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17
EXPERIMENTOS SIMPLES PARA ENTENDER UNA TIERRA COMPLICADA EXPERIMENTOS SIMPLES PARA ENTENDER UNA TIERRA COMPLICADA Texto: Juan Martín Gómez González y Susana A. Alaniz Álvarez Ilustración: J. Jesús Silva Corona y Elisa López La Tierra La Tierra 5 5 Universidad Nacional Autónoma de México Primera edición, Noviembre 2008 D.R. © Universidad Nacional Autónoma de México Ciudad Universitaria, Coyoacán, 04510, México, D.F. Centro de Geociencias Universidad Nacional Autónoma de México Boulevard Juriquilla núm. 3001, Juriquilla, Querétaro C.P. 76230, México Impreso y hecho en México ISBN (Obra General) 978-970-32-4388-4 ISBN 978-607-2-00246-3 Dr. José Narro Robles Rector Dr. Sergio M. Alcocer Martínez de Castro Secretario General Mtro. Juan José Pérez Castañeda Secretario Administrativo Dra. Rosaura Ruiz Gutiérrez Secretaria de Desarrollo Institucional Dr. Carlos Arámburo de la Hoz Coordinador de la Investigación Científica Dr. Luca Ferrari Pedraglio Director del Centro de Geociencias Lic. David Turner Barragán Director General de Publicaciones y Fomento Editorial Dra. Susana A. Alaniz Álvarez Dr. Ángel F. Nieto Samaniego Dr. Manuel Lozano Leyva Coordinadores de la Serie Lic. Elisa López Diseño y Formación Este libro no puede ser reproducido, total ni parcialmente, por ningún medio electrónico o de otro tipo, sin autorización escrita de los editores.

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EX

PER

IMEN

TO

S S

IMP

LES

PA

RA

EN

TEN

DER

UN

A T

IER

RA

CO

MP

LIC

AD

A

EX

PER

IMEN

TO

S S

IMP

LES

PA

RA

EN

TEN

DER

UN

A T

IER

RA

CO

MP

LIC

AD

A

Text

o:

Juan

Mar

tín

mez

Go

nzál

ez

y Su

sana

A. A

lani

z Á

lvar

ezIlu

stra

ció

n: J

. Je

sús

Silv

a C

oro

na y

Elis

a Ló

pez

La T

ier

ra

La T

ier

ra

55

Univ

ersi

dad

Nac

ional

Autó

nom

a de

Méx

ico

Pri

mer

a ed

ició

n,

No

vie

mb

re 2

00

8

D.R

. ©

Un

iver

sid

ad N

acio

nal

Au

tón

om

a d

e M

éxic

oC

iud

ad U

niv

ersi

tari

a, C

oy

oac

án,

04

51

0,

Méx

ico

, D

.F.

Cen

tro

de

Geo

cien

cias

Un

iver

sid

ad N

acio

nal

Au

tón

om

a d

e M

éxic

oB

ou

lev

ard

Ju

riq

uil

la n

úm

. 3

00

1,

Juri

qu

illa

, Q

uer

étar

oC

.P.

76

23

0,

Méx

ico

Imp

reso

y h

ech

o e

n M

éxic

o

ISB

N (

Ob

ra G

ener

al)

97

8-9

70

-32

-43

88

-4IS

BN

97

8-6

07

-2-0

02

46

-3

Dr.

Jos

é N

arro

Rob

les

Rec

tor

Dr.

Ser

gio

M. A

lcoc

er M

artí

nez

de

Cas

tro

Sec

reta

rio G

ener

al

Mtr

o. J

uan

Jos

é P

érez

Cas

tañ

eda

Sec

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Adm

inis

trat

ivo

Dra

. Ros

aura

Ru

iz G

uti

érre

zS

ecre

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a de

Des

arro

llo I

nst

ituci

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Dr.

Car

los

Ará

mb

uro

de

la H

oz

Coord

inad

or

de

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nves

tigac

ión C

ientí

fica

Dr.

Lu

ca F

erra

ri P

edra

glio

Dir

ecto

r del

Cen

tro d

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eoci

enci

as

Lic

. Dav

id T

urn

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arra

gán

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r G

ener

al d

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ubli

caci

ones

y F

om

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Edit

ori

al

Dra

. Su

san

a A

.Ala

niz

Álv

arez

Dr.

Án

gel F

. Nie

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aman

iego

Dr.

Man

uel

Loz

ano

Ley

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ore

s de

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erie

Lic

.Eli

sa L

ópez

Dis

eño y

Form

ació

n

Est

e li

bro

no

pu

ede

ser

rep

rod

uci

do

, to

tal

ni

par

cial

men

te,

po

r n

ing

ún

med

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elec

tró

nic

o o

de

otr

o t

ipo

, si

n a

uto

riza

ció

n e

scri

ta d

e lo

s ed

ito

res.

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3

Índi

ce

Intr

oduc

ción

pag.

5

Ond

as e

n la

vid

a di

aria

pag.

6

Prop

ieda

des

de la

s on

das

pag.

6

Ond

as q

ue v

iaja

n en

el a

gua:

ola

s y

tsun

amis

pag.

9

Ond

as q

ue v

iaja

n en

sól

idos

: los

sis

mos

pag.

14

Ond

as q

ue v

iaja

n en

el a

ire:

el s

onid

opa

g. 1

8O

ndas

que

no

nece

sita

n de

un

med

io p

ara

prop

a-ga

rse:

las

onda

s el

ectr

omag

nétic

aspa

g. 2

0

Alg

unos

apo

rtes

de

Thom

as Y

oung

(177

3-18

29)

pag.

30

Agr

adec

imie

ntos

pag.

31

Ace

rca

de lo

s au

tore

spa

g. 3

2

4

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5

INTR

OD

UC

CIÓ

N

A lo

s pr

imer

os h

ombr

es q

ue h

abita

ron

la T

ierr

a m

ucho

s fe

nó-

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os d

e la

nat

ural

eza

les

caus

aban

sor

pres

a e

incl

uso

mie

do. S

us

expl

icac

ione

s er

an s

impl

es y

, en

ocas

ione

s, h

asta

fant

asio

sas.

Con

-

su m

aner

a de

exp

licar

lo.

Con

el t

iem

po, e

l con

ocim

ient

o fu

e m

ejor

ando

y la

s ob

serv

acio

-ne

s de

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atur

alez

a si

guie

ron

un o

rden

bas

ado

en lo

que

se co

noce

no im

plic

a al

ejar

se d

e la

ela

bora

ción

de

hipó

tesi

s y

desc

ripc

ione

s se

ncill

as. D

e es

ta fo

rma,

una

vez

que

se h

a en

tend

ido

el fe

nóm

eno,

el

ser h

uman

o bu

sca

repr

oduc

irlo

y co

n el

tiem

po co

nstr

uir m

odel

os

cada

vez

más

com

plet

os y

ela

bora

dos.

Un

ejem

plo

es e

l avi

ón, c

uyo

prim

er co

ncep

to, e

l orn

itópt

ero,

de L

eona

rdo

Da

Vin

ci, s

e tra

taba

de

una

espe

cie

de a

erop

lano

que

bat

ía su

s ala

s mec

ánic

amen

te. N

adie

se

imag

inab

a, en

su m

omen

to, q

ue su

idea

evol

ucio

narí

a ta

nto

hast

a lle

gar a

la v

ersi

ón a

ctua

l de

los

avio

nes

mod

erno

s.En

est

e fa

scíc

ulo

abor

dam

os la

sobr

epos

ició

n de

ond

as e

n la

que

es

tuvo

bas

ado

el a

nális

is d

e las

cara

cter

ístic

as d

e la

luz.

Est

e con

cept

o fu

e bá

sico

par

a sa

ber

si la

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se c

ompo

rtab

a co

mo

part

ícul

as o

a

man

era

de o

ndas

. Hoy

en

día

se sa

be q

ue a

mbo

s com

port

amie

ntos

so

n pa

rte

de la

luz.

