La luz y el sonido

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Texto completo

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La luz y el

sonido

A comienzos de 1679, Isaac Newton realizó un experimento con el que demostró que el color normal de la luz es el blanco y se consigue al juntar rayos de todo tipo de colores.

Para demostrarlo, Newton se encerró en una habitación oscura, donde solo existía un pequeño agujero en la ventana que permitía el paso de un rayo de sol. Con ayuda de un prisma de vidrio, consiguió

descomponer la luz blanca del rayo de sol en un arcoiris de vivos e intensos colores.

¿Qué demostró Newton con su experimento?

• A identificar la luz y el sonido como formas de energía.

• Cómo se desplazan la luz y el sonido. • Cómo se producen la reflexión

y la refracción de la luz.

• Cómo el ojo y el oído perciben la luz y el sonido.

En esta unidad aprenderás

(2)

La luz y el sonido como ondas.

¿Qué es una onda?

1

La luz y el sonido son formas de energía. Sabemos que la energía

puede viajar de un lugar a otro. La energía de la luz y la energía del

sonido viajan a través de

ondas

.

Las ondas de la radio, las de televisión, las olas del mar o las ondas

sísmicas de los terremotos, son ejemplos de cómo la energía viaja a

través de las ondas.

Una onda es una forma de transportar energía en el espacio.

Las ondas por las que se desplaza el sonido se denominan

ondas

sonoras

. Las ondas por las que viaja la luz se denominan

ondas

lu-minosas

. Entre ellas existe una diferencia muy importante.

Las

ondas sonoras

no pueden desplazarse por el vacío; se desplazan

por un medio material, ya sea sólido, líquido o gaseoso.

Las

ondas luminosas

pueden desplazarse por el espacio vacío, no

necesitan ningún medio material para hacerlo.

Los objetos como fuentes

secundarias de luz

2

La luz es una forma de energía que permite ver el color

y la forma de los objetos.

Las

fuentes luminosas

son aquellos cuerpos que pueden emitir luz

y son de dos tipos:

Naturales.

No han sido creadas por el ser humano, como el Sol,

las estrellas o las luciérnagas.

Artificiales.

Han sido creadas por el ser humano, como las

bom-billas, las velas o las linternas.

La mayoría de objetos no emiten luz propia, pero pueden reflejar la

luz que les llega. Los objetos pueden ser de tres tipos según se

com-porten frente a la luz:

Objetos transparentes.

Dejan pasar la luz. Se pueden ver

clara-mente los objetos que hay detrás de ellos. Por ejemplo, el cristal,

el aire o el agua.

Objetos translúcidos.

Dejan pasar una parte de la luz, pero no se

pueden ver con claridad los objetos que hay detrás de ellos. Por

ejemplo, el papel vegetal o un cristal tallado.

Objetos opacos.

No dejan pasar la luz. No se pueden ver los

ob-jetos que hay detrás de ellos. Por ejemplo, la madera o el carbón.

Ondas en el agua producidas al caer una gota de agua.

Se conoce como vacío ese lugar donde no existe ni un átomo de materia. Por ejemplo, el espacio entre las estrellas y la Tierra.

En la materia sólida, como la madera, los átomos están muy juntos.

En la materia líquida, como el agua, los átomos están un poco más espaciados.

En la materia gaseosa, como el aire, los átomos están muy separados entre sí.

DEBES SABER…

(3)

1. Define los siguientes términos. • Onda:

• Luz:

• Fuentes luminosas:

2. Indica debajo de cada dibujo el estado de las siguientes materias:

3. Completa el texto.

«La luz y el sonido son formas de . Sabemos que la energía puede

de un lugar a otro.

La energía de la luz y la energía del sonido viajan a través

de .»

4. Clasifica las siguientes fuentes luminosas en naturales o artificiales.

Fuentes

luminosas Naturales Artificiales

Luciérnaga Linterna Estrella Fuego de cerilla Vela

Sol

Actividades

5. Responde.

• ¿A qué se llama «vacío»?

• ¿Qué tipo de ondas se desplazan en el vacío?

6. Coloca en las casillas si las frases son verdaderas (V) o falsas (F). Fíjate en el ejemplo.

V La luz es una forma de energía. Las ondas transportan materia. Las ondas transportan energía.

Las fuentes luminosas pueden ser naturales y especiales.

Los objetos transparentes dejan pasar la luz. La madera es un material translúcido.

7. Escribe transparente, translúcido u opaco debajo de la fotografía que corresponda.

8. Corrige el texto subrayado para que las frases sean correctas.

Las tablas de madera de una estantería están fabricadas con materiales translúcidos.

