamma en gases debido a la energía que se pierde en el retroceso, lo que imposibilita la resonancia (el efecto Doppler también ensancha el espectro de los rayos gamma). Sin embargo Mössbauer pudo observar resonancias en iridio en estado sólido, lo que disparó la pregunta sobre por qué era posible observar resonancia de rayos gamma en los sólidos, pero no en los gases. Mössbauer propuso que, para el caso de átomos que se encuentran contenidos dentro de un sólido, bajo ciertas circunstancias una fracción de los eventos nucleares podían tener lugar sin que se produjera un retroceso. Atribuyó la resonancia observada a esta fracción de eventos nucleares en los cuales no se dispersaría energía en fenómenos de retroceso. Por este descubrimiento se le concedió el Premio Nobel de Física en el año 1961 junto con Robert Hofstadter por su trabajo en el campo de la dispersión de electrones en el núcleo de los átomos.
En general, los rayos gamma son producto de transiciones nucleares:
entre un estado inestable de alta energía, a un estado de menor energía.
La energía del rayo gamma emitido corresponde a la energía de la
transición nuclear, menos la cantidad de energía que se pierde en el
retroceso (o desplazamiento) del átomo que la emite. Si la "energía de
retroceso" que se pierde es pequeña comparada con el ancho de la energía
de la transición nuclear, entonces la energía del rayo gamma todavía se
corresponde con la energía de la transición nuclear, y el rayo gamma
puede ser absorbido por un segundo átomo del mismo tipo que el primero.
Esta emisión y posterior absorción es llamada resonancia. Energía
de retroceso adicional es también utilizada durante la absorción, de
forma tal que para que la resonancia pueda producirse la energía de
retroceso debe ser menor que la mitad de la energía correspondiente a la
transición nuclear.
La cantidad de energía en el cuerpo que experimenta el retroceso se puede calcular aplicando conservación del momento:
En un sólido, los núcleos forman parte de una red y por lo tanto su retroceso ocurre de manera distinta que en un gas. La red en su conjunto experimenta un retroceso pero la energía de retroceso es ínfima porque la M en la ecuación indicada previamente corresponde a la masa de toda la red. Sin embargo, la energía liberada en un decaimiento puede ser tomada (o suministrada) por vibraciones de la red de átomos que forman el sólido. La energía de estas vibraciones está conformada por paquetes cuantizados de energía llamados fonones. El efecto Mössbauer ocurre porque existe una probabilidad finita de que ocurra un decaimiento que no involucre fonones. O sea en algunos de los eventos nucleares (la fracción sin retroceso), toda la red cristalina actúa como un cuerpo en retroceso, y por lo tanto los eventos pueden ser considerados a los fines prácticos como sin retroceso. En estos casos, dado que la energía de retroceso es ínfima, los rayos gammas emitidos poseen la energía apropiada y por lo tanto se puede producir la resonancia.
2D. Ejemplo relatividad de espacio.
Se esta en un centro comercial a una hora determinada, pasadas dos horas salen y permanecen en la plaza comercial, en este caso no habríamos cambiado el marco de referencia inicio y el acontecimiento se habría dado ahí, pero, si cambiaramos de marco de referencia diriamos que salimos al estacionamiento por ejemplo o a la avenida, esto dependiendo que marco de referencia que se tome.
Examen 2
26 de Febrero del 2014
Bibliografia: http://www.ojocientifico.com/3669/que-es-el-efecto-doppler
http://www.profesorenlinea.cl/fisica/sonidoEfecto_Doppler.htm
http://es.wikipedia.org/wiki/Efecto_M%C3%B6%C3%9Fbauer
2A. Significado del efecto Doppler
El efecto Doppler es un fenómeno físico donde un aparente cambio de frecuencia de onda es presentado por una fuente de sonido con respecto a su observador cuando esa misma fuente se encuentra en movimiento. Este fenómeno lleva el nombre de su descubridor, Christian Andreas Doppler, un matemático y físico austríaco que presentó sus primeras teorías sobre el asunto en 1842.