Tho

mas

You

ng fu

e qu

ien

dem

ostr

ó qu

e la

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se

com

port

a co

mo

onda

s, c

on b

ase

en e

l est

udio

del

fenó

men

o de

in-

terf

eren

cia.

Est

a de

mos

trac

ión

form

a pa

rte d

e los

die

z ex

peri

men

tos

más

bel

los d

e la

físic

a. E

n es

te fa

scíc

ulo

se b

usca

mos

trar

la si

mili

tud

que

exis

te e

ntre

el c

ompo

rtam

ient

o de

las

onda

s qu

e co

mpo

nen

la

luz

con

las

onda

s de

otr

os fe

nóm

enos

que

ocu

rren

en

la T

ierr

a.

6LAS

ON

DA

S EN

LA

VID

A D

IAR

IA

Alr

eded

or d

el se

r hum

ano

exis

ten

muc

hos h

echo

s en

los q

ue in

ter-

vien

en o

ndas

, com

o lo

s qu

e se

pro

duce

n cu

ando

se

toca

un

inst

ru-

men

to d

e mús

ica

o cu

ando

ocu

rre u

n si

smo.

En

la m

úsic

a, cu

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se

hace

n vi

brar

las c

uerd

as d

e un

inst

rum

ento

, la

ener

gía

que

se a

plic

a al

ras

gar

las

cuer

das

se p

ropa

ga e

n fo

rma

de o

ndas

que

via

jan

en

dife

rent

es d

irec

cion

es. A

lgo

sim

ilar

ocur

re c

on la

s vi

brac

ione

s de

l te

rren

o pr

ovoc

adas

por

los

terr

emot

os, l

as c

uale

s se

esp

arce

n po

r to

da la

Tie

rra.

Tam

bién

en

la v

ida

diar

ia la

s on

das

son

part

e de

la

radi

o, la

tele

visi

ón, t

eléf

onos

cas

eros

y c

elul

ares

, hor

nos

de m

icro

-on

das,

apa

rato

s m

édic

os, e

tcét

era.

En

todo

s el

los

hay

una

fuen

te

que

gene

ra o

ndas

, las

cua

les s

on u

na fo

rma

de e

nerg

ía q

ue v

iaja

de

un la

do a

otr

o y

sus

efec

tos

pued

en s

er m

uy v

aria

dos.

No

impo

rta

de q

ué fo

rma

haya

n si

do g

ener

adas

las o

ndas

, ést

as

guar

dan

algu

nas

sim

ilitu

des

en s

u co

mpo

rtam

ient

o. D

icha

s si

mi-

litud

es h

an p

erm

itido

ent

ende

r, po

r ej

empl

o, e

l com

port

amie

nto

de la

luz

al o

bser

var

las

onda

s en

el a

gua.

Cóm

o bi

en s

abes

, la

luz

viaj

a a

gran

vel

ocid

ad y

est

o im

pide

apr

ecia

r su

com

port

amie

nto

fáci

lmen

te.

Segu

ram

ente

has

vis

to q

ue la

s on

das

se e

ncue

ntra

n en

tre

sí y

se

“so

brep

onen

”. E

ste

com

port

amie

nto

se ll

ama

inte

rfer

enci

a, la

cu

al ta

mbi

én e

stá

rela

cion

ada

con

efec

tos m

ultic

olor

es, c

omo

la lu

z

Alg

unos

de

esto

s fe

nóm

enos

los

vere

mos

aqu

í y c

ompr

obar

emos

el

efe

cto

de la

inte

rfer

enci

a en

las

onda

s m

edia

nte

vari

os e

xper

i-m

ento

s. PR

OPI

EDA

DES

DE

LAS

ON

DA

S

Una

ond

a, d

esde

el p

unto

de

vist

a m

ás si

mpl

e, e

s una

per

turb

ació

n qu

e se m

ueve

con

el p

aso

del t

iem

po, u

na o

nda

impl

ica

un tr

ansp

orte

de

ene

rgía

. La

onda

pue

de re

petir

se v

aria

s vec

es e

n el

mis

mo

luga

r du

rant

e ci

erto

tiem

po (p

. ej.,

el s

onid

o de

la n

ota

de u

n vi

olín

), o

bien

, pue

de p

rese

ntar

se d

e m

odo

no re

petit

ivo

(p. e

j., e

l son

ido

de

una

expl

osió

n o

la s

acud

ida

de u

na c

uerd

a).

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7

Si a

gita

mos

una

cue

rda

la v

erem

os c

omo

una

línea

que

sub

e y

baja

cont

inua

men

te. E

n el

caso

de l

a lu

z o

el so

nido

, el t

amañ

o de

las

onda

s es

var

ios

mill

ones

de

vece

s m

ás p

eque

ño q

ue e

n la

cue

rda.

Ant

es d

e em

peza

r con

los e

xper

imen

tos,

vam

os a

dar

te el

nom

bre

de la

s par

tes m

ás im

port

ante

s que

tien

en la

s ond

as. E

l pun

to m

ás a

lto

de c

ada

onda

se

llam

a cr

esta

y e

l más

baj

o va

lle; l

a di

stan

cia

entr

e és

tos a

l pun

to “

cero

” de

la o

nda

(pos

ició

n an

tes d

e la

per

turb

ació

n)

se c

onoc

e co

mo

su a

mpl

itud.

La

dist

anci

a en

tre

dos

cres

tas

o en

tre

dos v

alle

s se c

onoc

e com

o lo

ngitu

d de

ond

a. S

i cue

ntas

las c

rest

as (o

va

lles)

de

una

onda

que

pas

a fr

ente

a ti

en

un se

gund

o, p

or e

jem

plo

en e

l agu

a o

en u

n os

cilo

scop

io, c

onoc

erás

su

frec

uenc

ia.

Las

dife

renc

ias

en la

s ca

ract

erís

ticas

de

las

onda

s se

pue

den

una

frec

uenc

ia a

lta e

stá

asoc

iada

con

un

tono

agu

do, c

omo

el q

ue

emite

un

viol

ín; m

ient

ras

que

una

frec

uenc

ia b

aja

se a

soci

a co

n un

so

nido

gra

ve, c

omo

el e

miti

do p

or u

n co

ntra

bajo

. Si l

a am

plitu

d es

al

ta, l

a in

tens

idad

del

son

ido

(vol

umen

) tam

bién

. En

el c

aso

de la

lu

z, la

frec

uenc

ia, o

la lo

ngitu

d de

ond

a, e

stá

asoc

iada

con

el c

olor

; m

ient

ras

que

la a

mpl

itud

con

su in

tens

idad

, es

deci

r, si

es

más

o

men

os b

rilla

nte.

La

rela

ción

ent

re fr

ecue

ncia

y lo

ngitu

d de

ond

a se

ve

rá m

ás a

dela

nte.

8

La v

eloc

idad

de

onda

no

cam

bia

en e

l med

io e

n el

que

se p

ropa

-ga

, per

o sí

cua

ndo

cam

bia

de m

edio

; alg

o si

mila

r a lo

que

te o

curr

e cu

ando

cor

res

de u

na z

ona

con

cem

ento

a o

tra

con

aren

a y

lueg

o

de s

onid

o vi

ajan

muc

ho m

ás r

ápid

o en

líqu

idos

y s

ólid

os q

ue e

n el

air

e -h

asta

5 v

eces

más

ráp

ido

en e

l agu

a y

hast

a 10

vec

es m

ás

rápi

do e

n el

ace

ro-.

aum

enta

la fr

ecue

ncia

, dis

min

uirá

la lo

ngitu

d de

ond

a y

al co

ntra

rio,

si

se a

umen

ta la

long

itud

de o

nda,

ent

once

s dis

min

uirá

la fr

ecue

n-

sire

na m

uy a

guda

, pue

s las

ond

as so

nora

s dis

min

uyen

su lo

ngitu

d de

ond

a, a

umen

tand

o su

frec

uenc

ia, y

por

eso

el s

onid

o se

va

ha-

cien

do m

ás a

gudo

. Mie

ntra

s que

cua

ndo

la a

mbu

lanc

ia se

ale

ja, l

as

onda

s al e

xpan

dirs

e au

men

tan

su lo

ngitu

d de

ond

a, d

ism

inuy

endo

su

frec

uenc

ia, y

el s

onid

o se

vue

lve

grav

e.

