fisica de la luz, vision y audicion

FÍSICA DE LA FÍSICA DE LA LUZ y EL LUZ y EL COLORCOLOR

La La LuzLuzEs una onda Es una onda

electromagnética, electromagnética, compuesta por compuesta por partículas partículas energizadas energizadas llamadas fotones, llamadas fotones, capaz de ser capaz de ser percibida por el ojo percibida por el ojo humano y cuya humano y cuya frecuencia o frecuencia o energía. Es una energía. Es una banda de energía en banda de energía en el espectro el espectro electromagnéticoelectromagnético

Espectro Espectro ElectromagnéticoElectromagnético

La distribución energética del conjunto La distribución energética del conjunto de las ondas electromagnéticas que de las ondas electromagnéticas que emite o absorbe una sustancia.emite o absorbe una sustancia.

Fuentes LuminosasFuentes Luminosas

Son los cuerpos que Son los cuerpos que emiten luz por sí emiten luz por sí mismos. Se mismos. Se distinguen las distinguen las fuentes fuentes incandescentes que incandescentes que además de luz además de luz emiten calor de las emiten calor de las fuentes fuentes luminiscentes que luminiscentes que no lo emiten.no lo emiten.

Espectro Espectro VisibleVisibleRegión del espectro Región del espectro

electromagnético que el ojo electromagnético que el ojo humano es capaz de percibir. A la humano es capaz de percibir. A la radiación electromagnética en este radiación electromagnética en este rango de longitudes de onda se le rango de longitudes de onda se le llama luz visible o simplemente luz.llama luz visible o simplemente luz.

Fenómenos LuminososFenómenos Luminosos

FosforescenciaFosforescencia

Es el fenómeno en el Es el fenómeno en el cual ciertas cual ciertas sustancias tienen la sustancias tienen la propiedad de propiedad de absorber energía y absorber energía y almacenarla, para almacenarla, para emitirla emitirla posteriormente en posteriormente en forma de luz.forma de luz.

FluorescenciaFluorescencia

Es la propiedad de Es la propiedad de una sustancia para una sustancia para emitir luz cuando es emitir luz cuando es expuesta a expuesta a radiaciones del tipo radiaciones del tipo ultravioleta, rayos ultravioleta, rayos catódicos o rayos X. catódicos o rayos X. Las radiaciones Las radiaciones absorbidas absorbidas (invisibles al ojo (invisibles al ojo humano), son humano), son transformadas en luz transformadas en luz visible.visible.

Física BiológicaFísica Biológica 99

BioluminiscenciBioluminiscenciaa

La producción de luz La producción de luz de ciertos de ciertos organismos vivos. organismos vivos. Es un fenómeno Es un fenómeno muy extendido en muy extendido en todos los niveles todos los niveles biológicos: biológicos: bacterias, hongos, bacterias, hongos, protistas protistas unicelulares, unicelulares, celentéreos, celentéreos, gusanos, moluscos, gusanos, moluscos, cefalópodos, etc.cefalópodos, etc.

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/2/2f/Red_tide_bioluminescence_at_midnight.jpg


Velocidad de la Velocidad de la LuzLuzEn el "vacío" es En el "vacío" es por definición una por definición una constante constante universal de valor universal de valor 299.792.458 m/s 299.792.458 m/s (aproximadament(aproximadamente 300.000 Km./s). e 300.000 Km./s). Se denota con la Se denota con la letra letra C.C.


Iluminación Iluminación Según la forma en que se comportan Según la forma en que se comportan al ser iluminados por un rayo de luz, al ser iluminados por un rayo de luz, los cuerpos se clasifican en:los cuerpos se clasifican en:

OpacosOpacos

Cuando no deja Cuando no deja pasar la luz en pasar la luz en proporción proporción apreciable.apreciable.


TransparentesTransparentes

Un material presenta Un material presenta transparencia cuando transparencia cuando deja pasar fácilmente deja pasar fácilmente la luz.la luz.

TraslucidosTraslucidos

Se dice del cuerpo a Se dice del cuerpo a través del cual pasa través del cual pasa la luz, pero que no la luz, pero que no deja ver las cosas deja ver las cosas que están detrás de que están detrás de él. él.


Fonometría Fonometría

Es aquella parte de Es aquella parte de la Física que cuyo la Física que cuyo objetivo es la objetivo es la medida de la medida de la intensidad de la luz. intensidad de la luz. La unidad de La unidad de medida de la medida de la intensidad de la luz, intensidad de la luz, es el violle que se es el violle que se define como la define como la intensidad luminosa intensidad luminosa de un cm2 de de un cm2 de platino en fusión.platino en fusión.


