optica sonido fisica moderna

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  • 1. PRESENTACIN La Fsica es una ciencia que busca explicar el entorno que nos rodea. Para ello se vale de la observacin y de la experimentacin, con el fin de establecer leyes, principios y teoras que den cuenta del mundo en el que vivimos. Es una ciencia en constante cons- truccin, cuyo desarrollo ha sido posible gracias a varios factores, como el surgimien- to del pensamiento cientfico, los cambios sociales y culturales que ha experimentado el mundo. Gracias a los logros de la Fsica, hoy en da podemos ser testigos de los incontables avances tecnolgicos. reas como la computacin, las telecomunicaciones, la aeronu- tica, la medicina, entre muchas otras, deben su importante desarrollo a esta ciencia. Esperamos que al recorrer las pginas de este texto comprendas que fenmenos na- turales, como el sonido y la luz pueden ser explicados a travs de principios y leyes, y que la ciencia es un prisma a travs del que podemos ver y entender nuestro entorno. Es importante que reconozcas el enorme vnculo que existe entre las distintas disci- plinas cientficas y cmo se nutren unas de otras. Es por ello que debes considerar que el conocimiento cientfico no surge de forma aislada, sino que es un proceso transver- sal al ser humano y que, de una u otra forma, todos somos parte de l. CREDITO FISICA 1 TEXTO 6/7/10 09:05 Pgina 3

2. 4 | Organizacin del texto ORGANIZACIN DEL TEXTO El Texto de Fsica 1 se organiza en 5 unidades. A continuacin se describen las caractersticas principales de los tipos de pginas que encontrars en este libro. 1. INICIO DE UNIDAD Doble pgina inicial, en la que se presentan una serie de imgenes representativas de los temas que se tratarn en la unidad. Introduccin Texto que hace una breve intro- duccin narrativa de los contenidos a tratar en la unidad. Aprenders a Listado con los aprendizajes esperados de la unidad. Actividad inicial Actividad que se propone a partir de una serie de preguntas de asociacin con las imgenes representativas de la unidad. 2. EVALUACIN DIAGNSTICA Evaluacin diagnstica Evaluacin inicial destinada a medir los conocimientos pre- vios necesarios para abordar la unidad, incluye un recuadro denominado lo que me gustara saber, destinado a plantear preguntas factibles de ser respondidas en la unidad. 3. DESARROLLO DEL CONTENIDO Indagacin Actividad exploratoria cuya finalidad es dar inicio a los contenidos mediante la formulacin de preguntas y planteamiento de hiptesis. Concepto clave Significado de conceptos o palabras citadas en el texto y cuya definicin facilite la lectura comprensiva. Ten presente que Actividad destinada a trabajar conceptos que puedan tener una interpretacin errnea. Actividad Destinada a trabajar habilidades y dar continuidad al contenido par- tiendo de la observacin y explo- racin. Conexin con Vincula los contenidos tratados en la unidad con otras reas del conocimiento. Ejemplo resuelto Ejercicio tipo, resuelto paso a paso. Su funcin es orientar el desarrollo de ciertos ejercicios similares. Iniciales 6/7/10 09:05 Pgina 4 3. Organizacin del texto | 5 ORGANIZACIN DEL TEXTO Sntesis y evaluacin de proceso Pgina donde se integran y evalan los contenidos tratados en un conjunto de temas. Investigacin cientfica Actividad en la que se trabaja de forma directa el procedimiento cientfico, ya sea planteando hiptesis, interpretando datos o analizando un experimento famoso. 4. SNTESIS DE LA UNIDAD Infografa Resumen grfico de los contenidos tratados en la unidad, el que incluye una definicin breve de los principales conceptos. 5. PGINAS FINALES DE LA UNIDAD Evaluacin final Evaluacin final de la unidad destinada a la verificacin de los aprendizajes esperados; incluye tres momentos: comprendo, analizo y aplico. Cunto avanc? Pequea actividad al inicio de la evaluacin sumativa cuya finalidad es revisar nuevamente la evaluacin diagnstica. Lnea de tiempo Grfica lineal en la que se ubican de forma cronolgica los descubrimientos y datos cientficos relacionados con la unidad y en los que se vinculan hechos histricos relevantes a modo de contextualizar la evolucin de la ciencia. Proyecto cientfico Actividad de carcter autnomo, en la que se trabaja de forma ntegra el mtodo cientfico. [email protected] Vnculo con distintas pginas webs en las que se encuentran aplicaciones de los contenidos tratados en la unidad. Qu sucedera si...? Actividad destinada al desarrollo de la imaginacin y del pensamiento divergente. As aprendo mejor Breve actividad destinada a trabajar la metacognicin. Iniciales 6/7/10 09:05 Pgina 5 4. 6 | ndice NDICE UNIDAD 1 El sonido Evaluacin diagnstica 10 Indagacin: Origen y propagacin del sonido 12 1 Origen del sonido 13 2 Transmisin del sonido 16 Sntesis y evaluacin de proceso 20 Indagacin. Caractersticas del sonido 21 3 Caractersticas del sonido 22 Sntesis y evaluacin de proceso 25 4 Perodo y frecuencia 26 Investigacin cientfica. Sera posible observar el sonido? 