El efecto Doppler no es simplemente funcional al sonido, sino también a otros tipos de ondas, aunque los humanos tan solo podemos ver reflejado el efecto en la realidad cuando se trata de ondas de sonido.
El efecto Doppler es el aparente cambio de frecuencia de una onda producida por el movimiento relativo de la fuente en relación a su observador. Si queremos pensar en un ejemplo de esto es bastante sencillo.
Seguramente más de una vez hayas escuchado la sirena de un coche policía o de una ambulancia pasar frente a ti. Cuando el sonido se encuentra a mucha distancia y comienza a acercarse es sumamente agudo hasta que llega a nosotros.
Cuando se encuentra muy cerca nuestro el sonido se hace distinto, lo escuchamos como si el coche estuviera parado. Luego cuando continúa su viaje y se va alejando lo que escuchamos es un sonido mucho más grave.
Esto ocurre ya que las ondas aparentan comenzar a juntarse al mismo tiempo que el coche se dirige hacia una dirección. La imagen de abajo explica mejor esta idea sobre las ondas y la velocidad de los coches.
Como pueden ver en la imagen, el micrófono capta el sonido producido por el coche verde con una onda menos intensa y menos aguda, lo mismo que pasaría si nosotros estuviésemos en el lugar del micrófono. Por otro lado, el coche anaranjado que va avanzando presenta ondas con mucha más intensidad y por tanto también mucho más agudas.
2B. Sonido
¿ Has notado cómo el tono de las sirenas de las ambulancias, de los bomberos o de la policía, cambia a medida que el auto se nos acerca?. La frecuencia es mayor a medida que el auto se nos acerca, luego, cambia súbitamente a una frecuencia menor a medida que se aleja. Este fenómeno es conocido como el Efecto Doppler. (La frecuencia es el número de vibraciones completas por segundo medidas en una posición fija).
En este dibujo se
puede ilustrar este efecto.
La fuente sonora se mueve hacia la derecha, con una cierta
velocidad, emitiendo
ondas que se propagan en círculos centrados en la posición de la
fuente (los observadores están ubicados uno adelante y otro atrás de la
fuente en el momento que se generan las
ondas.)
La frecuencia
de la fuente sonora no cambia, pero cuando la fuente se acerca hacia el
observador de adelante, más ondas se acumulan entre ellos. La longitud de onda se
acorta. Aunque la velocidad del sonido no cambia, la frecuencia del sonido detectado
aumenta.
En cambio, cuando la fuente se aleja del detector (de la persona que está detrás), la longitud
de onda aumenta y la frecuencia detectada es menor. El efecto Doppler también se presenta si la fuente se encuentra
estacionaria, y el detector está en movimiento.
2C. Efecto Doppler para rayos-gamma
Con anterioridad se había observado la emisión y absorción de rayos X por parte de gases, por lo tanto se pensaba que un fenómeno similar se observaría con los rayos gamma, que se originan en las transiciones nucleares (a diferencia de los rayos X que se producen por transiciones de electrones). Sin embargo, fallaron los intentos por observar resonancias de rayos gamma en gases debido a la energía que se pierde en el retroceso, lo que imposibilita la resonancia (el efecto Doppler también ensancha el espectro de los rayos gamma). Sin embargo Mössbauer pudo observar resonancias en iridio en estado sólido, lo que disparó la pregunta sobre por qué era posible observar resonancia de rayos gamma en los sólidos, pero no en los gases. Mössbauer propuso que, para el caso de átomos que se encuentran contenidos dentro de un sólido, bajo ciertas circunstancias una fracción de los eventos nucleares podían tener lugar sin que se produjera un retroceso. Atribuyó la resonancia observada a esta fracción de eventos nucleares en los cuales no se dispersaría energía en fenómenos de retroceso. Por este descubrimiento se le concedió el Premio Nobel de Física en el año 1961 junto con Robert Hofstadter por su trabajo en el campo de la dispersión de electrones en el núcleo de los átomos.