Reflexión de la Reflexión de la LuzLuz

Se refiere al fenómeno por el cual un rayo de Se refiere al fenómeno por el cual un rayo de luz que incide sobre una superficie es luz que incide sobre una superficie es reflejado. reflejado.

Rayo incidente

Rayo reflejado

Punto de incidencia


Leyes de la Leyes de la ReflexiónReflexión• En el plano de una hoja están En el plano de una hoja están situados el rayo incidente, el situados el rayo incidente, el reflejado y la normal. reflejado y la normal.

• El ángulo de incidencia (i) es igual El ángulo de incidencia (i) es igual al ángulo de reflexión (r), esto al ángulo de reflexión (r), esto significa que si el ángulo de significa que si el ángulo de incidencia con relación a la normal incidencia con relación a la normal tiene un valor de 23 grados, el ángulo tiene un valor de 23 grados, el ángulo de reflexión será de 23 grados.de reflexión será de 23 grados.


EspejosEspejos

Es una superficie Es una superficie capaz de reflejar capaz de reflejar la luz y la luz y suficientemente suficientemente clara como para clara como para formar una formar una imagen.imagen.


Espejos Planos:Espejos Planos:

Un espejo plano es Un espejo plano es una superficie plana una superficie plana muy pulimentada muy pulimentada que puede reflejar la que puede reflejar la luz que le llega con luz que le llega con una una capacidad capacidad reflectora de la reflectora de la intensidad de la luz intensidad de la luz incidente del 95% incidente del 95% (o (o superior). superior).


Espejos Curvos:Espejos Curvos:

Deforman la imagen en sentido de Deforman la imagen en sentido de la curvatura:la curvatura:

Cuando están en sentido vertical Cuando están en sentido vertical la hacen mas alta o mas baja.la hacen mas alta o mas baja.

Cuando están en sentido Cuando están en sentido horizontal deforman la imagen horizontal deforman la imagen haciéndola mas ancha o mas haciéndola mas ancha o mas angosta.angosta.


Espejos Esféricos:Espejos Esféricos:

Reflejan los rayos de luz en el Reflejan los rayos de luz en el mismo ángulo de incidencia, pero mismo ángulo de incidencia, pero con respecto del radio de la con respecto del radio de la esfera que pasa punto de esfera que pasa punto de incidencia. Pueden ser:incidencia. Pueden ser:

ConvexosConvexos

CóncavosCóncavos


Absorción de la LuzAbsorción de la LuzExisten superficies y objetos que Existen superficies y objetos que absorben la mayor parte de las absorben la mayor parte de las radiaciones luminosas que les llegan. radiaciones luminosas que les llegan. Estos objetos se ven de color negro. Estos objetos se ven de color negro.

Rayo de incidencia

09/11/200709/11/2007 Física BiológicaFísica Biológica 2222

Refracción de la LuzRefracción de la LuzEl cambio de dirección que sufren los El cambio de dirección que sufren los rayos luminosos al pasar de un medio a rayos luminosos al pasar de un medio a otro, donde su velocidad es distinta, da otro, donde su velocidad es distinta, da lugar a los fenómenos de refracción. lugar a los fenómenos de refracción.

09/11/200709/11/2007 Física BiológicaFísica Biológica 2323

Leyes de la Leyes de la RefracciónRefracción

El rayo incidente, el rayo El rayo incidente, el rayo refractado y la normal están en un refractado y la normal están en un mismo plano.mismo plano.

La refracción de la luz expresa La refracción de la luz expresa que, para cada par de medios que, para cada par de medios transparentes, existe una relación transparentes, existe una relación constante entre el ángulo de constante entre el ángulo de reflexión y el ángulo de incidencia, reflexión y el ángulo de incidencia, que se denomina índice de que se denomina índice de refracción.refracción.


El ColorEl ColorEs un fenómeno físico Es un fenómeno físico asociado a las asociado a las infinitas infinitas combinaciones de la combinaciones de la luz, relacionado con luz, relacionado con las diferentes las diferentes longitudes de onda en longitudes de onda en la zona visible del la zona visible del espectro espectro electromagnético, electromagnético, que perciben las que perciben las personas y animales a personas y animales a través de los órganos través de los órganos de la visión.de la visión.


