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GALILEO GALILEI, físico y astrónomo italiano, nació en Pisa el 15 de febrero de 1564 y murió en Arcetri el 8 de enero de 1642. Hijo de Vicente Galilei.
Al ver oscilar una lámpara en la catedral de Pisa (1583), descubrió las leyes del péndulo. En 1585 paso a Florencia dedicándose ahí al estudio de las obras de Arquímedes. Descubrió la revolución del Sol a través de su eje; las manchas solares, el telescopio etc.
La inquisición le obligo a abjurar solemnemente de sus opiniones copernicanas (el Sol es el centro del mundo y es la Tierra la que se movía). La entereza de carácter y sus firmes convicciones le hicieron exclamar en esos instantes la famosa frase proverbial: “Eppur si muove” (pero se mueve).
DEMÓCRITO
(460-370 a.C.)
Filosofo griego. Nació en Abdera, Ciudad de Tracia, en el norte de Grecia. Fue discípulo de Leucipo de Mileto, quien esbozo la teoría atomista, obra de la cual solo quedan algunos fragmentos. La filosofía de Demócrito debe entenderse en el contexto de los primeros filósofos griegos llamados usualmente presocráticos, preocupados por hallar el arke o principio originador y generador de las cosas.
Demócrito considero que la realidad estaba compuesta por dos únicos elementos: el vacio y los átomos. Señalaba que el arke son los átomos según Demócrito, son materiales eternos e incausados, y sus propiedades son las de: tamaño, forma, impenetrabilidad y movimiento. Estas partículas se mueven continuamente en el vacio y según su forma y tamaño constituyen los diferentes cuerpos físicos: sólidos, gaseosos, etc. los cambios fenoménicos como la muerte, no son sino combinaciones y separaciones de átomos.
NICOLÁS COPÉRNICO
(1473-1543)
Nació en la ciudad de Torun. Es considerado el fundador de la Astronomía Moderna. Fue hijo de un rico comerciante que le permitió ir a Cracovia y estudiar la disciplina astronómica (1491-1495), para luego dirigirse a la universidad de Bonovia (Italia) y cursar esa misma metería, así como la de derecho (1496-1500).
Su tesis heliocéntrica promovió la idea del doble movimiento de la tierra (rotación y traslación), esto le atrajo algunos problemas con la inquisición, por lo que se negó a publicar su obra “Revoluciones Orbitales Celestes”. Sin embargo, u n amigo suyo lo hizo el mismo año de su muerte en 1543. Esta obra termino siendo prohibida al ser considerada contraria a las doctrinas católicas. Copérnico murió en la ciudad Frauenburg.
Tras la muerte de Brahe las medidas sobre la posición de los planetas pasaron a posesión de Kepler, y las medidas del movimiento de Marte, en particular de su movimiento retrógrado, fueron esenciales para que pudiera formular las tres leyes que rigen el movimiento de los planetas. Posteriormente, estas leyes sirvieron de base a la Ley de la Gravitación Universal de Newton.
HIPARCO DE NICEA
Astrónomo y geógrafo griego. Llevó a cabo sus observaciones en Rodas, donde construyó un observatorio, y en Alejandría.Comparó la posición de las estrellas de su tiempo con los resultados obtenidos siglo y medio antes por Timocharis, y calculó que la diferencia era mayor de lo que cabría esperar de posibles errores en la medición (concretamente, de 45 segundos de arco en un año, valor muy próximo a los 50,27 segundos aceptados actualmente), y dedujo que tal diferencia no era debida al movimiento de las estrellas, sino al movimiento o precesión de este a oeste del punto equinoccial (es decir, el punto de intersección de la eclíptica con el ecuador celeste). Precisó el período del año solar en 365 días y 6 horas.
EL APARATO AUDITIVO Los sonidos son percibidos a través del aparato auditivo que recibe las ondas sonoras, que son convertidas en movimientos de los osteocillosóticos y percibidas en el oído interno que a su vez las transmite mediante el sistema nervioso al cerebro. Esta habilidad se tiene incluso antes de nacer. La espectrografía de la voz humana revela su rico contenido armónico.
La voz humana se produce por la vibración de las cuerdas vocales, lo cual genera una onda sonora que es combinación de varias frecuencias y sus correspondientes armónicos. La cavidad buco-nasal sirve para crear ondas cuasiestacionarias por lo que ciertas frecuencias denominadas formantes. Cada segmento de sonido del habla viene caracterizado por un cierto espectro de frecuencias o distribución de la energía sonora en las diferentes frecuencias. El oído humano es capaz de identificar diferentes formantes de dicho sonido y percibir cada sonido con formantes diferentes como cualitativamente diferentes, eso es lo que permite por ejemplo distinguir dos vocales. La voz masculina tiene un tono fundamental de entre 100 y 200 Hz, mientras que la voz femenina es más aguda, típicamente está entre 150 y 300 Hz. Las voces infantiles son aún más agudas. Sin el filtrado por resonancia que produce la cavidad buco nasal nuestras emisiones sonoras no tendrían la claridad necesaria para ser audibles. Ese proceso de filtrado es precisamente lo que permite generar los diversos formantes de cada unidad segmental del habla.