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9

ON

DA

S Q

UE

VIA

JAN

EN

EL

AG

UA

: O

las

y ts

unam

is

círc

ulos

que

crec

en a

par

tir d

el m

ism

o ce

ntro

(con

cént

rico

s), s

e tra

ta

de o

ndas

que

via

jan.

En

el si

guie

nte

expe

rim

ento

apr

ende

rem

os u

n po

co s

obre

cóm

o se

form

an ta

les

onda

s y

la fo

rma

que

adqu

iere

n.

por u

n lu

gar,

ya q

ue a

est

o se

le c

onoc

e co

mo

inte

rfer

enci

a.

Expe

rim

ento

1

Mat

eria

les:

1 Re

cipi

ente

con

agu

a.

Proc

edim

ient

o:

-

¿Qué

pas

ó?A

l sop

lar p

or e

l pop

ote

se fo

rman

ond

as, l

as c

uale

s via

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por t

odo

círc

ulos

ser

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oncé

ntri

cos.

¿Dón

de e

stá

la in

terf

eren

cia?

cent

ro d

el m

ism

o. E

stas

ond

as, a

l enc

ontr

arse

con

las

que

sigu

en

salie

ndo

de la

pun

ta d

el p

opot

e se

sobr

epon

en, e

nton

ces o

curr

e qu

e do

s on

das

pasa

rán

por

un m

ism

o lu

gar

al m

ism

o tie

mpo

; en

ese

mom

ento

ocu

rre

la in

terf

eren

cia.

Cua

ndo

las

cres

tas

de d

os o

ndas

se

enc

uent

ran

entr

e el

las

sus

ampl

itude

s se

sum

an, p

rodu

cien

do

una

onda

aún

más

gra

nde,

ent

once

s ocu

rre

una

inte

rfer

enci

a co

ns-

• •

10

truc

tiva;

mie

ntra

s qu

e si

se

encu

entr

an u

na c

rest

a co

n un

val

le, l

a am

plitu

d de

la o

nda

resu

ltant

e di

smin

uye,

a e

so s

e lla

ma

inte

rfe-

renc

ia d

estr

uctiv

a.

-ci

a us

ando

dos

pop

otes

. b) -

tud

debi

do a

la in

terf

eren

cia

cons

truc

tiva

y de

stru

ctiv

a.

Cua

ndo

dos c

rest

as o

val

les

coin

cide

n la

inte

rfer

enci

a es

co

nstr

ucti

va; s

e ob

serv

an

com

o fr

anja

s br

illan

tes

si

las c

rest

as d

e la

s dos

ond

as

coin

cide

n, fr

anja

s m

ás o

bs-

cura

s si l

os v

alle

s coi

ncid

en.

Cua

ndo

coin

cide

n un

val

le

y un

a cr

esta

la in

terf

eren

cia

es d

estr

uctiv

a, y

se o

bser

va

com

o un

a zo

na s

in o

nda

(lín

eas

en g

ris,

per

pend

i-cu

lare

s a

las

onda

s en

el

diag

ram

a).

b)a)

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11

Var

iant

e co

n do

s po

pote

s-

men

te e

l exp

erim

ento

. Aho

ra u

tiliz

arem

os d

os p

opot

es.

Proc

edim

ient

o:C

oloc

a un

a pu

nta

de ca

da p

opo-

te e

n tu

boc

a y

ábre

los e

n fo

rma

de “

V”;

pon

el e

xtre

mo

de c

ada

popo

te s

obre

la s

uper

fici

e de

l ag

ua. A

hora

sop

la s

uave

men

te

a tr

avés

de

ello

s.

¿Qué

pas

ó?

A p

artir

de

la p

unta

de

cada

po-

pote

se fo

rman

dos

conj

unto

s de

círc

ulos

con

cént

rico

s. D

espu

és

de u

nos s

egun

dos,

los c

írcu

los a

l cr

ecer

se so

brep

ondr

án y

com

en-

zará

n a

inte

rfer

ir e

ntre

sí.

Este

co

njun

to d

e on

das

al s

umar

se,

“pat

rón

de in

terf

eren

cia”

.

-

1. V

aria

r la

fuer

za d

el s

oplid

o.

2. C

ambi

ar la

dis

tanc

ia e

ntre

las

punt

as d

e lo

s po

pote

s.En

am

bos

caso

s ve

rás

cóm

o va

ría

el p

atró

n de

inte

rfer

enci

a.

Apl

ícal

o a

tu v

ida:

En e

l mar

se

gene

ran

onda

s cu

ya a

mpl

itud

y lo

ngitu

d de

ond

a de

pend

en d

e la

fuer

za d

el v

ient

o, d

e un

a fo

rma

pare

cida

a c

omo

ocur

rió

en e

l exp

erim

ento

. El v

ient

o qu

e ag

ita e

l agu

a pu

ede

hace

r cr

ecer

las o

las d

e man

era

impo

rtan

te. A

l lle

gar a

cier

ta a

ltura

las o

las

12

man

tene

r su

prop

io p

eso

(se

ha c

alcu

lado

que

la o

la ro

mpe

cua

ndo

la a

mpl

itud

es m

ayor

que

1/7

de

la lo

ngitu

d de

ond

a ap

roxi

mad

a-m

ente

); y

la s

egun

da, c

uand

o la

ola

cho

ca c

ontr

a la

s co

stas

, ahí

la

part

e su

peri

or v

iaja

rá m

ás r

ápid

o qu

e la

par

te in

feri

or y

rom

perá

ta

l com

o lo

obs

erva

mos

en

la p

laya

.

En la

pla

ya p

uede

s ver

que

hay

una

s ola

s más

gra

ndes

que

otr

as.

Cua

ndo

las c

rest

as (o

val

les)

de d

os o

las,

de c

arac

terí

stic

as si

mila

res,

se

encu

entr

an, s

u am

plitu

d au

men

ta y

deb

es d

e ten

er cu

idad

o cu

an-

do é

stas

lleg

uen

a ti.

En

otra

s oca

sion

es, v

erás

que

hay

ola

s que

a lo

le

jos s

e ve

n gr

ande

s, p

ero

cuan

do ll

egan

a la

ori

lla d

e la

pla

ya n

o lo

so

n ta

nto,

en

este

cas

o ha

ocu

rrid

o un

a in

terf

eren

cia

dest

ruct

iva

y la

s ol

as s

e el

imin

aron

ent

re s

í.

Ejem

plos

en

la N

atur

alez

a:

Los

tsun

amis

Los

tsun

amis

(o

mar

emot

os)

son

olas

muy

gra

ndes

que

pue

den

ser g

ener

adas

por

un

sism

o, u

n vo

lcán

, una

ava

lanc

ha e

n el

fond

o m

arin

o, o

la c

aída

de

un m

eteo

rito

. Un

tsun

ami s

e pr

oduj

o ce

rca

gran

sis

mo

a 30

km

de

prof

undi

dad

que

sacu

dió

la is

la, c

on u

na

inte

nsid

ad d

e ha

sta

VII

y u

na m

agni

tud

de R

icht

er d

e 9.

2. E

n es

e te

rrem

oto

se g

ener

ó un

leva

ntam

ient

o de

l sue

lo m

arin

o y

se fo

rmó

el ts

unam

i, el

cua

l cre

ció

tant

o qu

e oc

asio

nó m

ucho

s de

sast

res,

en

la p

arte

nor

oest

e de

la g

ran

isla

de

Sum

atra

y p

aíse

s vec

inos

, var

ios

min

utos

des

pués

. Las

ola

s m

ás a

ltas

alca

nzar

on u

na a

ltura

apr

oxi-

mad

a de

25

met

ros c

erca

de

la p

laya

y su

long

itud

de o

nda

alca

nzó

más

de

100

km e

n m

ar a

bier

to. L

a di

fere

ncia

de

una

ola

play

era

y un

tsun

ami,

adem

ás d

e su

tam

año,

es

que

la p

rim

era

sólo

mue

ve

onda

aba

rca

todo

el c

uerp

o de

agu

a, h

asta

el p

iso

oceá

nico

.

