FUNCIONAMIENTO DE DISPOSITIVOS DE ALMACENAMIENTO Y TRANSMISIÓN DE INFORMACIÓN (4.20.1)

Almacenamiento de información


Un dispositivo o unidad de discos ópticos es el aparato que lee (lectora) o graba y lee (grabadora o lectograbadora) discos ópticos.

Un ejemplo es el disco duro y los CDs:

CIRCUITOS Y ONDAS ELECTROMAGNÉTICAS (4.19.3)

Un generador eléctrico es un dispositivo que convierte energía mecánica en energía eléctrica. Mantiene por tanto una diferencia de potencial entre dos puntos denominados polos. Por la ley de Faraday, al hacer girar una espira dentro de un campo magnético, se produce una variación del flujo de dicho campo a través de la espira y por tanto se genera una corriente eléctrica.

Motor eléctrico

Un motor eléctrico funciona de forma inversa a un generador. Convierte energía eléctrica en energía mecánica. El principio de funcionamiento de los motores eléctricos se muestra en la figura inferior.

Si se coloca una espira en un campo magnético y se hace pasar una intensidad de corriente a través de ella, el campo ejerce una fuerza sobre los lados de la espira, y estas fuerzas ejercen un momento de fuerzas. La espira empezará a rotar, por lo que se habrá transformado energía eléctrica en energía mecánica.

EFECTOS DE LA RADIACIÓN EN HUMANOS (4.19.2)

Los humanos estamos expuestos a radiación ionizante en nuestra vida cotidiana por medio de exámenes médicos, motivos industriales, de armamentos o manufactura de productos químicos, pero usualmente existen estrictas normas que previenen que la exposición sea severamente dañina para el cuerpo. 

Cuando una persona tiene niveles altos en su cuerpo fue porque estuvo expuesto a grandes dosis de radiación ionizante como las que se producen en las plantas nucleares. Puede ser aguda o crónica.

La enfermedad por radiación es una condición grave, donde la seriedad de los síntomas son proporcionales a la cantidad de radiación a la que se estuvo expuesto. Si un humano desarrolla la enfermedad, esto indica que estuvo expuesto a grandes cantidades de radiación en un periodo de tiempo muy corto, los síntomas aparecen en cuestión de minutos, y los daños en los tejidos y la piel pueden persistir durante años dependiendo de la severidad de la exposición.

Algunos síntomas incluyen náusea, vómito, fatiga y diarrea. En los casos más severos puede inducir al coma o ataques epilépticos o la muerte. En este recuadro les mostramos los efectos de las radiaciones nucleares sobre la salud.

APLICACIÓN DE DISTINTOS TIPOS DE RADIACIÓN (4.19.1)

Infrarrojos

Los infrarrojos se utilizan en los equipos de visión nocturna cuando la cantidad de luz visible es insuficiente para ver los objetos. La radiación se recibe y después se refleja en una pantalla. Los objetos más calientes se convierten en los más luminosos.

Un uso muy común es el que hacen los mandos a distancia que generalmente utilizan los infrarrojos en vez de ondas de radio ya que no interfieren con otras señales como las señales de televisión. Los infrarrojos también se utilizan para comunicar a corta distancia los ordenadores con sus periféricos.

Ultravioleta

Es común que los recién nacidos tomen un tono amarillo, en lo que se conoce como ictericia, causada por el exceso de bilirrubina en el cuerpo. En la gran mayoría de los casos esta se arregla sola o mediante un tratamiento con luz UV. Los bebés reciben radiación ultravioleta no dañina mediante unas lámparas especiales. Estos rayos, descomponen la bilirrubina, quitándole trabajo extra al hígado para que pueda funcionar normalmente.

Microondas

Una de las aplicaciones más conocidas de las microondas es el horno de microondas, que usa un magnetrón para producir ondas a una frecuencia de aproximadamente 2,45 GHz. Estas ondas hacen vibrar o rotar las moléculas de agua, lo cual genera calor. Debido a que la mayor parte de los alimentos contienen un importante porcentaje de agua, pueden ser fácilmente cocinados de esta manera.

CLASIFICACIÓN DE ONDAS ELECTROMAGNÉTICAS POR SU ESPECTRO (4.18.1) Y (F4.18.2)

REFRACCIÓN , DIFRACCIÓN E INTERFERENCIAS (F4.17.1)

REFRACCIÓN 

Un ejemplo de este fenómeno se ve cuando se sumerge un lápiz en un vaso con agua: el lápiz parece quebrado. También se produce refracción cuando la luz atraviesa capas de aire a distinta temperatura, de la que depende el índice de refracción. Los espejismos son producidos por un caso extremo de refracción, denominado reflexión total. Aunque el fenómeno de la refracción se observa frecuentemente en ondas electromagnéticas como la luz, el concepto es aplicable a cualquier tipo de onda.