La cantidad de energía en el cuerpo que experimenta el retroceso se puede calcular aplicando conservación del momento:
En un sólido, los núcleos forman parte de una red y por lo tanto su retroceso ocurre de manera distinta que en un gas. La red en su conjunto experimenta un retroceso pero la energía de retroceso es ínfima porque la M en la ecuación indicada previamente corresponde a la masa de toda la red. Sin embargo, la energía liberada en un decaimiento puede ser tomada (o suministrada) por vibraciones de la red de átomos que forman el sólido. La energía de estas vibraciones está conformada por paquetes cuantizados de energía llamados fonones. El efecto Mössbauer ocurre porque existe una probabilidad finita de que ocurra un decaimiento que no involucre fonones. O sea en algunos de los eventos nucleares (la fracción sin retroceso), toda la red cristalina actúa como un cuerpo en retroceso, y por lo tanto los eventos pueden ser considerados a los fines prácticos como sin retroceso. En estos casos, dado que la energía de retroceso es ínfima, los rayos gammas emitidos poseen la energía apropiada y por lo tanto se puede producir la resonancia.
2D. Ejemplo relatividad de espacio.
Se esta en un centro comercial a una hora determinada, pasadas dos horas salen y permanecen en la plaza comercial, en este caso no habríamos cambiado el marco de referencia inicio y el acontecimiento se habría dado ahí, pero, si cambiaramos de marco de referencia diriamos que salimos al estacionamiento por ejemplo o a la avenida, esto dependiendo que marco de referencia que se tome.
domingo, 23 de febrero de 2014
Nava Rivera Oscar Eduardo
23 de Febrero del 2014
Examen 3
Bibliografia: apuntes de clase, hojas proporcionadadas por el profesor.
3A. Ejemplos de como sumar o multiplicar campos escalares graficamente.
3B. Calcular la derivada de una misma funcion en diferentes direcciones.
(δ/δx) (x6)=6x5
(δ/δx2) (x6)=3x4
(δ/δx3) (x6)=2x3
(δ/δx6) (x6)=1
(δ/δx4) (x4)=1
(δ/δx2) (x4)=2x2
(δ/δx1) (x4)=4x3
23 de Febrero del 2014
Examen 3
Bibliografia: apuntes de clase, hojas proporcionadadas por el profesor.
3A. Ejemplos de como sumar o multiplicar campos escalares graficamente.
El ejemplo anterior representa una multiplicación de campos escalares.
3B. Calcular la derivada de una misma funcion en diferentes direcciones.
(δ/δx) (x6)=6x5
(δ/δx2) (x6)=3x4
(δ/δx3) (x6)=2x3
(δ/δx6) (x6)=1
(δ/δx4) (x4)=1
(δ/δx2) (x4)=2x2
(δ/δx1) (x4)=4x3
Nava Rivera Oscar Eduardo
23 de Febrero del 2014
Examen 4
Bibliografia: apuntes de clase
4A.(δ/δT)P
La experesión anterior indica que una función donde la temperatura es una magnitud y la presion una dimensión, la dirección en la función esta dada por la P (presión).
Un caso erroneo se mostro en clase, una de las compañeras había colocado algo así:
δ/δt
lo cual es incorrecto porque no contiene una dirección.
4B. =(δ/δP)T + T (δ/δT)P
Moviento en los isobaras e isotermas deacuerdo a la función.
En mi opinión la manera de interpretar las funciones es algo importante, porque es importante que no puedes derivar una función sin orientación dada.
En los ejemplos anteriores se nota la orientación antes mencionada. Cabe mencionar que los libros de matematica no se toma en cuenta la orientación al momento de derivar una función, y la derivada puede denotarse como vector ('), proceso, etc.
Considero que es importante poder entender y diferenciar las funciones, para poder representar la dirección por ejemplo en una función dada, etc...