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13

I. D

etec

tado

úni

cam

ente

por

inst

rum

ento

s.

II. S

entid

o po

r per

sona

s en

repo

so. L

os o

bjet

os s

uspe

ndid

os p

uede

n os

cila

r.II

I. Se

ntid

o en

inte

rior

es. L

os v

ehíc

ulos

est

acio

nado

s pu

eden

mov

erse

lige

ra-

men

te.

IV. S

entid

o en

el e

xter

ior.

Las

vajil

las,

vid

rios

de

vent

anas

y p

uert

as v

ibra

n, y

lo

s m

uros

cru

jen.

Los

car

ros

esta

cion

ados

se

bala

ncea

n cl

aram

ente

.

caen

obj

etos

ines

tabl

es.

VI.

Sent

ido

por

todo

mun

do, a

lgun

os m

uebl

es p

esad

os c

ambi

an d

e si

tio.

Dañ

os li

gero

s.

en lo

s m

al p

lane

ados

. Lo

perc

iben

per

sona

s qu

e va

n co

nduc

iend

o ve

hícu

los

en m

ovim

ient

o.

de c

ontr

ol d

e lo

s ve

hícu

los

en m

ovim

ient

o.

sale

n de

sus

cim

ient

os. E

l ter

reno

se

agri

eta

nota

blem

ente

. Las

tube

rías

sub

-te

rrán

eas

se ro

mpe

n.-

tam

ient

o co

nsid

erab

le d

el te

rren

o. C

onsi

dera

bles

des

lizam

ient

os e

n la

s m

ár-

gene

s de

los

ríos

y p

endi

ente

s fu

erte

s. In

vasi

ón d

el a

gua

de lo

s rí

os s

obre

sus

m

árge

nes.

XI. S

on d

estr

uido

s pu

ente

s y

estr

uctu

ras

de m

ampo

ster

ía. A

ncha

s gr

ieta

s en

el

terr

eno.

Hun

dim

ient

os y

der

rum

bes

en te

rren

o su

ave.

XI

I. D

estr

ucci

ón to

tal.

Ond

as v

isib

les s

obre

el t

erre

no. O

bjet

os la

nzad

os h

acia

ar

riba

en

el a

ire.

La e

scal

a de

Mer

calli

se u

sa p

ara

dete

rmin

ar l

a in

tens

idad

de

un te

rrem

oto

de

acue

rdo

con

los d

años

caus

ados

y v

aría

de

un lu

gar a

otr

o. S

u di

fere

ncia

con

la

esca

la d

e m

agni

tud

de R

icht

er e

s que

ést

a m

ide

la e

nerg

ía li

bera

da, r

egis

trad

a en

los

sism

ógra

fos,

y ti

ene

un s

olo

valo

r.

14

ON

DA

S Q

UE

VIA

JAN

EN

LID

OS:

Lo

s si

smos

Inte

rfer

enci

a de

ond

as e

n ag

ua y

en

sólid

os

-

En e

l sig

uien

te e

xper

imen

to v

amos

a v

er c

ómo

esta

s on

dula

cion

es

son

prod

ucto

de

la in

tera

cció

n en

tre

las

onda

s al

pro

paga

rse.

Expe

rim

ento

2

Mat

eria

les:

Un

reci

pien

te tr

ansp

aren

te

(p. e

j. un

env

ase

de p

lást

ico

o vi

drio

).A

gua.

Luz

del s

ol d

e m

edio

día.

D

os c

ucha

ras,

regl

as, o

pal

os d

e m

ader

a.

Proc

edim

ient

o:Ba

jo e

l ray

o de

l sol

sos

tén

el e

nvas

e co

n la

s do

s m

anos

o p

on e

l re

cipi

ente

sob

re u

na m

esa

o ba

se d

e cr

ista

l tra

nspa

rent

e. V

iert

e ag

ua e

n él

has

ta a

prox

imad

amen

te la

mita

d. E

l env

ase

debe

est

ar

sepa

rado

del

suel

o un

os 5

0 cm

com

o m

ínim

o. A

hora

gol

pea

una

de

las

pare

des

del r

ecip

ient

e.

• • • •

Page 8: La Tierraterra.geociencias.unam.mx/~alaniz/5_Ondas.pdf · 2011-03-02 · En ambos casos verás cómo varía el patrón de interferencia. Aplícalo a tu vida: En el mar se generan

15

¿Qué

pas

ó?A

l gol

pear

el r

ecip

ient

e ve

rás

una

onda

en

el a

gua

que

viaj

a de

un

lado

a o

tro.

Las

ond

as s

e ve

rán

com

o ba

ndas

en

tono

s os

curo

s y

clar

os. S

i obs

erva

s co

n m

ás c

uida

do, n

otar

ás q

ue p

oco

desp

ués

de g

olpe

ar e

l rec

ipie

nte

apar

ecer

án o

ndas

, ent

re e

llas,

ver

ás c

asi

sim

ultá

neam

ente

alg

unas

ond

as d

e m

ayor

am

plitu

d y

lueg

o ot

ras

de m

enor

am

plitu

d. E

sto

se d

ebe

a qu

e al

gol

pear

el r

ecip

ient

e, la

s on

das

viaj

an m

ás rá

pido

por

sus

par

edes

(sól

idas

) que

por

el a

gua

(líqu

ida)

. Al v

ibra

r el r

ecip

ient

e, h

izo

que

toda

s sus

par

edes

pro

du-

de la

s ond

as e

n do

s med

ios.

Ade

más

, al p

ropa

gars

e m

ás rá

pido

las

onda

s en

la p

arte

sól

ida

del r

ecip

ient

e, p

rovo

ca q

ue v

eas,

cas

i al

mis

mo

tiem

po, u

na o

nda

de a

mpl

itud

sim

ilar

a la

pri

mer

a al

otr

o la

do d

el m

ism

o.

Expl

ícal

o:

Si d

os o

más

ond

as q

ue v

iaja

n en

un

med

io s

e en

cuen

tran

, el r

e-su

ltado

en

cual

quie

r pun

to se

rá la

sum

a de

las o

ndas

indi

vidu

ales

. Es

to lo

ver

ás p

roye

ctad

o en

form

a de

fran

jas

de d

ifere

ntes

tono

s.

Las f

ranj

as cl

aras

y o

bscu

ras c

orre

spon

den

a un

a in

terf

eren

cia

cons

-tr

uctiv

a cu

ando

coi

ncid

en la

s cre

stas

y lo

s val

les,

resp

ectiv

amen

te.

lum

inos

a qu

e se m

ueve

cont

inua

men

te co

n el

mov

imie

nto

del a

gua,

ta

l com

o se

obs

erva

en

las

albe

rcas

.

Ejem

plos

de

viaj

e de

ond

as e

n só

lidos

:Lo

s ef

ecto

s de

los

sism

osLo

s sis

mos

ocu

rren

cuan

do h

ay u

n de

spla

zam

ient

o en

tre d

os b

loqu

es

de la

cort

eza

terr

estr

e, en

tonc

es la

ener

gía

liber

ada

se p

ropa

ga d

entr

o de

la T

ierr

a en

form

a de

ond

as s

ísm

icas

en

toda

s di

recc

ione

s.

En o

casi

ones

, dur

ante

el v

iaje

de

las o

ndas

, ést

as q

ueda

n at

rapa

-

las

estr

uctu

ras

que

com

pone

n la

cor

teza

. Est

e fe

nóm

eno

ocur

rió

dura

nte

el s

ism

o de

Mic

hoac

án d

el 1

9 de

sep

tiem

bre

de 1

985

(de

mag

nitu

d 8.

1 en

la e

scal

a de

Ric

hter

, y c

on u

na in

tens

idad

de

hast

a IX

en

la d

e M

erca

lli).