GENERALIDADES DEL MACANISMO DE AUDICION HUMANA Las ondas sonoras, en realidad cambios en la presión del aire, son trasmitidas a través al canal auditivo externo hacia el tímpano, en el cual se produce una vibración. Estas vibraciones se comunican al oído medio mediante la cadena de huesecillos (Martillo, Yunque y Estribo) y, a través de la ventana oval hasta el liquido del oído externo. El movimiento de la endominga que se produce al vibrar la coclea, estimula el movimiento de un grupo de protecciones finas, similares a cabellos, denominadas células pilosas. El conjunto de células pilosas constituye el órgano de Corti. Las células pilosas transmiten señales directamente al nervio auditivo, el cual lleva la información al cerebro. El rango de audición, igual que el de la visión, varía de una persona a otra. El rango máximo de audición en el hombre incluye frecuencias de sonido desde 16 hasta 28 mil ciclos por segundo. El menor cambio de tono que puede ser captado por el oído varía en función del Tono y del Volumen. Los oídos humanos más sensibles son capaces de detectar cambios en la frecuencia de vibración (tono) que corresponde al 0,03 % de la frecuencia original, en el rango comprendido entre 500 y 8000 vibraciones por segundo. El oído es menos sensible a los cambios de frecuencia si se trata de sonidos de frecuencia o intensidades bajas. La sensibilidad del oído a la intensidad del sonido (volumen) también varia con la frecuencia. La sensibilidad a los cambios de volumen es mayor entre los 1000 y los 3000 ciclos, de manera que se pueden detectar cambios en un Decibelio. Esta sensibilidad es menor cuando se reducen los niveles de intensidad de sonido. El oído humano no es capaz de captar sonidos de cualquier frecuencia; los limites inferiores y superiores son aproximadamente 16 y 45.000 hertz respectivamente. El timbre nos permiten distinguir, entre 2 sonidos de igual intensidad y altura, cual es la fuente de cada uno. Intensidad de estos de timbre característico. El oído humano solo puede percibir los sonidos comprendidos entre ciertos limite de frecuencia fuera de ello, el oído permanece sordo, al limite inferior esta entre los 1,6 y las 20 vibraciones por segundo el limite superior es muy variable de primera persona a otra, se puede colocar en 20 mil oscilaciones por segundo mas allá de dicha frecuencia no se percibe ya sonido alguno. Sin embargo sonidos de frecuencia superior a aquella que el oído humano es capaz de percibir se han captado en animales como el perro.
Una onda es una perturbación que avanza o que se propaga en un medio material o incluso en el vacío. A pesar de la naturaleza diversa de las perturbaciones que pueden originarlas, todas las ondas tienen un comportamiento semejante. Los conceptos generales sobre ondas sirven para describir el sonido, pero, inversamente, los fenómenos sonoros permiten comprender mejor algunas de las características del comportamiento ondulatorio.
Las ondas son una perturbación periódica del medio en que se mueven. En las ondas longitudinales, el medio se desplaza en la dirección de propagación. Por ejemplo, el aire se comprime y expande en la misma dirección en que avanza el sonido. En las ondas transversales, el medio se desplaza en ángulo recto a la dirección de propagación. Por ejemplo, las ondas en un estanqueavanzan horizontalmente, pero el agua se desplaza verticalmente.
ELEMENTOS DE UNA ONDA
Cresta: La cresta es el punto más alto de dicha amplitud o punto máximo de saturación de la onda.
Período: El periodo es el tiempo que tarda la onda de ir de un punto de máxima amplitud al siguiente.
Amplitud: La amplitud es la distancia vertical entre una cresta y el punto medio de la onda. Nótese que pueden existir ondas cuya amplitud sea variable, es decir, crezca o decrezca con el paso del tiempo.
Frecuencia: Número de veces que es repetida dicha vibración en otras palabras es una simple repetición de valores por un período determinado.
Longitud de onda: Distancia que hay entre dos crestas consecutivas de dicho tamaño
COMPORTAMIENTO DE LAS ONDAS
La velocidad de una onda en la materia depende de la elasticidad y densidad del medio. En una onda transversal a lo largo de una cuerda tensa, por ejemplo, la velocidad depende de la tensión de la cuerda y de su densidad lineal o masa por unidad de longitud. La velocidad puede duplicarse cuadruplicando la tensión, o reducirse a la mitad cuadruplicando la densidad lineal. La velocidad de las ondas electromagnéticas en el vacío (entre ellas la luz) es constante y su valor es de aproximadamente 300.000 km/s. Al atravesar un medio material esta velocidad varía sin superar nunca su valor en el vacío.
Cuando dos ondas se encuentran en un punto, el desplazamiento resultante en ese punto es la suma de los desplazamientos individuales producidos por cada una de las ondas. Si los desplazamientos van en el mismo sentido, ambas ondas se refuerzan; si van en sentido opuesto, se debilitan mutuamente. Este fenómeno se conoce como interferencia.
