Transferencia de Energía, Sonido y Luz: Fundamentos de la Física
Transferencia de Energía mediante el Calor
La energía se puede transferir mediante calor a través de los siguientes procesos:
- Conducción: Es la propagación calorífica sin desplazamiento de materia.
- Convección: Es la propagación calorífica mediante desplazamiento de materia. Se produce normalmente en los fluidos.
- Radiación: Es la propagación de energía a través de ondas electromagnéticas sin necesidad de algún medio material.
El Sonido
El sonido presenta diversos fenómenos físicos fundamentales:
Reflexión
Las ondas sonoras, como todos los movimientos ondulatorios, se reflejan al chocar contra una superficie. El oído humano puede distinguir entre la onda sonora incidente, que viene directamente de la fuente sonora, y la onda reflejada si llegan a él con más de 0,1 s de diferencia entre ellas; este fenómeno se denomina eco.
Refracción
Es el cambio de dirección y de velocidad de las ondas sonoras cuando pasan de un medio a otro, o cuando varían la densidad o la temperatura del medio por el que se propagan.
Resonancia
Se llama frecuencia propia o natural de un cuerpo a la frecuencia con la que vibra espontáneamente si no sufre ninguna perturbación exterior. Si la frecuencia de una onda sonora que alcanza un cuerpo es igual a la frecuencia propia de este, el cuerpo absorbe toda la energía de la onda y vibra con la máxima amplitud; este fenómeno se llama resonancia.
La Luz
La luz es una forma de energía que se manifiesta mediante los siguientes fenómenos:
Reflexión de la Luz
Es el cambio de dirección que experimenta cuando incide en una superficie opaca y pulimentada. En este caso, la luz no cambia de medio de propagación y, por tanto, no cambia de velocidad.
- La normal: Es la recta imaginaria perpendicular al plano en el punto de incidencia A.
- El ángulo de incidencia: Es el formado por el rayo incidente y la normal.
- El ángulo de reflexión: Es el comprendido entre la normal y el rayo reflejado.
Refracción de la Luz
Es el cambio de dirección que se produce cuando la luz pasa de un medio a otro.
Leyes de la Óptica
Leyes de Reflexión
- El rayo incidente, el rayo reflejado y la normal se encuentran en el mismo plano.
- Los ángulos de incidencia y de reflexión son iguales.
Leyes de Refracción
- El rayo incidente, el rayo refractado y la normal se encuentran en el mismo plano.
- Los ángulos de incidencia y de refracción cumplen la fórmula correspondiente (Ley de Snell).
Clases de Ondas
Existen diferentes tipos de ondas según su naturaleza y dirección de propagación:
- Mecánicas
- Electromagnéticas
- Longitudinales
- Transversales