Tabla de relación entre frecuencias y Tabla de relación entre frecuencias y colores percibidos:colores percibidos:

ColorColorLongitud de

ondaFrecuencia

rojo ~ 625-740 nm ~ 480-405 THz

naranja ~ 590-625 nm ~ 510-480 THz

amarillo ~ 565-590 nm ~ 530-510 THz

verde ~ 520-565 nm ~ 580-530 THz

cian ~ 500-520 nm ~ 600-580 THz

azul ~ 450-500 nm ~ 670-600 THz

añil ~ 430-450 nm ~ 700-670 THz

violeta ~ 380-430 nm ~ 790-700 THz

http://es.wikipedia.org/wiki/Rojo

http://es.wikipedia.org/wiki/Naranja_(color)

http://es.wikipedia.org/wiki/Amarillo

http://es.wikipedia.org/wiki/Verde

http://es.wikipedia.org/wiki/Cian

http://es.wikipedia.org/wiki/Azul

http://es.wikipedia.org/wiki/A%C3%B1il

http://es.wikipedia.org/wiki/Violeta


ColorimetríaColorimetría

Es la ciencia que Es la ciencia que estudia la medida estudia la medida de los colores y que de los colores y que desarrolla métodos desarrolla métodos para la para la cuantificación del cuantificación del color, o sea para la color, o sea para la obtención de obtención de valores numéricos valores numéricos del color.del color.


Colores PrimariosColores Primarios

Puede Puede reproducirse reproducirse cualquier cualquier sensación de color sensación de color mezclando mezclando aditivamente aditivamente diversas diversas cantidades de rojo, cantidades de rojo, azul y verde.azul y verde.


Los pigmentos Los pigmentos son compuestos son compuestos que absorben la que absorben la luz de unos luz de unos colores colores particulares con particulares con especial especial eficiencia. eficiencia.


Degradación de la Degradación de la LuzLuzLa luz blanca o visible La luz blanca o visible puede puede descomponerse en descomponerse en luces luces monocromáticas, monocromáticas, siempre que atraviese siempre que atraviese algún obstáculo que algún obstáculo que obligue a las obligue a las diferentes ondas que diferentes ondas que constituyen la luz constituyen la luz blanca a viajar a blanca a viajar a velocidades velocidades diferentes, por diferentes, por ejemplo un prisma ejemplo un prisma transparente.transparente.


Prisma Prisma Óptico:Óptico: Es un objeto capaz de, refractar, Es un objeto capaz de, refractar,

reflejar y descomponer la luz en los reflejar y descomponer la luz en los colores del arco iris. Generalmente, colores del arco iris. Generalmente, estos objetos tienen la forma de un estos objetos tienen la forma de un prisma triangular, de ahí su nombre. prisma triangular, de ahí su nombre.


Lentes:Lentes:

Una lente es un medio u objeto que Una lente es un medio u objeto que concentra o dispersa rayos de luz.concentra o dispersa rayos de luz.

•Las lentes más comunes se Las lentes más comunes se basan en el distinto grado de basan en el distinto grado de refracción que experimentan los refracción que experimentan los rayos de luz al incidir en puntos rayos de luz al incidir en puntos diferentes de la lente.diferentes de la lente.


Tipos de Lentes:Tipos de Lentes:

Lentes Lentes ConvergentesConvergentes

"Son las que reúnen los rayos "Son las que reúnen los rayos paralelos al eje en un foco paralelos al eje en un foco

situado en el lado contrario situado en el lado contrario al de incidencia de los al de incidencia de los

mismos."mismos."

BICONVEXA BICONVEXA 2 caras esféricas 2 caras esféricas

convexas. Su convexas. Su convergencia es positiva convergencia es positiva y puede dar imágenes y puede dar imágenes

reales.reales.

PLANOCONVEXAPLANOCONVEXA1 cara esférica 1 cara esférica convexa y 1 cara convexa y 1 cara planaplana

MENISCO MENISCO CONVERGENTECONVERGENTE1 cara esférica 1 cara esférica convexa y 1 cara convexa y 1 cara cóncavacóncava


Lentes Lentes DivergentesDivergentes

"Son las que reúnen los rayos "Son las que reúnen los rayos paralelos al eje en un foco paralelos al eje en un foco

situado en el mismo lado en situado en el mismo lado en que inciden dichos rayos."que inciden dichos rayos."