Es importante tambien recordar que un vector no existe sin escalar, por lo cual sin importar si sumas, multiplicas, etc.. escalares estos son muy importantes.
23 de Febrero del 2014
Examen 4
Bibliografia: apuntes de clase
4A.(δ/δT)P
La experesión anterior indica que una función donde la temperatura es una magnitud y la presion una dimensión, la dirección en la función esta dada por la P (presión).
Un caso erroneo se mostro en clase, una de las compañeras había colocado algo así:
δ/δt
lo cual es incorrecto porque no contiene una dirección.
4B. =(δ/δP)T + T (δ/δT)P
Moviento en los isobaras e isotermas deacuerdo a la función.
En mi opinión la manera de interpretar las funciones es algo importante, porque es importante que no puedes derivar una función sin orientación dada.
En los ejemplos anteriores se nota la orientación antes mencionada. Cabe mencionar que los libros de matematica no se toma en cuenta la orientación al momento de derivar una función, y la derivada puede denotarse como vector ('), proceso, etc.
Considero que es importante poder entender y diferenciar las funciones, para poder representar la dirección por ejemplo en una función dada, etc...
Es importante tambien recordar que un vector no existe sin escalar, por lo cual sin importar si sumas, multiplicas, etc.. escalares estos son muy importantes.
sábado, 1 de febrero de 2014
tarea 1
Nava Rivera Oscar Eduardo
Fecha: 1 de Febrero del 2014
Examen 1: "Radiación electromagnetica"
Bibliografia: http://pwg.gsfc.nasa.gov/stargaze/Maberr.htm
http://es.wikipedia.org/wiki/Espectro_electromagn%C3%A9tico
http://www.espectrometria.com/espectro_electromagntico
http://cuentos-cuanticos.com/2012/12/18/el-premio-nobel-concedido-a-einstein/
1A.Nobel Einstein.
2A. Experimento que confirma la formula "fotoeléctrico"
Una serie de experimentos iniciados en 1887 demostró que el efecto fotoeléctrico tenía determinadas características que no podían explicarse por la teoría clásica que consideraba que la luz (teoría ondulatoria de la luz) se comportaba como una onda. Por ejemplo, al aumentar la intensidad de la luz que incide sobre un metal, la teoría ondulatoria de la luz sugiere que en el metal se liberarán electrones con una energía cada vez mayor. Sin embargo, los experimentos mostraron que la energía de los electrones emitidos sólo depende de la frecuencia de la luz, y no de su intensidad.
La energía electromagnética en una longitud de onda particular λ (en el vacío) tiene una frecuencia asociada f y una energía fotónica E. Así, el espectro electromagnético puede expresarse en términos de cualquiera de estas tres variables, que están relacionadas mediante ecuaciones.
De este modo, las ondas electromagnéticas de alta frecuencia tienen una longitud de onda corta y energía alta; las ondas de frecuencia baja tienen una longitud de onda larga y energía baja.Siempre que las ondas de luz (y otras ondas electromagnéticas) se encuentran en un medio (materia), su longitud de onda se reduce.
Generalmente, la radiación electromagnética se clasifica por la longitud de onda: ondas de radio, microondas, infrarroja y región visible, que percibimos como luz, rayos ultravioleta, rayos X y rayos gamma.
Se denomina aberración de la luz o
aberración de Bradley a la diferencia entre la posición observada de una
estrella y
su posición real, debido a la combinación de la velocidad del observador y la velocidad de la luz.
En 1725, James Bradley, intentó medir la distancia a una estrella observando su orientación en dos diferentes épocas del año. La posición de la Tierra cambiaba mientras orbitaba alrededor del Sol y, por consiguiente, proporcionaba una gran línea de base para la triangulación de la estrella. Para su sorpresa, encontró que las estrellas fijas mostraban un movimiento sistemático aparente, relacionado con la dirección del movimiento de la Tierra en su órbita y no dependía, como se había anticipado, de la posición de la Tierra en el espacio.
