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Materiales y sistemas materiales ................ 8
Los sistemas materiales ........................................................ 10 Los sistemas heterogéneos ................................................... 11 Los sistemas homogéneos .................................................... 12 Soluto y solvente .................................................................. 12 Métodos mecánicos de separación de mezclas ..................... 13 Métodos de fraccionamiento de separación de mezclas ........ 14 El agua, solvente universal .................................................... 15 Contaminación del agua y enfermedades . ............................ 16 Técnicas de estudio. Comprensión de textos ........................ 19 Prácticas ciudadanas. Derroche y contaminación del agua . . 19 Ver para saber. ¿Cómo se potabiliza el agua? . ...................... 19
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Transformaciones de los materiales ....... 20
Cambios en los materiales . .................................................. 22 Los materiales y la energía .................................................. 22 Transformaciones físicas ...................................................... 24 Transformaciones químicas .................................................. 26 La oxidación ......................................................................... 28 La corrosión ......................................................................... 28 La combustión . ..................................................................... 30 Técnicas de estudio. Las hipótesis ....................................... 32 Prácticas ciudadanas. Prevención de intoxicaciones ............. 32 Proyecto de cierre. Energías en transformación . .................. 33
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Los materiales y la luz ................................... 34
La luz ................................................................................... La luz blanca ........................................................................ Espectros electromagnético y visible .................................... Tipos de materiales .............................................................. Cuerpos iluminados .............................................................. Sombras . ............................................................................. Colores ................................................................................. Síntesis aditiva ..................................................................... Síntesis sustractiva ............................................................... Propagación de la luz: difracción, refracción y reflexión ........ Espejos: planos y curvos ....................................................... Lentes: lupas, microscopios y telescopios . ........................... Técnicas de estudio. La infografía ........................................ Prácticas ciudadanas. El cuidado de la vista ........................ Ver para saber. La vista ........................................................
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Indice de contenidos
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Los seres vivos y el ambiente .................. 50
Los ambientes que habitan los seres vivos ............................ Tipos de ambientes: acuático, aeroterrestre, de transición, urbano y rural ............................................ Biomas ................................................................................. Características de los biomas: selva, bosque, desierto, llanura, pradera y sabana .................................. La organización de los seres vivos . ....................................... De comunidad a individuo . .............................................. Población . ....................................................................... Las relaciones de los individuos ............................................ Relaciones intraespecíficas ................................................... Relaciones interespecíficas ................................................... La alimentación en los ecosistemas ...................................... Productores, consumidores y descomponedores............... Técnicas de estudio. Representación gráfica de datos .......... Prácticas ciudadanas. Urbanización y futuro ........................ Ver para saber. Las pirámides y redes tróficas . ....................
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52 52 56 56 60 60 60 62 62 64 66 66 67 67 68
Cambios en los seres vivos y en el ambiente ............................................ 70
La adaptación de los seres vivos al medio ............................. Adaptaciones de animales al ambiente acuático ................... Adaptaciones de animales al ambiente terrestre ................... Adaptaciones de animales al ambiente aéreo . ...................... Adaptación de animales al frío . ............................................ Adaptación de animales al calor ........................................... Adaptación de plantas .......................................................... Los ambientes cambian ........................................................ Cambios naturales . .............................................................. Cambios naturales periódicos y bruscos .......................... Cambios causados por el ser humano .................................. Deforestación, uso de pesticidas, contaminación, caza, pesca, introducción de especies exóticas ................ La biodiversidad y su equilibrio . ........................................... Áreas protegidas .................................................................. Áreas protegidas de la Argentina .......................................... Técnicas de estudio. Relación directa e inversamente proporcional ................................................. Prácticas ciudadanas. Cuidado del ambiente ....................... Proyecto de cierre. Extinción de especies animales y vegetales .............................................................
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Índice
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La nutrición de los animales ..................... 90
Nutrición y alimentación de animales ................................... 92 Los procesos de la nutrición ............................................ 93 El sistema digestivo ............................................................... 93 La digestión en los seres humanos ....................................... 94 La boca y el cuidado de los dientes . ................................ 95 La digestión en otros animales: peces, aves y mamíferos ...... 96 El sistema circulatorio en los seres humanos ........................ 98 La sangre, los vasos sanguíneos, el corazón y los circuitos sanguíneos ................................................ 98 Tipos de sistemas circulatorios . ......................................... 100 Sistema circulatorio abierto y simple (invertebrados) ...... 100 Sistema circulatorio cerrado (vertebrados) . ................... 100 Relación entre los sistemas digestivo y circulatorio ............. 102 Tipos de alimentos ............................................................. 103 Técnicas de estudio. Tarjetas didácticas ............................ 104 Prácticas ciudadanas. Alimentación y salud ....................... 104 Proyecto de cierre. Presencia de almidón en los alimentos ................................................................. 105
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La reproducción de los seres vivos ..... 106
Funciones básicas de los seres vivos . ................................. Reproducción asexual: partogénesis, división binaria, división múltiple, gemación, gemulación y fragmentación ... Reproducción sexual ........................................................... Gametos femeninos y masculinos .................................. Fecundación y desarrollo embrionario . ............................... Estrategias reproductivas en los vertebrados ...................... Comportamientos en la reproducción ............................ La reproducción en seres humanos...................................... Sistema reproductor masculino .......................................... Sistema reproductor femenino . .......................................... Caracteres sexuales ............................................................ Desarrollo y madurez sexual ............................................... El ciclo menstrual........................................................... Fecundación y embarazo .................................................... Nacimiento ......................................................................... Lactancia............................................................................. Técnicas de estudio. El texto argumentativo . ..................... Prácticas ciudadanas. Conciencia de ser padres ................ Proyecto de cierre. Representación de la fecundación ........