Los objetos opacos dejan pasar una parte de la luz que les llega.

El cristal de una ventana está realizado con materiales opacos.

159

(4)

La luz se propaga en línea recta

3

Cuando enciendes una bombilla, los rayos de luz enseguida iluminan

toda la habitación. Este hecho se debe a dos propiedades de la luz:

La luz viaja en línea recta y en todas direcciones.

Los rayos de

luz no pueden rodear un objeto, por eso cuando algún cuerpo se

coloca delante de la luz se forman las sombras.

La luz viaja muy rápido

, a una velocidad de 300 000 kilómetros

en un segundo. En la Naturaleza no existe ningún fenómeno tan

rápido como la luz.

Esta velocidad se consigue cuando la luz viaja por el vacío o por

el aire. En otros medios como el agua o el vidrio, su velocidad es

menor.

Las sombras y los eclipses

4

Las sombras se producen cuando los rayos de luz chocan contra un

objeto opaco que no deja pasar la luz.

La sombra que aparece tiene una forma parecida al objeto que tiene

delante. La sombra de una pelota será redonda, mientras que la

som-bra de un libro será rectangular.

Cuando la fuente luminosa que produce la luz está muy cerca del

objeto opaco, se forman

sombras y penumbras

.

Los eclipses

Los eclipses se producen cuando existen tres astros colocados en

línea recta y uno de ellos es ocultado por la sombra de otro.

Hay dos tipos de eclipse:

Eclipse de Luna.

Se produce cuando la Tierra se sitúa entre el Sol

y la Luna, y proyecta su sombra sobre nuestro satélite. La Luna

entonces no es iluminada y no podemos verla.

Eclipse de Sol.

Se produce cuando la Luna se sitúa entre el Sol y

la Tierra. La Luna tapa el Sol, que deja de iluminar una parte de la

Tierra.

Penumbra

Sombra

Sombra Foco luminoso

Las sombras se forman cuando la luz choca con un objeto.

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9. Define las dos propiedades de la luz: •

10. Explica por qué es imposible que ocurra lo que se observa en los siguientes dibujos.

a) Es imposible que ocurra porque la luz

b) Es imposible que ocurra porque la luz

11. Dibuja la sombra que falta.

12. Completa el esquema señalando la sombra, la penumbra y el foco luminoso.

13. Responde las siguientes preguntas. • ¿Cuándo se produce una sombra?

• ¿Cuándo se producen penumbras?

Actividades

14. Busca en el diccionario el significado de la palabra propagar y escribe palabras sinónimas.

• Propagar:

• Sinónimos:

15. Asocia cada término con su dibujo: eclipse de sol – eclipse de luna.

Luna

Luna Sol

Sol

Tierra

Tierra

16. Escribe la definición del término eclipse. Eclipse:

17. Dibuja las diferentes fases de un eclipse de Sol.

18. Lee y contesta.

«La noche del 15 de junio de 2011, nuestro planeta se colocó delante del Sol ocultando por unos minutos la enorme Luna llena que brillaba en el cielo.»

¿Qué fenómeno describe el texto?

A B

161

(6)

La reflexión de la luz

5

Cuando los rayos de luz chocan con un objeto

opaco

, rebotan, como

haría una pelota de tenis contra una pared. Este fenómeno se llama

reflexión

y nos permite ver los objetos.

La mayoría de objetos solo reflejan una parte de la luz que les llega;

la otra parte la absorben. Los espejos son los únicos objetos que

re-flejan casi toda la luz que les llega.

La reflexión es el rebote de los rayos de luz cuando chocan

contra un objeto opaco.

La refracción de la luz

6

Cuando los rayos de luz chocan con cuerpos

transparentes

, la luz

no rebota, pero cambia de velocidad y dirección. A este cambio de

dirección se le llama

refracción

.

Se produce refracción cuando la luz choca contra un cristal, el aire,

el agua o cualquier otro material transparente.

La refracción es el cambio de dirección de la luz al pasar por un

material transparente.

Lentes

Las lentes son cuerpos transparentes, generalmente de vidrio. Su

fun-ción es ajustar las imágenes utilizando la

refracción

de la luz.

El ser humano ha perfeccionado el uso de las lentes para poder

utili-zarlas en aparatos como gafas, lentillas, cámaras fotográficas,

micros-copios o lupas.

Tipos de lentes

Lentes convergentes. Son más gruesas en el centro que en los extremos. Concentran la luz. Se utilizan en las lupas y en gafas o lentillas para corregir la hipermetropía.