La e

nerg

ía q

ue s

e lib

eró

en e

l lug

ar d

e or

igen

de

l ter

rem

oto

llegó

a la

cue

nca

de M

éxic

o y

las

onda

s qu

edar

on

atra

pada

s en

lo q

ue fu

e el

ant

iguo

lago

, com

pues

to p

rinc

ipal

men

te

16

por

arci

lla, a

rena

y g

rava

. De

esta

form

a, la

s on

das

com

enza

ron

a re

bota

r en

la r

oca

más

ríg

ida

de la

bas

e de

alg

unos

cer

ros

com

o el

de

Cha

pulte

pec

y el

de

la E

stre

lla. E

stos

reb

otes

pro

voca

ron

que

las

onda

s sí

smic

as s

e co

ncen

trar

an e

n ci

erta

s zo

nas

y al

inte

rfer

ir

cons

truc

tivam

ente

, aum

enta

ron

su a

mpl

itud

igua

l que

en

el e

xpe-

rim

ento

don

de g

olpe

amos

el r

ecip

ient

e co

n ag

ua. L

a fr

ecue

ncia

de

por l

o qu

e en

trar

on e

n re

sona

ncia

, que

es o

tra

man

era

de ll

amar

a la

“i

nter

fere

ncia

cons

truc

tiva”

. La

reso

nanc

ia es

la q

ue h

izo

que v

ario

s

Ejem

plo

del u

so d

e la

s on

das

para

con

ocer

el

inte

rior

de

la T

ierr

a U

na e

xplo

sión

o u

n te

rrem

oto

son

fuen

tes

de e

nerg

ía q

ue g

ener

an

inte

rior

de

la T

ierr

a. E

stas

ond

as p

uede

n se

r re

gist

rada

s po

r un

Cua

ndo

se b

usca

pet

róle

o, a

gua

o m

iner

ales

, se

usa

la si

smol

ogía

de

exp

lora

ción

, la

cual

util

iza

unos

det

ecto

res

de o

ndas

llam

ados

ge

ófon

os. E

n el

cas

o de

l reg

istr

o de

la e

nerg

ía li

bera

da p

or lo

s te

rrem

otos

, los

det

ecto

res

que

se u

san

se ll

aman

sis

móg

rafo

s. E

l tie

mpo

que

tard

an e

n lle

gar

las

onda

s sí

smic

as d

e la

fuen

te a

los

dete

ctor

es p

erm

ite c

alcu

lar

la p

rofu

ndid

ad d

e la

s ca

pas

que

com

-po

nen

la T

ierr

a.

Cua

ndo

ocur

re u

n te

rrem

oto

se re

gist

ran

prin

cipa

lmen

te d

os ti

pos

de o

ndas

que

via

jan

por e

l int

erio

r del

pla

neta

. Las

pri

mer

as o

ndas

en só

lidos

com

o en

líqu

idos

; las

ond

as “

S” ll

egan

inst

ante

s des

pués

, pe

ro é

stas

sól

o se

tran

smite

n en

sól

idos

. Gra

cias

a e

sta

dife

renc

ia

en e

l com

port

amie

nto

de la

s ond

as, s

e sa

be q

ue d

entr

o de

la T

ierr

a ha

y ca

pas “

sólid

as”

(cor

teza

, man

to in

feri

or y

núc

leo

inte

rior

), un

a ca

pa “

plás

tica”

com

o la

que

est

á en

el m

anto

sup

erio

r, y

que

se le

co

noce

com

o as

tenó

sfer

a, y

la c

apa

“líq

uida

” en

el n

úcle

o ex

teri

or.

que

prod

uce

el c

ampo

mag

nétic

o de

la T

ierr

a.Si

el s

ism

o oc

urre

a p

oca

prof

undi

dad

se g

ener

an ta

mbi

én o

ndas

bajo

tus

pies

.

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17

-po

nen

la T

ierr

a se

logr

ó gr

acia

s al

uso

de

las

onda

s sí

smic

as, c

uya

vari

ació

n, e

n fu

nció

n de

l med

io q

ue

el n

úcle

o in

teri

or, S

ond

as s

ecun

dari

as d

irec

tas,

SS

18ON

DA

S Q

UE

VIA

JAN

EN

EL

AIR

E:El

son

ido

Expe

rim

ento

3

Mat

eria

les:

Dos

vas

os d

e pl

ástic

o.H

ilo d

e m

ás d

e ci

nco

met

ros.

Proc

edim

ient

o:

Haz

un

aguj

ero

en e

l fon

do d

e lo

s va

sos

y am

arra

en

cada

uno

los

sepá

rens

e pa

ra q

ue e

l hilo

est

é lo

más

tens

o po

sibl

e. A

hora

susu

rra

algu

nas

pala

bras

en

el v

aso.

Te

dará

s cu

enta

que

, aun

cua

ndo

lo

haya

s di

cho

muy

que

dito

, tu

amig

o lo

esc

ucha

rá.

Expl

ícal

o:

Un

cuer

po e

mite

un

soni

do c

uand

o vi

bra,

el c

ual e

stim

ula

el s

enti-

do d

el o

ído.

Cua

ndo

habl

as d

entr

o de

l vas

o, la

s ond

as d

e tu

voz

se

tran

smite

n a

trav

és d

e la

cuer

da h

acié

ndol

a vi

brar

, com

o si

est

uvie

-ra

s jug

ando

con

un slinky

(jug

uete

par

ecid

o a

un re

sort

e m

uy la

rgo

vaso

del

otr

o ex

trem

o pa

san

nuev

amen

te a

l air

e co

mo

onda

s ac

ús-

ticas

. Cua

ndo

las o

ndas

lleg

an a

l tím

pano

, ést

e co

mie

nza

a vi

brar

y

com

unic

a di

chas

vib

raci

ones

a tr

avés

de

un co

njun

to d

e hu

esos

que

• •

Page 10: La Tierraterra.geociencias.unam.mx/~alaniz/5_Ondas.pdf · 2011-03-02 · En ambos casos verás cómo varía el patrón de interferencia. Aplícalo a tu vida: En el mar se generan

19

Com

o te

hab

rás

dado

cue

nta,

el s

onid

o no

sól

o se

tran

smite

en

el a

ire,

sin

o en

cua

lqui

er o

tro

mat

eria

l, se

a ga

s, lí

quid

o o

sólid

o;

el ú

nico

med

io e

n el

que

no

se p

uede

n pr

opag

ar e

s en

el v

acío

. La

velo

cida

d pr

omed

io d

el so

nido

en

el a

ire

es d

e 33

1 m

/s, e

n el

agu

a de

mar

es

de 1

435

m/s

, mie

ntra

s qu

e en

sól

idos

, com

o el

ace

ro, e

s de

5 m

il m

/s. E

llo m

uest

ra q

ue la

vel

ocid

ad c

on q

ue s

e pr

opag

a el

so

nido

dep

ende

del

mat

eria

l que

sir

ve c

omo

med

io d

e tr

ansp

orte

.

Apl

ícal

o en

tu v

ida:

-lo

cida

d de

l son

ido

es in

feri

or a

la d

e la

luz.

entr

e la

luz

y e

l so

nido

pue

des

usar

una

lám

para

y

un a

mig

o. S

epár

ense

var

ias

dece

nas

de m

etro

s y

grita

en

el m

omen

to e

n qu

e en

cien

das

la lá

mpa

ra,

él v

erá

inm

edia

tam

ente

la lu

z, m

ient

ras

que

tu g

rito

ll

egar

á un

os i

nsta

ntes

des

pués

. Un

expe

rim

ento

si

mila

r lo

rea

lizó

Gal

ileo

busc

ando

det

erm

inar

la

velo

cida

d de

la lu

z, s

in e

mba

rgo,

sól

o pu

do c

oncl

uir

que

la v

eloc

idad

del

son

ido

es in

feri

or a

la d

e la

luz.

• C

uan

do

vaya

s a

un

even

to d

ond

e ha

y fu

egos

sido

lanz

ado

un c

ohet

e pe

rcib

es la

luz

del e

stal

lido,

pe

ro el

soni

do d

el m

ism

o lle

ga u

nos s

egun

dos d

espu

és.