CLASIFICACIÓN DE LAS ONDAS
Pueden ser clasificadas de distintas formas, dependiendo de los factores que se tengan en cuenta para hacerlo:
En función del medio de propagación
Mecánicas (medio material): las ondas mecánicas necesitan un medio elástico (sólido, líquido o gaseoso) para propagarse. Las partículas del medio oscilan alrededor de un punto fijo, por lo que no existe transporte neto de materia a través del medio. Como en el caso de una alfombra o un látigo cuyo extremo se sacude, la alfombra no se desplaza, sin embargo una onda se propaga a través de ella. Dentro de las ondas mecánicas tenemos las ondas elásticas, las ondas sonoras y las ondas de gravedad.
No mecánicas (medio no material): son aquellas que no necesitan de un medio elástico, se propagan por el vacío. Dentro de estas ondas se encuentran las electromagnéticas.
En función de su propagación
Escalares: es una magnitud, sin dirección ni sentido. Por ejemplo, la presión en un gas, como el sonido.
Vectoriales: la magnitud tiene una dirección y un sentido.
Ondas longitudinales: el movimiento de las partículas que transportan la onda es paralelo a la dirección de propagación de la onda. Por ejemplo, un muelle que se comprime da lugar a una onda longitudinal.
Ondas transversales: las partículas se mueven perpendicularmente a la dirección de propagación de la onda. Por ejemplo, la deformación de una onda.
En función de su periodicidad
Ondas periódicas: la perturbación local que las origina se produce en ciclos repetitivos por ejemplo una onda senoidal.
Ondas no periódicas: la perturbación que las origina se da aisladamente o, en el caso de que se repita, las perturbaciones sucesivas tienen características diferentes. Las ondas aisladas se denominan también pulsos.
En función de su frente de onda
Ondas unidimensionales: las ondas unidimensionales son aquellas que se propagan a lo largo de una sola dirección del espacio, como las ondas en los muelles o en las cuerdas. Si la onda se propaga en una dirección única, sus frentes de onda son planos y paralelos.
Ondas bidimensionales o superficiales: son ondas que se propagan en dos direcciones. Pueden propagarse, en cualquiera de las direcciones de una superficie, por ello, se denominan también ondas superficiales. Un ejemplo son las ondas que se producen en la superficie de un lago cuando se deja caer una piedra sobre él.
Ondas tridimensionales o esféricas: son ondas que se propagan en tres direcciones. Las ondas tridimensionales se conocen también como ondas esféricas, porque sus frentes de ondas son esferas concéntricas que salen de la fuente de perturbación expandiéndose en todas direcciones. El sonido es una onda tridimensional. Son ondas tridimensionales las ondas sonoras (mecánicas) y las ondas electromagnéticas.
ECOLOCALIZACION La ecolocación (de eco- y el latín locatĭo, posición), a veces denominada biosonar o ecolocalización, es un término creado en 1938 por Donald Griffin, que fue el primero en demostrar concluyentemente la existencia de la ecolocación en los murciélagos.
Algunos animales emiten sonidos en su entorno e interpretan los ecos que generan los objetos a su alrededor. La ecolocación la poseen varios mamíferos: murciélagos (aunque no todo el orden la usa), delfines y el cachalote. Hay dos clases de pájaros que utilizan este sistema para navegar en cuevas sin visibilidad, el guácharo (Steatorniscaripensis) y los vencejos y salanganas, en especial la salangana papú, tribuCollocaliini. Recientemente se ha comprobado que los humanos también poseen esta capacidad.
EL EFECTO DOPPLER
El efecto Doppler, llamado así por el austríaco Christian Doppler, es el cambio en la frecuencia de una onda producido por el movimiento de la fuente respecto a su observador. Doppler propuso este efecto en 1842 en su tratado Über das farbigeLicht der DoppelsterneundeinigeandereGestirne des Himmels (Sobre el color de la luz en estrellas binarias y otros astros).Sin embargo hay ejemplos cotidianos de efecto Doppler en los que la velocidad a la que se mueve el objeto que emite las ondas es comparable a la velocidad de propagación de esas ondas. La velocidad de una ambulancia (50 km/h) puede parecer insignificante respecto a la velocidad del sonido al nivel del mar (unos 1.235 km/h), sin embargo se trata de aproximadamente un 4% de la velocidad del sonido, fracción suficientemente grande como para provocar que se aprecie claramente el cambio del sonido de la sirena desde un tono más agudo a uno más grave, justo en el momento en que el vehículo pasa al lado del observador.
Un micrófono inmóvil registra las sirenas de los policías en movimiento en diversos tonos dependiendo de su dirección relativa.
La frecuencia de un sonido está determinada por la frecuencia de la vibración que lo origina siempre que el foco que lo emite y el observador que lo percibe estén ambos en reposo. Cuando, ya sea el foco, ya sea el observador, están en movimiento, el sonido percibido presenta una frecuencia que depende de la velocidad. Un observador situado ante la vía del tren aprecia que el sonido emitido por el silbato de una locomotora que pasa delante de él a gran velocidad es más agudo cuando se acerca (mayor frecuencia, f) y más grave cuando se aleja (menor frecuencia). Este efecto, según el cual la frecuencia percibida de un sonido depende del estado de movimiento del observador, del foco o de ambos.