Lentes divergentes. Son más finas en el centro que en los extremos. Dispersan la luz. Se utilizan principalmente en gafas o lentillas para corregir la miopía.

Los rayos de luz rebotan sobre el espejo, que es una superficie opaca y nos devuelve una imagen simétrica del objeto real. Si te miras en un espejo, tu mano derecha es la izquierda en la imagen que se refleja.

(7)

19. Define los siguientes términos. • Reflexión:

• Refracción:

20. Elige la opción adecuada.

• La reflexión de la luz se produce en cuerpos… a) opacos b) transparentes • Los rayos de luz, al chocar con un objeto opaco…

a) se absorben b) se reflejan • La reflexión en un espejo crea…

a) imágenes b) imágenes simétricas distorsionadas

21. Dibuja una lente convergente y una lente divergente. a) Lente convergente

b) Lente divergente

22. Une con flechas.

Cuerpos opacos • Cuerpos transparentes •

Lentes • • Reflexión Espejos • • Refracción Rebota la luz •

Cambio de dirección de la luz •

23. Escribe una cruz en la columna que corresponda.

Reflexión Refracción

Agua Madera Cartón Aire Roca Cristal Papel Plástico

24. Ordena las letras para formar palabras relacionadas con el tema.

FLIXERENO: JESEPO: CCAIÓNRRFE: EETLN:

RENTRNSAPAET: APOOC:

25. Completa las frases con las siguientes palabras: luz- dirección-transparente-reflexión-refracción-rebotan. • Los rayos de la luz al chocar

con un objeto opaco.

• Los rayos de la cambian de

al chocar con un objeto .

• En los objetos opacos se produce la de la luz.

• En los objetos transparentes, se produce la de la luz.

26. Explica qué son las lentes y para qué se utilizan. Las lentes son

y se utilizan

. Las lentes convergentes

Las lentes divergentes

.

Actividades

163

(8)

La descomposición de la luz

7

Isaac Newton demostró que la luz blanca se puede descomponer en

diferentes colores cuando atraviesa un prisma. Esos colores

configu-ran el

espectro visible

.

El espectro visible está formado por los siete colores del arco iris:

violeta, añil, azul, verde, amarillo, naranja y rojo.

La luz blanca está formada por diferentes colores a los que llamamos espectro visible.

El color de los cuerpos

8

Si observamos a nuestro alrededor vemos que los objetos tienen

di-ferentes colores. Pero si no están iluminados, todos los cuerpos

pa-recen negros. Cuando la luz llega a un objeto, una parte de luz se

refleja y otra se absorbe.

El color del objeto que estamos viendo corresponde solo

a los colores que este refleja.

Un objeto de color rojo refleja hasta nuestros ojos el color rojo y

absorbe todos los demás.

Un objeto de color blanco refleja todos los colores y no absorbe

ninguno.

Un objeto negro no refleja ningún color porque los absorbe todos.

Hay que distinguir dos tipos de colores:

Colores luz.

Son producidos por luces como el Sol o una

bombi-lla. Hay tres colores luz primarios:

rojo, verde y azul

. Si

combi-namos esos colores podemos obtener los demás.

Colores pigmento.

No son producidos por la luz, sino los

utiliza-dos en los objetos que la reflejan. Hay tres colores pigmento

pri-marios:

amarillo, magenta y cian

. Si se mezclan los tres colores

se forma el color negro. Si se combinan entre ellos pueden formar

cualquier color, excepto el blanco.

La luz blanca, al atravesar un prisma, se descompone en diferentes colores.

Cuando llueve, las gotas de lluvia actúan como un prisma, que descompone la luz blanca del sol en los siete colores del arco iris.

(9)

27. Responde a las siguientes preguntas. • ¿A qué llamamos espectro visible?

• ¿Qué colores forman el espectro visible?

• ¿Por qué se forma el arco iris cuando llueve?

28. Señala en el dibujo los siete colores que forman la luz blanca.

29. Piensa y escribe. En una catarata también suele verse un arco iris. Explica por qué.

30. Busca en el diccionario el significado de las siguientes palabras.

• Prisma:

• Pigmento:

31. Completa las frases.

• El color negro no ningún color. • El color negro todos los colores. • El color blanco refleja los colores. • El color blanco no absorbe color.