La diferencia máxima entre la posición observada y la posición real de un astro alcanza un máximo de 20.47 segundos de arco denominándose constante de aberración. La tangente trigonométrica de la constante de aberración se aproxima mucho a la razón de la velocidad orbital terrestre a la velocidad de la luz (esta fórmula sencilla es una aproximación a la fórmula relativista exacta).
Fecha: 1 de Febrero del 2014
Examen 1: "Radiación electromagnetica"
Bibliografia: http://pwg.gsfc.nasa.gov/stargaze/Maberr.htm
http://es.wikipedia.org/wiki/Espectro_electromagn%C3%A9tico
http://www.espectrometria.com/espectro_electromagntico
http://cuentos-cuanticos.com/2012/12/18/el-premio-nobel-concedido-a-einstein/
1A.Nobel Einstein.
La teoría de los cuantos de luz fue un fuerte
indicio de la dualidad
onda-corpúsculo y de que
los sistemas físicos pueden mostrar tanto propiedades ondulatorias como
corpusculares. Este artículo constituyó uno de los pilares básicos de la mecánica cuántica. Una explicación completa del
efecto fotoeléctrico solamente pudo ser elaborada cuando la teoría cuántica
estuvo más avanzada. Por este trabajo, y por sus contribuciones a la física
teórica, Einstein recibió el Premio
Nobel de Física de 1921.
El
primero de sus artículos de 1905 se titulaba Un punto de vista
heurístico sobre la producción y transformación de luz. En él Einstein
proponía la idea de "quanto" de luz (ahora llamados fotones) y mostraba cómo se podía utilizar este concepto
para explicar el efecto fotoeléctrico.
El efecto fotoeléctrico consiste en la
emisión de electrones por un material cuando se hace incidir sobre él una radiación electromagnética (luz visible o ultravioleta, en
general)
El efecto
fotoeléctrico fue descubierto y descrito por Heinrich
Hertz en 1887, al observar que el arco que salta entre dos
electrodos conectados a alta tensión alcanza distancias mayores cuando se
ilumina con luz ultravioleta que cuando se deja en la oscuridad. La explicación
teórica fue hecha por Albert Einstein, quien publicó en 1905 el revolucionario artículo “Heurística de la
generación y conversión de la luz”, basando su formulación de la
fotoelectricidad en una extensión del trabajo sobre los quantos de Max Planck. Más tarde Robert
Andrews Millikan pasó
diez años experimentando para demostrar que la teoría de Einstein no era
correcta, para finalmente concluir que sí lo era. Eso permitió que Einstein y
Millikan fueran condecorados con premios Nobel en 1921 y 1923, respectivamente.
2A. Experimento que confirma la formula "fotoeléctrico"
Una serie de experimentos iniciados en 1887 demostró que el efecto fotoeléctrico tenía determinadas características que no podían explicarse por la teoría clásica que consideraba que la luz (teoría ondulatoria de la luz) se comportaba como una onda. Por ejemplo, al aumentar la intensidad de la luz que incide sobre un metal, la teoría ondulatoria de la luz sugiere que en el metal se liberarán electrones con una energía cada vez mayor. Sin embargo, los experimentos mostraron que la energía de los electrones emitidos sólo depende de la frecuencia de la luz, y no de su intensidad.
Energía
de un fotón absorbido = Energía necesaria
para liberar 1 electrón + energía
cinética del
electrón emitido.
Algebraicamente:
que puede
también escribirse como:
donde h es la constante
de Planck, f0
es la frecuencia de corte o frecuencia mínima de los fotones para que tenga
lugar el efecto fotoeléctrico, Φ es la función trabajo, o mínima energía necesaria para
llevar un electrón del nivel de Fermi al exterior del material y Ek
es la máxima energía cinética de los electrones que se observa
experimentalmente.
1C. Espectro electromagnetico.