DIFRACCIÓN  

La difracción ocurre en todo tipo de ondas, desde ondas sonoras, ondas en la superficie de un fluido y ondas electromagnéticas como la luz visible y las ondas de radio. También sucede cuando un grupo de ondas de tamaño finito se propaga; por ejemplo, por causa de la difracción, el haz colimado de ondas de luz de un láser debe finalmente divergir en un rayo más amplio a una cierta distancia del emisor.

INTERFERENCIAS 

Un ejemplo son las Una ondas estacionarias, que se pueden considerar como la interferencia de dos movimientos ondulatorios armónicos de la misma amplitud y longitud de onda: una incidente que se propaga de izquierda a derecha y otra que se propaga de derecha a izquierda. La onda estacionaria resultante no es una onda de propagación.

COLOR DE LOS OBJETOS (4.16.1)

Somos capaces de ver colores gracias a dos de las propiedades de la luz. La absorción y la reflexión.

Un cuerpo opaco, es decir no transparente, absorbe gran parte de la luz que lo ilumina y refleja una parte más o menos pequeña. Cuando este cuerpo absorbe todos los colores contenidos en la luz blanca, el objeto parece negro.

Cuando refleja todos los colores del espectro, el objeto parece blanco. Los colores absorbidos desaparecen en el interior del objeto, los reflejados llegan al ojo humano. Los colores que visualizamos son, por tanto, aquellos que los propios objetos no absorben, sino que los propagan.

Absorción y reflexión

Todos los cuerpos están constituidos por sustancias que absorben y reflejan las ondas electromagnéticas, es decir, absorben y reflejan colores.

Cuando un cuerpo se ve blanco es porque recibe todos los colores básicos del espectro (rojo, verde y azul) los devuelve reflejados, generándose así la mezcla de los tres colores, el blanco.

Si el objeto se ve negro es porque absorbe todas las radiaciones electromagnéticas (todos los colores) y no refleja ninguno.

CLASIFICACIÓN DE ONDAS ELECTROMAGNÉTICAS (4.15.2)

Ondas de radio

Localizadas en el extremo de mayor longitud de onda y menor frecuencia, oscilan entre unos cuantos hasta mil millones de Hertz. Son las que se utilizan para transmitir una señal con información de diversa índole y son captadas por las antenas. La televisión, radio, móviles, planetas, estrellas y demás cuerpos celestes las emiten y pueden ser capturadas.

Las microondas

Ubicadas en las frecuencias ultra altas (UHF), súper altas (SHF) y extremadamente altas (EHF), oscilan entre 1 GHz y 300 GHz. A diferencia de las anteriores que pueden medir hasta una milla (1,6 km), las microondas van desde pocos centímetros a 33 cm.

Dada su posición en el espectro, entre 100.000 y 400.000 nm, son utilizadas para transmitir datos en frecuencias que no son interferidas por las ondas de radio. Por esta razón, se aplican en tecnología de radares, teléfonos celulares, hornos de cocina y soluciones informáticas.

Rayos infrarrojos

Estas ondas de calor son emitidas por cuerpos térmicos, algunos tipos de láser y diodos que emiten luz. Aunque suelen solaparse con las ondas de radio y las microondas, su rango está entre 0,7 y 100 micrómetros.

Las entidades con mayor frecuencia producen calor que puede ser detectado por visores nocturnos y la piel. A menudo son usados para mandos a distancia y sistemas especiales de comunicación.

Luz visible

En la división referencial del espectro encontramos la luz perceptible, que tiene una longitud de onda entre 0,4 y 0,8 micrómetros. Lo que distinguimos son los colores del arco iris, donde la frecuencia más baja se caracteriza por el color rojo y la más alta por el violeta.

Nuestra percepción de las cosas se basa en una radiación visible que incide sobre un objeto y luego en los ojos. Seguidamente el cerebro interpreta las frecuencias que dan lugar al color y los detalles presentes en las cosas.

Rayos ultravioleta

Estas ondulaciones se encuentran en el intervalo de 4 y 400 nm, son generadas por el sol y otros procesos que emiten grandes cantidades de calor. La exposición prolongada a estas ondas cortas puede causar quemaduras y ciertos tipos de cáncer en los seres vivos.