29 Indagacin. Caractersticas de las ondas 30 5 Qu es una onda? 31 6 Rapidez de propagacin de una onda 36 Sntesis y evaluacin de proceso 38 7 Propiedades de las ondas 39 8 Efecto Doppler 41 CTS. Aviones supersnicos 43 Sntesis de la unidad 44 Evaluacin final 46 Proyecto cientfico 49 Sntesis y evaluacin de proceso 60 Indagacin. El comportamiento de la luz 61 2 Reflexin de la luz 62 Investigacin cientfica. Ley de reflexin 63 3 Espejos 65 Sntesis y evaluacin de proceso 72 Indagacin. Propagacin de la luz 73 4 Refraccin de la luz 74 CTS. Fenmenos naturales donde acta la refraccin 76 Sntesis y evaluacin de proceso 77 Indagacin. Las lentes 78 5 Lentes 79 6 Aplicaciones de las lentes 81 Investigacin cientfica. Distancia en la formacin de imgenes 83 Sntesis de la unidad 84 Evaluacin final 86 Proyecto cientfico 89 UNIDAD 3 Espectros ptico y auditivo Evaluacin diagnstica 92 Indagacin. Naturaleza de la luz 94 1 Dispersin cromtica 95 Investigacin. Experimento de Herschel 97 2 El espectro electromagntico 98 3 El ojo, nuestro receptor natural de la luz 101 Sntesis y evaluacin de proceso 103 Indagacin. Espectro auditivo 104 4 El odo, nuestro receptor natural del sonido 105 UNIDAD 2 La luz Evaluacin diagnstica 52 Indagacin. Naturaleza de la luz 54 1 La luz y su naturaleza 55 Investigacin cientfica. Experimento de Fizeau 58 8 50 90 Iniciales 6/7/10 09:05 Pgina 6 5. ndice | 7 NDICE UNIDAD 4 Fuerza y movimiento Evaluacin diagnstica 122 Indagacin. Sistema de coordenadas 124 1 Sistema de coordenadas 125 2 Marco de referencia 126 3 La relatividad del movimiento 128 Sntesis y evaluacin de proceso 132 Investigacin cientfica. Adicin de velocidades 133 4 Velocidad relativa 134 CTS. La velocidad de la luz y la relatividad de Einstein 138 Sntesis y evaluacin de proceso 139 Indagacin. Midiendo fuerzas 140 5 Fuerzas restauradoras 141 Investigacin cientfica. Fuerzas sobre un resorte 142 6 Ley de Hooke 144 CTS. Piernas elsticas 148 Sntesis y evaluacin de proceso 149 Sntesis de la unidad 150 Evaluacin final 152 Proyecto cientfico 155 UNIDAD 5 Dinmica de la Tierra Evaluacin diagnstica 158 Indagacin. Composicin interna de la Tierra 160 1 Formacin de la Tierra 161 2 Modelos de la estructura de la gesfera 162 3 Dinmica terrestre 164 Sntesis y evaluacin de proceso 168 Investigacin cientfica. Cmo percibimos el movimiento de las placas tectnicas? 169 4 Sismos 170 CTS. Animales sismlogos 179 Sntesis y evaluacin de proceso 181 Indagacin. Efectos del movimiento de las placas 182 5 Volcanes 183 Sntesis y evaluacin de proceso 188 Indagacin. Cambios en la superficie de la Tierra 189 6 Un paisaje en constante cambio: la erosin 190 Sntesis y evaluacin de proceso 192 CTS. Cmo detener el avance de los desiertos? 193 Sntesis de la unidad 194 Evaluacin final 196 Proyecto cientfico 199 Solucionario 200 Bibliografa 208 120 156 5 Infrasonido 107 6 Ultrasonido 109 CTS. El sonar 112 Sntesis y evaluacin de proceso 113 Sntesis de la unidad 114 Evaluacin final 116 Proyecto cientfico 119 Iniciales 6/7/10 13:29 Pgina 7 6. El sonido Unidad 1 8 | Unidad 1 El despertador al empezar el da, el trino de un pjaro, el motor de una micro, la sirena de un barco, la bocina de un tren. Todos los das escuchamos un sinfn de estmulos sonoros que determinan nuestra vida cotidiana. En esta unidad vamos a profundizar en la naturaleza del sonido y estudiaremos de qu manera se comporta en distintas situa- ciones. La rama de la Fsica que se preocupa de su estudio se llama acstica, y sus aplicaciones pueden ir desde la fabricacin de instru- mentos musicales hasta la exploracin del fondo submarino. De qu manera? En el desarrollo de esta unidad encontrars la respuesta de esta y muchas otras interrogantes. Unidad 1 (8-49) 6/7/10 09:07 Pgina 8 7. El sonido | 9 ACTIVIDAD INICIAL Reconocer que todo sonido se origina en un proceso vibratorio. Identificar las caractersticas bsicas asociadas a todo sonido: altura, intensidad y timbre. Analizar los elementos que caracterizan una onda. Relacionar longitud y frecuencia de una onda con la velocidad de propagacin que esta posea. Analizar cualitativamente los factores que dan origen al efecto Doppler. Identificar problemas, hiptesis y procedimientos experimentales, en los experimentos del nivel. Interpretar datos empricos, con la finalidad de probar o desechar hiptesis. APRENDERS A: En estas pginas se presenta una serie de fotografas. Renete con un grupo de cuatro compaeras y/o compaeros y trabajen en torno a las siguientes actividades: 1. Describe las imgenes de las fotografas. Qu es lo que las relaciona a todas ellas? 2. En cules puedes distinguir cuerpos que emiten sonido? 3. Qu crees que ocurre en los objetos de las fotografas para que puedan emitir sonido? 4. Cul de los objetos crees que puede producir un sonido ms fuerte? Unidad 1 (8-49) 6/7/10 09:07 Pgina 9 8. 10 | Unidad 1 1. Cuando Felipe est acostado, se le acerca al odo un mosquito cuyo zumbido no lo deja dormir. Qu explicacin te parece ms adecuada? Escribe tu respuesta en tu cuaderno. 2. Qu imagen se asocia mejor a oscilacin? Escribe tu respuesta en tu