• C

uand

o ha

y un

a to

rmen

ta e

léct

rica

y o

bser

vas

que

un ra

yo su

rca

el c

ielo

, el t

ruen

o lle

ga v

ario

s seg

undo

s de

spué

s. In

clus

o, p

uede

s cal

cula

r la

dist

anci

a a

la q

ue

cae

un r

ayo.

Cue

nta

los

segu

ndos

que

hay

ent

re e

l

por c

ada t

res s

egun

dos l

a dis

tanc

ia se

rá d

e un

kiló

met

ro

apro

xim

adam

ente

, ya

que

la lu

z vi

aja

casi

a 3

00,0

00

kiló

met

ros p

or se

gund

o (k

m/s

), es

a es

la ra

zón

por l

a qu

e lle

ga c

asi i

nsta

ntán

eam

ente

a tu

s oj

os, m

ient

ras

que

el s

onid

o vi

aja

muc

ho m

ás le

nto

a 0.

331

km/s

.

20ON

DA

S Q

UE

NO

NEC

ESIT

AN

UN

M

EDIO

PA

RA

PR

OPA

GA

RSE

:La

s on

das

elec

trom

agné

ticas

En la

Nat

ural

eza

exis

te u

n tip

o de

ond

as q

ue n

o re

quie

ren

de u

n m

ater

ial p

ara

prop

agar

se y

se

cono

cen

com

o on

das

elec

trom

agné

-tic

as. E

ste

tipo

de o

ndas

son

qui

zá la

s m

ás c

omun

es e

n tu

vid

a, y

a qu

e la

luz

pert

enec

e a

este

tipo

de

onda

s.

La lu

z y

la d

oble

rend

ija

Expe

rim

ento

4

Thom

as Y

oung

dem

ostr

ó qu

e cu

ando

la lu

z de

dos

fuen

tes

se e

n-cu

entr

an, a

pare

ce u

n pa

trón

de

inte

rfer

enci

a, s

igno

ineq

uívo

co d

e qu

e la

luz

se c

ompo

rta

com

o un

a on

da. E

n es

ta p

arte

vam

os a

re-

prod

ucir

par

te d

el e

xper

imen

to d

e la

dob

le re

ndija

de

Youn

g, q

uien

fu

e el

pri

mer

o en

des

cubr

ir e

ste

fenó

men

o.

Mat

eria

l:U

n tr

ozo

de p

apel

met

álic

o (lo

pue

des

obte

ner d

e la

s en

voltu

ras

de g

alle

tas

o fr

itura

s).

Un

cort

ador

exa

cto.

U

na lá

mpa

ra d

e lu

z.

Una

regl

a de

met

al.

Proc

edim

ient

o:

que

hace

r un

par d

e co

rtes

par

alel

os d

e ap

roxi

mad

amen

te 3

cm

de

larg

o so

bre

el p

apel

. La

sepa

raci

ón e

ntre

los

cort

es d

ebe

ser l

o m

ás

pequ

eña

posi

ble,

apr

oxim

adam

ente

med

io m

ilím

etro

(0.

5 m

m).

enci

ende

la lá

mpa

ra y

dir

ige

el h

az d

e lu

z ha

cia

las

rend

ijas

en e

l

pref

eren

cia

oscu

ra, p

ara

ver e

l res

ulta

do.

• • • •

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21

¿Qué

pas

ó?Si

el h

az s

e di

vide

en

dos

al a

trav

esar

las

rend

ijas,

¿cu

ánta

s fr

anja

s

Expl

ícal

o:

En la

par

ed v

erás

pro

yect

adas

un

conj

unto

de

fran

jas m

uy d

elga

das

oscu

ras

y cl

aras

pro

duci

das

por

la in

terf

eren

cia

de la

luz.

Ale

ja y

en fu

nció

n de

la d

ista

ncia

de

la lá

mpa

ra, p

ero

tam

bién

se h

arán

más

cl

aras

o m

ás b

orro

sas.

A d

ifere

ncia

de

lo q

ue su

cede

en

el a

gua,

aqu

í la

s fra

njas

obs

cura

s mue

stra

n cu

ando

hay

una

inte

rfer

enci

a de

stru

c-tiv

a, m

ient

ras q

ue la

s cla

ras m

uest

ran

la in

terf

eren

cia

cons

truc

tiva.

El

hec

ho d

e qu

e ha

ya v

aria

s fr

anja

s, e

n ve

z de

dos

, mue

stra

que

la

luz

se c

ompo

rta

com

o un

a on

da.

22

En e

l exp

erim

ento

clá

sico

de

la d

oble

re

ndija

de

Youn

g, s

e ut

iliza

n do

s lá

min

as,

la p

rim

era

con

una

sola

ren

dija

y la

se-

gund

a co

n do

s. E

n la

imag

en p

roye

ctad

a se

obs

erva

n la

s ba

ndas

cla

ras

y ob

scur

as

prod

ucid

as p

or la

inte

rfer

enci

a de

las

dos

onda

s qu

e pa

san

la s

egun

da lá

min

a.

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23

Burb

ujas

de

Col

ores

Expe

rim

ento

5

¿Cre

es q

ue la

inte

rfer

enci

a te

nga

algo

que

ver

con

las

burb

ujas

de

aver

igua

rlo.

Mat

eria

les:

Un

reci

pien

te.

Agu

a.Ja

bón

en p

olvo

o lí

quid

o.A

lam

bre.

Azú

car o

glic

erin

a.

Proc

edim

ient

o:1.

Mez

cla

dos

cuch

arad

as d

e ja

bón

y do

s de

azú

car

(o

glic

erin

a) e

n un

vas

o de

agu

a.

o tr

iáng

ulo)

. 3.

Met

e la

fig

ura

de a

lam

bre

dent

ro d

el r

ecip

ient

e y

alam

bre.

que v

eas l

a pe

lícul

a de

jabó

n, en

la cu

al ta

mbi

én p

odrá

s ap

reci

ar v

aria

s fr

anja

s de

col

ores

.

• • • • •

24

¿Qué

pas

ó?La

s fr

anja

s de

col

ores

que

se

apre

cian

sob

re la

pel

ícul

a de

jabó

n,

adec

uado

ent

re lo

s ray

os d

e lu

z y

la p

elíc

ula

de ja

bón.

Te

tom

ará

un

poco

de

tiem

po e

ncon

trar

el á

ngul

o ad

ecua

do d

onde

se

obse

rvan

es

tas

fran

jas.

Det

alle

s:

jabó

n y

prod

ucir

muc

has

burb

ujas

. El a

zúca

r y

la g

licer

ina

sirv

en

está

bie

n ce

rrad

a la

pel

ícul

a no

se

form

ará.

Expl

ícal

o:

Al p

asar

la lu

z de

un

med

io (e

l air

e), a

otr

o (la

pel

ícul

a de

jabó

n),

cier

tas l

ongi

tude

s de

onda

est

e re

tras

o re

pres

enta

una

inte

rfer

enci

a co

nstr

uctiv

a, p

ara

otra

s de

stru

ctiv

a.

El c

olor

que

se

ve e

s el

cor

resp

ondi

ente

a la

long

itud

de o

nda

resu

ltant

e de l

a in

terf

eren

cia.

La

luz

roja

tien

e una

long

itud

de o

nda

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25

muy

peq

ueña

, de

apro

xim

adam

ente

760

nm

, mie

ntra

s qu

e la

luz

viol

eta

tiene

una

long

itud

de o

nda

aún

más

peq

ueña

(de

apro

xi-

mad

amen

te 4

00 n

m).

El c

olor

dep

ende

de

la lo

ngui

tud

de o

nda

Apl

ícal

o a

tu v

ida:

Segu

ram

ente

has

vis

to e

n la

cal

le c

harc

os d

e ag

ua s

obre

el p

avi-

Esto

ocu

rre

cuan

do h

ay u

na p

elíc

ula

de a

ceite

de

coch

e qu

emad

o

pelíc

ula

de ja

bón,

ocu

rre

con

el a

ceite

. Si

vie

rtes

ace

ite e

n un

vas

o de

agu

a no

se

apre

ciar

á la

des

com

-po

sici

ón d

e la

luz

porq

ue la

pel

ícul

a de

ace

ite e

s m

uy g

rues

a pa

ra

prov

ocar

est

e fe

nóm

eno.