MENISCO MENISCO DIVERGENTEDIVERGENTE1 cara esférica 1 cara esférica

cóncava y 1 cara cóncava y 1 cara convexaconvexa

PLANOCONCAVPLANOCONCAVAA

1 cara esférica 1 cara esférica cóncava y 1 cara cóncava y 1 cara

planaplana

BICONCAVA BICONCAVA 2 caras esféricas 2 caras esféricas

cóncavas. Su cóncavas. Su convergencia es convergencia es

negativa y da negativa y da imágenes virtuales imágenes virtuales

solamentesolamente..

Física Biológica 34

FÍSICA de la visión


La visión es un sentido que consiste en la habilidad de detectar la luz y de interpretarla.

La visión se nutre de múltiples fuentes de información para interpretar el mundo que nos rodea. El uso de dos ojos permite la visión binocular, con la cual Podemos percibir la distanciaa la que se encuentra un objetoo la diferencia entre el movimiento de un pájaro y el movimiento del fondo de matorrales.


La vista es el sentido mas importante.

40% de las fibras nerviosas del cerebro transportan información relacionada con la función visual.

El daño cerebral a menudo se refleja en algún tipo de disfunción visual

La información luminosa se recibe por los fotorreceptores retinarios.


EL OJO HUMANOEL OJO HUMANO


•Recibe los estímulos de los rayos de luz procedentes del entorno y los transforman en impulsos nerviosos •Impulsos llegan hasta el centro cerebral de la visión •Se descodifican y se convierten en imágenes

09/11/2007 Física Biológica 39

FUNCIONAMIENTFUNCIONAMIENTO DEL OJOO DEL OJO


CORNEA CORNEA

La córnea es una importante porción anatómica del ojo

Localizada al frente del órgano ocular permite el paso de la luz a las porciones interiores

Protege al iris y cristalino.El grosor medio de la córnea en los individuos

adultos es de 1/2 milímetro mientras que el diámetro oscila en los 11,5 mm.


IRIS IRIS Membrana coloreada y circular del ojo

El iris es la zona coloreada del ojo, ya sea azul, verde, marrón etc.

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/3/31/OjoVerde.JPG


… y en su centro se encuentra la pupila, de color negro; la zona blanca que se encuentra alrededor se denomina esclerótica.

Tiene como objetivo poder regular la cantidad de luz que llega a la retina.


PUPILAPUPILA

La pupila es un orificio en la parte central del iris para el paso de la luz abertura dilatable y contráctil de color negro

• Función de regular la iluminación que le llega a la retina, en la parte posterior del ojo.


•También es llamada "la niña del ojo". El tamaño de la pupila está controlado por dos músculos

– El esfínter de la pupila la cierra – El dilatador de la pupila la abre


CRISTALINOCRISTALINO

Componente del ojo con forma de lente biconvexa que está situado tras el iris

– Consiste en permitir enfocar objetos situados a diferentes distancias

– Se caracteriza por su alta concentración en proteínas

– Este hecho es el que le otorga su capacidad para refractar la luz, ayudando a la córnea a formar las imágenes sobre la retina .


RETINA RETINA

La superficie interna de la cara superior del ojo esta cubierta por la retina. Alto consumo de oxígeno En su cara externa, está protegida por una capa pigmentaria pardusca y opaca. Está compuesta de dos unidades funcionales :

Suministra nutrición a la retina nerviosa en forma de glucosa y de iones esenciales.

Protege los fotorreceptores retinianos de unos niveles de luz potencialmente dañinos.


PARTE EXTERNA DEL PARTE EXTERNA DEL OJOOJO


Defecto de refracción en el que los rayos convergen delante de la retina , visión borrosa de lejos

MIOPIA MIOPIA


Para corregir la miopía se necesitan lentes divergentes: divergen los rayos que llegan.

El foco de las lentes divergentes empleadas para corregir la miopía debe estar en el punto remoto para que los rayos que salen de ellas se enfoquen en la retina.


HIPERMETROPÍA

Defecto de refracción en el que los rayos convergen detrás de la retina. visión borrosa de cerca


La hipermetropía se corrige con lentes convergentes. En algunos casos se corrige al crecer la persona y agrandarse el globo ocular.


PRESBICIA PRESBICIA

También llamada “vista cansada” Proceso involuntario normal, el cristalino

sufre con la edad un proceso de esclerosis que le hace perder progresivamente su capacidad de acomodar y enfocar los objetos


… se corrige con lentes convergentes.


ASTIGMATISMOASTIGMATISMO

Defecto de refracción en el que los rayos de luz no llegan a converger en un punto imágenes distorsionadas


Para corregirlo es necesario una lente cilíndrica compensadora.