El espectro electromagnético
(o simplemente espectro) es el rango de todas las radiaciones electromagnéricas
posibles.
El espectro electromagnético se extiende desde las bajas frecuencias usadas para la radio moderna (extremo de la onda larga) hasta los rayos gamma (extremo de la onda corta), que cubren longitudes de onda de entre miles de kilómetros y la fracción del tamaño de un átomo. Se piensa que el límite de la longitud de onda corta está en las cercanías de la longitud Planck, mientras que el límite de la longitud de onda larga es el tamaño del universo mismo, aunque en principio el espectro sea infinito y continuo.
El espectro electromagnético se extiende desde las bajas frecuencias usadas para la radio moderna (extremo de la onda larga) hasta los rayos gamma (extremo de la onda corta), que cubren longitudes de onda de entre miles de kilómetros y la fracción del tamaño de un átomo. Se piensa que el límite de la longitud de onda corta está en las cercanías de la longitud Planck, mientras que el límite de la longitud de onda larga es el tamaño del universo mismo, aunque en principio el espectro sea infinito y continuo.
La energía electromagnética en una longitud de onda particular λ (en el vacío) tiene una frecuencia asociada f y una energía fotónica E. Así, el espectro electromagnético puede expresarse en términos de cualquiera de estas tres variables, que están relacionadas mediante ecuaciones.
De este modo, las ondas electromagnéticas de alta frecuencia tienen una longitud de onda corta y energía alta; las ondas de frecuencia baja tienen una longitud de onda larga y energía baja.Siempre que las ondas de luz (y otras ondas electromagnéticas) se encuentran en un medio (materia), su longitud de onda se reduce.
Generalmente, la radiación electromagnética se clasifica por la longitud de onda: ondas de radio, microondas, infrarroja y región visible, que percibimos como luz, rayos ultravioleta, rayos X y rayos gamma.
El comportamiento de la radiación electromagnética depende de su longitud de
onda. Las frecuencias más altas tienen longitudes de onda más cortas, y las
frecuencias inferiores tienen longitudes de onda más largas.
La espectroscopia puede descubrir una región mucho más amplia del espectro que el rango visible de 400 nm a 700 nm. Un espectroscopio de laboratorio común puede descubrir longitudes de onda desde 2 nm a 2500 nm. Con este tipo de aparatos puede obtenerse información detallada sobre las propiedades físicas de objetos, gases o incluso estrellas.
La espectroscopia puede descubrir una región mucho más amplia del espectro que el rango visible de 400 nm a 700 nm. Un espectroscopio de laboratorio común puede descubrir longitudes de onda desde 2 nm a 2500 nm. Con este tipo de aparatos puede obtenerse información detallada sobre las propiedades físicas de objetos, gases o incluso estrellas.
1D. Aberración estelar.
En 1725, James Bradley, intentó medir la distancia a una estrella observando su orientación en dos diferentes épocas del año. La posición de la Tierra cambiaba mientras orbitaba alrededor del Sol y, por consiguiente, proporcionaba una gran línea de base para la triangulación de la estrella. Para su sorpresa, encontró que las estrellas fijas mostraban un movimiento sistemático aparente, relacionado con la dirección del movimiento de la Tierra en su órbita y no dependía, como se había anticipado, de la posición de la Tierra en el espacio.
La diferencia máxima entre la posición observada y la posición real de un astro alcanza un máximo de 20.47 segundos de arco denominándose constante de aberración. La tangente trigonométrica de la constante de aberración se aproxima mucho a la razón de la velocidad orbital terrestre a la velocidad de la luz (esta fórmula sencilla es una aproximación a la fórmula relativista exacta).
En mi opinión estas reseñas son importantes para llegar a alcarar dudas sobre las teorias etc. e interesantes ya que en lo personal estaba confundiendo la manera en la que Einstein ganó el premio nobel, y el tema de espectro electromagnetico es uno de los que me parece mas interesante y que tiene mucha aplicación en la química.
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