Actividades

32. Busca información sobre el científico Isaac Newton.

Lugar y fecha de nacimiento:

Estudios realizados:

Profesiones:

Descubrimientos:

Otros datos importantes:

33. Responde a las preguntas. a) ¿Qué son los colores luz?

b) ¿Cuáles son los colores luz primarios?

c) ¿Qué son los colores pigmento?

d) ¿Cuáles son los colores pigmento primarios?

e) ¿Qué tipo de colores forman el arco iris: luz o pigmento?

34. Escribe el nombre de los colores e indica si son colores luz o pigmento.

35. Completa el texto.

«Cuando la luz llega a un objeto, una parte de la luz se

refleja y otra se .

El color del objeto que estamos viendo corresponde solo

a los colores que este »

165

(10)

La percepción de la luz. El ojo

9

El ojo es el órgano encargado del sentido de la vista.

El ojo tiene la capacidad de captar la energía luminosa o luz.

Con la vista conocemos el color, la forma, el tamaño o la distancia a

la que están los objetos.

El ojo está formado por dos partes:

Órganos anejos.

Su función es proteger al ojo y

per-mitir su movimiento. Son las cejas, las pestañas, los

párpados, las glándulas lacrimales y los músculos que

mueven el ojo.

Globo ocular.

Es una esfera rellena de líquido que está

formada por tres capas. Una de ellas es la

retina

.

La luz atraviesa la

córnea

y el

cristalino

, así como los

líquidos del globo ocular, y llega hasta la

retina

. Allí, los

receptores sensoriales transforman la luz en impulsos

nerviosos que viajan por el

nervio óptico

hasta el

cere-bro, el cual se encarga de crear una imagen a partir de la

información recibida.

El sonido

10

Si golpeamos un tambor, el parche vibra y produce sonido. Si

toca-mos las cuerdas de una guitarra, estas vibran y producen sonidos.

Cuando hablamos, nuestras cuerdas vocales vibran y emiten

soni-dos. Por lo tanto, cuando un objeto vibra se produce sonido.

El sonido es una sensación percibida por nuestro oído

y que ha sido producido por un objeto que vibra.

El sonido es energía que se desplaza por ondas.

Las ondas sonoras necesitan un medio material para poder

propa-garse. Puede ser sólido como una pared, líquido como el agua o

gaseoso como el aire. El sonido no puede desplazarse en el vacío.

El ojo funciona de forma similar a una cámara de fotos. El iris regula la cantidad de luz que entra como el diafragma de la cámara fotográfica. El cristalino enfoca las imágenes igual que lo hacen las lentes del objetivo. Las imágenes se forman en la retina igual que en la película o sensor.

Nervio óptico

Retina

Globo ocular

Pupila Córnea

Iris

Cristalino

Película o sensor Objetivo

Diafragma

(11)

36. Define los siguientes términos. • Globo ocular:

• Sonido:

37. Completa el siguiente esquema del ojo humano.

38. El ojo funciona de forma similar a una cámara de fotos. Explica con ayuda del dibujo cómo es este proceso:

• El iris regula la

• En la retina se forman las

• El cristalino se encarga de

39. Responde:

a) ¿Cuáles son los órganos anejos del ojo?

b) ¿Cuál es su función?

Actividades

40. Escribe las partes de una cámara fotográfica que se corresponden con las siguientes partes del ojo. • Cristalino:

• Iris:

• Retina:

41. Completa las frases.

• El ojo tiene la capacidad de .

• Con la vista conocemos el , la , el o la a la que están los objetos.

• Cuando un objeto vibra, produce • El sonido es energía que se desplaza por • El sonido no puede desplazarse por el

42. Escribe el nombre de diez objetos que puedan producir sonido.

43. Piensa y responde.

¿Qué harías para hacer vibrar los siguientes objetos y producir sonidos?

• Un silbato:

• Unas castañuelas:

• Una cacerola:

• Una bolsa de plástico:

44. Busca en la siguiente sopa de letras cinco nombres de las partes del ojo.

P C R I S T A L I N O O P X

U S C E K T R E T I N A I U

P I O J D M S A O R P L S P

I J R U S E S Z H I C M A A

L H N S P D O P Ñ S Z L F E

A D E H C A W E T Y S P A D

O K A S D C Z G I Ñ A R A P

167

(12)

Las cualidades del sonido

11

El sonido tiene tres cualidades que permiten diferenciar unos

soni-dos de otros: la intensidad, el tono y el timbre.

Intensidad.

Es la cantidad de energía que tiene el sonido que

escuchamos. Según la intensidad los sonidos pueden ser

débiles

o

fuertes

.

Tono.