Física del sonido


"Cerca del 12% de la población en general, experimenta durante su vida una disminución o perdida de la audición, que puede presentar una discapacidad para ser tomada en consideración"

Sonido:

Onda mecánica longitudinal, de vital importancia para la comunicación del ser humano y el intercambio de información acerca del medio.


Onda Sonora

Es una variación local de la densidad o presión de un medio continuo, que se transmite de unas partes a otras del medio en forma de onda longitudinal periódica o casi periódica.


¿Hz?¿Hz? Frecuencia (f)

Número de vibraciones que emite una fuente sonora por unidad de tiempo.

1/s = s-1 (Hz: Hertz)


Sonido

El oído humano puede detectar como sonido, ondas mecánicas longitudinales cuya frecuencia este comprendida entre:

20 y 20000 Hz


Propagación

Precisan de un medio elástico (aire, agua, etc.)

Produce el desplazamiento de moléculas que lo conforman.

Esos movimientos coordinados de millones de moléculas producen las denominadas ondas sonoras, que producen en el oído humano una sensación descrita como sonido.


Es la percepción sonora que el hombre tiene de la intensidad de un sonido. La sonoridad se mide mediante una magnitud llamada fonio, que utiliza una escala arbitraria cuyo cero corresponde a I0 = 10-12 W/m²

Sensación de sonoridad


En estas ondas la velocidad de fase es distinta a la velocidad de grupo

۩ La velocidad de fase es diferente para cada frecuencia

Por esta razón ocurrela distorsión del sonido

a grandes distancias


Cualidades del sonido

Tono

Intensidad

Timbre

Duración


Tono

Frecuencia fundamental de las ondas sonoras

Permite distinguir entre sonidos graves, agudos o medios.

Es determinado por la longitud de la onda.

Cuanto mas edad se tiene, el rango de frecuencia audible se reduce tanto en sonidos graves como en agudos.


Intensidad

Cantidad de energía acústica que contiene un sonido o que atraviesa un área unidad en la unidad de tiempo

I = E / At

J /m2.s ó W/ m2


Escala decibélica

El oído humano puede detectar sonidos con intensidades que van desde: 10-12 a 1 W/m2

= 10 Log I / I0 (nivel de intensidad)

10-12 100

1= 10Log ----- 2 = 10Log------

10-12 10-

12

1 = 0 dB 2=120dB


TimbreCualidad que confiere al sonido los armónicos que acompañan a la frecuencia fundamental.

Esta cualidad es la que permite distinguir dos sonidos.

Ej.: entre la misma nota (tono) con igual intensidad producida por dos instrumentos musicales distintos.


Duración

Está relacionada con el tiempo de vibración del objeto.

Ej.: Podemos escuchar sonidos largos, cortos, muy cortos, etc...


ANATOMÍA DEL OÍDO


Antonio María Valsalva

(Imola, 1666-Bolonia, 1723) Anatomista italiano y discípulo de Malpighi en la Universidad de Bolonia y realizó importantes estudios sobre la estructura anatómica del oído. Destaca su obra Tratado sobre el oído humano (1704), en la que estableció una división del oído en externo, medio e interno. Describió el experimento que lleva su nombre, consistente en la insuflación de aire en la trompa de Eustaquio y la caja timpánica a consecuencia de una espiración forzada con la boca y la nariz cerradas.


Oído externo

Esta diseñado para recoger las ondas sonoras y dirigirlas al interior

Tiene propiedades de resonancia

Realza algunas frecuencias


Oído medioTambién llamado cavidad timpánicaContiene al martillo, el yunque y el estribo.Músculo tensor del Tímpano y Músculo tensor del Estribo.


Se encargan de transmitir al oído interno las vibraciones sonoras que llegan por el aire, amortiguar los movimientos del tímpano e incrementar la fuerza hacia la ventana oval.

Huesecillos


Oído interno

Realiza la transformación de la energía mecánica producida por las ondas sonoras en energía nerviosa.


Estructura de la cóclea

En su interior se encuentra el órgano de Corti, que es el órgano del sentido de la audición.


Mecanismos de audición

Recepción

Transmisión

Percepción


- Pedir a los demás que repitan las palabras.- Problemas en las relaciones con los demás.- No entender las conversaciones- Aislamiento social- Cansancio y estrés- Dificultad al entender las voces de los niños- Poner alto el volumen de la televisión

Síntomas de la Pérdida de Audición

fisica de la luz, vision y audicion

Health & Medicine