Rayos X

Esta designación se debe a que son ondas electromagnéticas invisibles capaces de atravesar cuerpos opacos y producir impresiones fotográficas. Ubicadas entre los 10 y 0,01 nm (30 a 30.000 PHz), son el resultado de electrones que saltan de órbitas en átomos pesados.

Rayos Gamma

Ubicadas en el extremo izquierdo del espectro, son las ondas que tienen mayor frecuencia y suelen producirse en agujeros negros, supernovas, pulsares y estrellas de neutrones. También pueden ser consecuencia de la fisión, explosiones nucleares y relámpagos.

POLARIZACIÓN DE LAS ONDAS ELECTROMAGNÉTICAS (4.15.1)

Las láminas polarizadoras son materiales plásticos que se utilizan en la fabricación de algunas gafas de sol, en pantallas de aparatos electrónicos como calculadoras, teléfonos  móviles, etc. Se utilizan porque bloquean el paso de luz que vibra en el plano perpendicular al de polarización.

Colocando una lámina polarizadora sobre la pantalla (encendida) de un ordenador o de un teléfono móvil observaremos que en una posición deja  ver a su través pero si la giramos 90º se produce la oscuridad:

APLICACIONES DE LAS ONDAS SONORAS (4.13.1)

Entre las aplicaciones de las ondas sonoras se deben destacar las siguientes:

1) El sonar: es una técnica que usa la propagación del sonido bajo el agua para navegar, comunicarse y detectar otros buques o bancos de pesca, utilizando la reflexión de la onda de forma similar a la que ocurre con el eco . En el caso más común, un emisor dirige los ultrasonidos en el agua de mar de una frecuencia del orden de 50 000 Hz.

2) Ecografías; siguen un principio similar al del sonar, pero aplicado esta vez en medicina.

3) Litotricia; que es el nombre técnico del proceso utilizado para romper cálculos renales y biliares mediante la energía de los ultrasonidos.

4) Otros usos médicos; como la desinfección de material quirúrgico, tratamiento local del dolor muscular o limpiezas dentales.

5) Medida de distancias; en procesos industriales en los que se precisa una tolerancia muy baja con las irregularidades y, con menor precisión, en los autofocos de las cámaras fotográficas y móviles, ajustando para que la imagen salga enfocada.

6) Medida de velocidades; como en los radares de nuestras carreteras, aprovechando el conocido como efecto Doppler.

CONTAMINACIÓN ACÚSTICA (4.12.2)

Se llama contaminación acústica (o contaminación sonora) al exceso de sonido que altera las condiciones normales del ambiente en una determinada zona. Si bien el ruido no se acumula, traslada o mantiene en el tiempo como las otras contaminaciones, también puede causar grandes daños en la calidad de vida de las personas si no se controla bien o adecuadamente.

Algunos ejemplos de ruidos y sus niveles son:

• Pájaros trinando: 10 db
• Rumor de hojas de árboles: 20 db
• Zonas residenciales 40 db
• Conversación normal: 50 db
• Ambiente oficina: 70 db
• Interior fábrica: 80 db
• Tráfico rodado: 85 db
• Claxon automóvil: 90 db
• Claxon autobús: 100 db
• Interior discotecas: 110 db
• Motocicletas sin silenciador: 115 db
• Taladradores: 120 db
• Avión sobre la ciudad: 130 db
• Umbral de dolor: 140 db

PROPAGACIÓN DEL SONIDO EN DISTINTOS MEDIOS (4.12.1)

La velocidad de propagación de la onda sonora (velocidad del sonido) depende de las características del medio en el que se transmite dicha propagación; presión, temperatura, densidad, humedad. En general, la velocidad del sonido es mayor en los sólidos que en los líquidos y en los líquidos mayor que en los gases, dada la densidad de las partículas que permite un mayor intercambio de energía cuando estas se encuentran más cerca.²​

• La velocidad del sonido en el aire (a una temperatura de 20 ºC) es de 343 m/s. La ecuación creada por Newton y posteriormente modificada por Laplace que permite obtener la velocidad del sonido en el aire teniendo en cuenta la variable de la temperatura es "331+(0,6 x Temperatura)".
• En el agua (a 35 °C) es de 1493 m/s (a 22 °C) es de 1505 m/s.
• En la madera es de 3990 m/s.
• En el hormigón es de 4000 m/s.
• En el aluminio es de 5090 m/s.
• En el vidrio es de 5190 m/s.
• En el acero es de 6099 m/s.