Has

ta q

ue e

l esp

esor

de

la p

elíc

ula

se

adel

gaza

y e

s de

l ord

en d

e la

long

itud

de o

nda

de la

luz,

ent

once

s es

cua

ndo

ocur

re la

inte

rfer

enci

a.

26

Med

ias,

mas

cada

s y

luz

Expe

rim

ento

6

Otr

a fo

rma

de v

er la

inte

rfer

enci

a de

la lu

z es

med

iant

e el

uso

de

otro

s ele

men

tos q

ue p

uede

s enc

ontr

ar en

tu ca

sa co

mo

las m

asca

das

y la

s m

edia

s.

Mat

eria

les:

Una

med

ia d

e m

ujer

(neg

ra o

caf

é) o

una

mas

cada

de

seda

. U

na lá

mpa

ra d

e lu

z bl

anca

.

Proc

edim

ient

o:Es

tira

la m

edia

con

tus m

anos

cerc

a de

tu ca

ra y

dir

ige l

a m

edia

hac

ia

la fu

ente

de

luz.

Ver

ás q

ue a

l mir

ar a

trav

és d

e la

med

ia a

prec

iará

s va

rios

cír

culo

s co

ncén

tric

os d

e co

lore

s.

¿Qué

pas

ó?Lo

s hi

los

de la

med

ia o

mas

cada

son

muy

del

gado

s y

la d

ista

ncia

en

tre

ello

s es t

an c

orta

que

faci

lita

la d

ifrac

ción

de

la lu

z. L

a di

frac

-ci

ón o

curr

e cu

ando

una

ond

a ro

dea

el e

xtre

mo

de u

n ob

stác

ulo.

Los

ra

yos a

l int

erfe

rir e

ntre

ello

s pro

duce

n la

inte

rfer

enci

a co

nstr

uctiv

a y

dest

ruct

iva

que

dan

orig

en a

l cír

culo

de

colo

res.

• •

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27

Las

onda

s el

ectr

omag

nétic

as e

n la

vid

a di

aria

y la

Nat

ural

eza

Las o

ndas

ele

ctro

mag

nétic

as so

n ot

ro ti

po d

e en

ergí

a en

mov

imie

n-to

, no

nece

sita

n un

med

io p

ara

prop

agar

se, s

on in

visi

bles

y v

iaja

n ap

roxi

mad

amen

te a

la v

eloc

idad

de

la lu

z. S

on m

uy p

arec

idas

en

tre

sí y

se

dife

renc

ian

por

su r

ango

de

frec

uenc

ia (o

long

itud

de

onda

).La

par

te d

el e

spec

tro

de o

ndas

ele

ctro

mag

nétic

as q

ue e

ncon

tra-

los

inte

rval

os a

prox

imad

os d

e lo

ngitu

d de

ond

a y

su fr

ecue

ncia

.

Espe

ctro

ele

ctro

mag

nétic

o

28

El s

er h

uman

o só

lo p

erci

be u

n se

gmen

to m

uy p

eque

ño d

el

espe

ctro

ele

ctro

mag

nétic

o. A

est

e in

terv

alo

se le

llam

a in

terv

alo

visi

ble

de lu

z y

sus

dist

inta

s lo

ngitu

des

de o

ndas

las

perc

ibim

os

com

o co

lore

s.

Las

onda

s el

ectr

omag

néti

cas

actu

alm

ente

se

utili

zan

en la

s te

leco

mun

icac

ione

s co

mo

las

tran

smis

ione

s de

rad

io, t

elev

isió

n y

los

telé

fono

s ce

lula

res.

Tam

bién

tien

en u

na g

ran

aplic

ació

n en

la

med

icin

a, ta

l es

el c

aso

de lo

s ra

yos

X, r

ayos

ultr

avio

leta

, ray

os

gam

ma

o el

rayo

láse

r.La

s on

das

elec

trom

agné

ticas

via

jan

en e

l air

e a

la v

eloc

idad

de

la lu

z. M

enci

onam

os a

nter

iorm

ente

que

si a

umen

ta la

frec

uenc

ia,

dism

inuy

e su

long

itud

de o

nda,

por

eso

las

onda

s co

n m

enor

lon-

que

tran

smite

la ra

dio

AM

tien

en ci

ento

s de

kiló

met

ros d

e lo

ngitu

d co

n fr

ecue

ncia

s de

cie

ntos

de

mile

s de

cic

los

por

segu

ndo

(de

500

tiene

n lo

ngitu

des

de d

ecen

as d

e m

etro

s y

frec

uenc

ias

de m

illon

es

de c

iclo

s po

r se

gund

o (d

e 88

a 1

08 M

Hz,

meg

aher

tz).

En e

l cas

o de

l hor

no d

e m

icro

onda

s, é

ste

gene

ra o

ndas

que

tien

en e

ntre

uno

s cu

anto

s cen

tímet

ros y

milí

met

ros d

e lo

ngitu

d, c

on fr

ecue

ncia

s más

al

tas,

con

cic

los

de c

ient

os d

e m

illon

es p

or s

egun

do. H

ay m

ucho

s si

stem

as d

e co

mun

icac

ión

que

func

iona

n a

trav

és d

e sa

télit

es, e

llos

gene

ralm

ente

trab

ajan

con

frec

uenc

ias d

e mile

s de m

illon

es d

e cic

los

por s

egun

do (G

Hz,

gig

aher

tz),

sien

do su

long

itud

de o

nda

de u

nos

cuan

tos

cent

ímet

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a m

ilím

etro

s.

-m

unic

ació

n ba

sado

s en

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s ele

ctro

mag

nétic

as, c

ada

gobi

erno

, de

acue

rdo

con

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enio

s int

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cion

ales

, sup

ervi

sa q

ue ca

da se

rvic

io

de r

adio

com

unic

ació

n (e

stac

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s de

rad

io, t

elev

isió

n, r

adio

nave

-ga

ción

, rad

iolo

caliz

ació

n, ra

dion

aveg

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roná

utic

a o

serv

icio

s de

telé

fono

s ce

lula

res)

tras

mita

en

cier

to r

ango

de

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uenc

ias.

El

hech

o de

que

cad

a ap

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o, o

est

ació

n re

cept

ora,

det

ecta

úni

ca-

men

te la

s on

das

de s

u fr

ecue

ncia

asi

gnad

a ev

ita la

may

oría

de

las

inte

rfer

enci

as.

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29

Tres

tipo

s de

ond

asEx

peri

men

to 7

Este

expe

rim

ento

te p

erm

itirá

vis

ualiz

ar el

com

port

amie

nto

dist

into

de

las

onda

s el

ástic

as (q

ue s

e pr

opag

an e

n só

lidos

), ac

ústic

as (q

ue

se p

ropa

gane

n el

air

e) y

ele

ctro

mag

nétic

as (q

ue n

o ne

cesi

tan

un

med

io p

arap

ropa

gars

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Mat

eria

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Relo

j des

pert

ador

dig

ital.

Proc

edim

ient

o:C

oloc

a el

relo

j den

tro

del f

rasc

o ap

oyad

o so

bre

una

mes

a.

• En

todo

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per

cibi

rás

los

dígi

tos

del r

eloj

(on-

das

elec

trom

agné

ticas

) por

que

la lu

z se

pro

paga

sin

pr

oble

ma

en e

l air

e.