Es la cualidad del sonido que nos permite diferenciar

so-nidos

graves

(como el de un bombo) o

agudos

(como el de un

silbato).

Timbre.

Es la cualidad que nos permite diferenciar los diversos

instrumentos o fuentes sonoras. Por ejemplo, la misma nota

mu-sical producida por un piano y un violín suena diferente porque

cada instrumento tiene un timbre diferente.

La percepción del sonido

12

Cuando una onda sonora llega a la

oreja

, pasa por el

conducto

au-ditivo

y alcanza el

tímpano

. La vibración del tímpano llega hasta los

huesecillos del oído

medio. De allí la vibración pasa al

oído

inter-no

y después al

nervio auditivo

, donde se transforma en impulsos

nerviosos. Los nervios auditivos llevan la información hasta nuestro

cerebro, donde realmente se interpreta el sonido escuchado.

El oído humano no puede percibir todos los sonidos que se

produ-cen a nuestro alrededor. Algunos animales como el murciélago, la

abeja, la ballena o el delfín son capaces de percibir ultrasonidos o

infrasonidos que nosotros no podemos oír.

Las ondas sonoras rebotan cuando chocan con algún objeto. El ser humano utiliza esta propiedad del sonido en aplicaciones médicas (ecografías, fisioterapia…) o en aparatos como el sónar.

¿SABÍAS QUE…?

El sónar del barco emite un ultrasonido.

El sonido choca contra la ballena y se refleja.

Nivel de intensidad de algunos sonidos

Rumor de hojas 20 dB Biblioteca 40 dB Oficina 50 dB Conversación a un metro de

distancia 60 dB Tráfico y maquinaria 80 dB Tren subterráneo 100 dB Despegue de reactor próximo 150 dB

Oído interno Huesecillos del

oído medio

Tímpano Onda sonora

Conducto auditivo

(13)

45. Responde: ¿Cuáles son las tres cualidades del sonido? •

46. Define los siguientes términos. • Intensidad:

• Tono:

• Timbre:

47. Escribe en el dibujo los nombres que indican las flechas.

48. Ordena los siguientes sonidos por nivel de intensidad: tráfico de una carretera-susurro de las hojas-un avión a reacción-mp3 a volumen alto-conversación normal.

Sonido más débil

49. Piensa y contesta.

• ¿Serías capaz de distinguir la voz de cada uno de tus compañeros con los ojos cerrados?

• ¿Qué cualidad del sonido crees que te permite hacerlo?

Actividades

50. Escribe de forma ordenada las partes del oído por las que pasa una onda sonora hasta que llega al cerebro. , ,

, ,

, .

51. Responde:

¿Cómo se llaman los sonidos que el ser humano no puede oír?

y .

52. Escribe el nombre de algunos animales capaces de oír los ultrasonidos.

53. Relaciona con flechas. Grave •

Fuerte • • Tono Débil • • Intensidad Agudo • • Timbre Diferentes voces •

54. Escribe:

• Dos lugares donde sean frecuentes los ruidos de intensidad fuerte:

• Dos lugares donde la intensidad del ruido sea muy débil:

55. Completa el cuadro del nivel de intensidad de algunos sonidos.

Rumor de hojas

Biblioteca 40 dB Oficina

Conversación a un metro de distancia

Tráfico y maquinaria 80 dB Tren subterráneo 100 dB Despegue de reactor próximo

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(14)

Resumen

LA LUZ Y EL SONIDO COMO FORMAS DE ENERGÍA

La luz y el sonido son formas de que se desplazan por . Una onda es

LA LUZ Y LOS OBJETOS

La luz es

.

Las fuentes luminosas son .

Existen dos tipos de fuentes : naturales y . Los objetos frente a la luz pueden ser:

• Transparentes: • : dejan pasar tan solo una parte de la luz.

• :

La luz viaja en línea y en todas direcciones.

La velocidad de la luz es de .

Isaac Newton demostró que la luz se puede descomponer en otros colores: , , , , , . y .

LA PERCEPCIÓN DE LA LUZ

El es el órgano encargado de captar la luz. El ojo está formado por dos partes:

• Órganos anejos que al ojo y permiten su . Son las cejas, , , y . • . Es una esfera rellena de líquido y formada por tres capas.

EL SONIDO

El sonido es

. El sonido se desplaza por y necesita un medio material para hacerlo, que puede ser sólido, o . Las cualidades del sonido son:

• Intensidad. Es la cualidad .

• . Permite diferenciar los sonidos graves y agudos.

• . .

El es el órgano encargado de captar las ondas sonoras.

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