• A

l son

ar la

ala

rma,

par

te d

e su

ene

rgía

se

tran

smiti

en fo

rma

de o

ndas

acú

stic

as a

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és d

el a

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y se

rá e

n gr

an p

arte

abs

orbi

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or e

l sól

ido

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rasc

o, p

or lo

qu

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rás

leve

men

te s

u so

nido

. •

Al v

ibra

r el r

eloj

, ést

e go

lpea

rá la

mes

a en

la q

ue e

sté

apoy

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así

, otr

a pa

rte

de s

u en

ergí

a se

tran

smiti

com

o on

das

elás

ticas

. Si

el f

rasc

o no

tuvi

era

aire

y s

onar

a el

des

pert

ador

, se

verí

a el

re

loj p

ero

el s

onid

o de

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rece

ría,

aun

que

segu

iría

s pe

rcib

iend

o la

vib

raci

ón e

n la

mes

a. S

i apu

ntas

al r

eloj

con

un

rayo

láse

r (on

da

pero

col

gand

o el

rel

oj c

on u

n hi

lo d

e la

par

te s

uper

ior

del f

rasc

o,

de fo

rma

que

no to

que

la m

esa,

seg

uirá

s ap

reci

ando

el r

eloj

, per

o de

sapa

rece

rán

el s

onid

o y

la v

ibra

ción

de

la m

esa.

• •

30Alg

unos

apo

rtes

de

Thom

as Y

oung

(1

773-

1829

)

apor

tes q

ue h

izo

en d

ifere

ntes

áre

as d

el co

noci

mie

nto.

Sus

inte

rese

s

1773

en

Ingl

ater

ra. C

ursó

sus e

stud

ios d

e M

edic

ina

en la

s uni

vers

i-da

des

de L

ondr

es, E

dim

burg

o, G

öttin

gen

y C

ambr

idge

. Est

udió

el

func

iona

mie

nto

del o

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uman

o y

esta

blec

ió tr

es ti

pos d

e rec

epto

res,

cada

uno

de e

llos s

ensi

ble a

cada

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de l

os co

lore

s pri

mar

ios.

Tam

-bi

én d

escu

brió

cóm

o ca

mbi

a la

curv

atur

a de

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stal

ino

del o

jo p

ara

enfo

car o

bjet

os a

dis

tinta

s dis

tanc

ias.

En

1801

des

cubr

ió la

caus

a de

l as

tigm

atis

mo

y co

men

zó a

inte

resa

rse

en la

ópt

ica.

En 1

803

Youn

g lle

vó a

cabo

uno

de

sus

expe

rim

ento

s m

ás c

éle-

bres

, el c

ual l

leva

su

nom

bre.

En

1807

You

ng p

rese

ntó

la te

oría

de

la v

isió

n de

l col

or c

onoc

ida

com

o de

You

ng-H

elm

holtz

. Él r

eviv

la te

oría

ond

ulat

oria

de

la lu

z de

Huy

gens

y m

edia

nte

vari

os e

xpe-

rim

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s dem

ostr

ó lo

s fen

ómen

os d

e di

sper

sión

y d

e re

frac

ción

. En

de e

last

icid

ad p

ara

vari

os m

ater

iale

s, e

l cua

l des

pués

fue

llam

ado

mód

ulo

de Y

oung

. En

182

0 Th

omas

You

ng d

eter

min

ó la

long

itud

de o

nda

de lo

s co

mpo

nent

es d

e la

luz.

Él f

ue e

l pri

mer

o en

dem

ostr

ar q

ue la

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cam

bia

de v

eloc

idad

al a

trav

esar

med

ios

más

den

sos.

Ade

más

de

Egip

tolo

gía,

él f

ue u

no d

e lo

s pri

mer

os e

n de

scifr

ar e

inte

rpre

tar l

os

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31

Agr

adec

imie

ntos

Los a

utor

es q

uere

mos

agr

adec

er a

las s

igui

ente

s per

sona

s que

con

sus o

bser

vaci

ones

mej

orar

on su

stan

cial

men

te e

l tex

to. L

os d

octo

res

Bern

ardi

no B

arri

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s, M

anue

l Loz

ano

Leyv

a, R

afae

l Alb

erto

Mén

-

revi

saro

n qu

e los

conc

epto

s teó

rico

s del

man

uscr

ito fu

eran

corr

ecto

s. M

aría

Ele

na E

stre

llo h

izo

la co

rrec

ción

de e

stilo

. Jua

n Jo

sé M

artín

ez,

los

expe

rim

ento

s pu

dier

an re

prod

ucir

se fá

cilm

ente

.

32

Ace

rca

de lo

s A

utor

es

Juan

Mar

tín G

ómez

Gon

zále

zEs

inve

stig

ador

del

Cen

tro

de G

eoci

enci

as d

e la

Uni

vers

idad

Na-

cion

al A

utón

oma

de M

éxic

o, e

n Ju

riqu

illa,

Que

réta

ro. O

btuv

o su

Cie

ncia

s de

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ierr

a en

la U

NA

M y

mie

mbr

o de

l Sis

tem

a N

acio

nal

de In

vest

igad

ores

. Ha

publ

icad

o va

rios

art

ícul

os s

obre

mod

elad

o de

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as s

ísm

icas

y g

ener

ació

n y

evol

ució

n de

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sís

mic

a.

Tam

bién

real

iza

mon

itore

o sí

smic

o en

la M

esa

y el

Alti

plan

o C

entr

al

para

loca

lizar

y e

nten

der e

l ori

gen

de la

sism

icid

ad e

n es

as re

gion

es

del p

aís.

Susa

na A

. Ala

niz

Álv

arez

Inve

stig

ador

a de

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tro

de G

eoci

enci

as d

e la

Uni

vers

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Nac

iona

l A

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oma

de M

éxic

o (U

NA

M).

Obt

uvo

el d

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rado

en C

ienc

ias d

e

acad

émic

o de

núm

ero

de la

Aca

dem

ia d

e Ing

enie

ría.

Rea

liza

inve

sti-

gaci

ón so

bre

la d

efor

mac

ión

de la

cort

eza

supe

rior

y su

rela

ción

con

el v

ulca

nism

o. E

s ni

vel I

I del

Sis

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a N

acio

nal d

e In

vest

igad

ores

. O

frec

e el

cur

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e G

eolo

gía

Estr

uctu

ral e

n el

pos

grad

o de

Cie

ncia

s de

la T

ierr

a de

la U

NA

M y

es e

dito

ra e

n je

fe d

e la

Rev

ista

Mex

ican

a de

Cie

ncia

s Geo

lógi

cas.

En

2004

reci

bió

el p

rem

io Ju

ana

Ram

írez

de

Asb

aje

otor

gado

por

la U

NA

M.

Page 17: La Tierraterra.geociencias.unam.mx/~alaniz/5_Ondas.pdf · 2011-03-02 · En ambos casos verás cómo varía el patrón de interferencia. Aplícalo a tu vida: En el mar se generan

Lase

rie

“Exp

erim

ento

ssi

mple

spar

aen

tend

erun

aTi

erra

com

plic

ada”

está

basa

da

enla

lista

de

los

exper

imen

tos

más

bello

sde

lahi

sto

ria,

pub

licad

apo

rla

revi

sta

Physi

csW

orl

den

septiem

bre

del

200

2.Fu

ero

nel

egid

os

po

rsu

sim

plic

idad

,el

egan

cia

ypo

rla

tran

sfo

rmac

ión

que

pro

voca

ron

enel

pen

sam

ient

oci

entífic

ode

suép

oca

.C

ada

fasc

ícul

ode

esta

seri

ees

táded

icad

oa

uno

de

eso

sex

per

imen

tos.

Nue

stro

pro

sito

eslo

grar

que

entien

das

,a

trav

ésde

laex

per

imen

taci

ón,

fenó

men

osq

ueo

curr

enta

nto

ennu

estr

avi

da

cotidia

naco

mo

ennu

estr

opla

neta

.

Lase

rie

com

ple

tala

pue

des

des

carg

arde

lapág

ina

web

:ht

tp:/

/ww

w.g

eoci

enci

as.u

nam

.mx

Este

fas

cícu

lo e

stá

ded

icad

o a

l exp

erim

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“La

in

terf

eren

cia

de

losr

ayo

slum

ino

sos”

de

Tho

mas

Youn

g.

Co

nse

jo N

aci

on

al d

e C

ien

cia

y T

ecn

olo

gía