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Indice de contenidos
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El planeta Tierra .......................................... 126
Nuestro planeta Tierra ........................................................ Subsistemas terrestres ....................................................... La atmósfera ...................................................................... La hidrosfera ...................................................................... La biosfera ......................................................................... La geosfera ......................................................................... La estructura interna y externa de la Tierra . ....................... Teoría de la deriva continental . ...................................... Teoría de tectónica de placas ......................................... La geología ......................................................................... Procesos endógenos y exógenos .................................... La historia y la edad de la Tierra . ....................................... El origen de la vida ............................................................. Técnicas de estudio. La formulación de preguntas ............. Prácticas ciudadanas. La importancia de la geología ......... Ver para saber. La historia de la Tierra y la evolución de la vida ......................................................
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128 128 129 130 130 130 131 132 133 134 134 136 138 139 139 140
El universo ...................................................... 142
El universo . ........................................................................ La Vía Láctea ...................................................................... El sistema solar .................................................................. La Tierra y sus movimientos ............................................... La Luna .............................................................................. Eclipses solar y lunar . ........................................................ La observación espacial ...................................................... Telescopio refractor y telescopio reflector ...................... La observación y exploración del espacio ............................ Técnicas de estudio. Escalas ............................................. Prácticas ciudadanas. Las mareas y sus consecuencias ..... Proyecto de cierre. Contador de estrellas ...........................
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Experimento con… Tintas de la tinta .................................................................. 14 Preparación de sistemas materiales ..................................... 17 La acción del oxígeno . .......................................................... 29 La combustión . .................................................................... 31 Los colores de la pantalla y de las revistas ............................ 41 La reflexión de la luz ............................................................. 47 Formación de los seres vivos . ............................................. 108 La Luna, cuerpo iluminado ................................................. 146
Índice
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Los materiales y la luz
¿De dónde proviene la luz? ¿Cuál es el recorrido de la luz que nos permite ver los objetos? Dibújenlo en la carpeta 2.
¿Qué colores podemos ver? ¿Existirán más? Si estamos en una habitación completamente oscura, no podemos ver, pero ¿los colores seguirán estando? 34
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¿Qué tendrá el agua que permite reflejar todo, como si fuera un espejo? Y además, puedo ver a través de ella . . .
3.
Los espejos y las aguas quietas nos devuelven la imagen. Describan cómo vemos nuestro reflejo en ellos. 4.
El agua nos deja ver a través de ella porque es transparente, pero ¿los vemos bien? ¿Alguna vez se miraron los pies sumergidos teniendo el resto del cuerpo fuera del agua? ¿Cómo los vieron? Unidad 3 • Los materiales y la luz
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La luz Palabras dificiles propagar: extender o llegar a sitios distintos del origen.
Durante el siglo xvii, muchos científicos trataron de averiguar cómo estaba formada la luz, cuáles eran sus componentes. Para contestar esta pregunta, la investigaron y experimentaron con ella hasta llegar a un resultado que se puede resumir en dos teorías físicas. Una de ellas dice que la luz se propaga en forma de ondas. La otra dice que la luz está formada por pequeñas partículas que salen de la fuente luminosa. Las dos teorías son correctas. La luz está compuesta por fotones que tienen algunas propiedades de onda y otras de partícula. En algunos casos, la luz se comporta como ondas electromagnéticas que viajan a través del espacio; y en otros, como partículas que viajan en línea recta. Es por eso que actualmente se sabe que la luz tiene un comportamiento dual.
Fuentes de luz
Los lampíridos son insectos capaces de emitir luz. Las lámparas son fuentes de luz artificial. Los LED (diodos de emisión luminosa) son comunes en pantallas, carteles y semáforos.
El Sol es la principal fuente de luz natural, pero existen otras, como las estrellas y algunos insectos. Vale aclarar que la Luna no posee luz propia, sino que es iluminada por el Sol. También hay fuentes de luz artificial, que nos permiten desarrollar actividades durante la noche o en lugares donde la luz solar no llega. Por ejemplo, las lamparitas, las velas o los tubos fluorescentes. Todos los objetos que emiten energía en forma de luz se denominan fuentes luminosas. Gracias a ellas, podemos ver aquello que no emite luz: los cuerpos iluminados, que absorben una parte de la luz proveniente de una fuente luminosa, y hacen rebotar otra, que llega a nuestros ojos.
sore el mismo tema... El recorrido de la luz nos permite ver los objetos, ya que la luz sale de una fuente, se refleja en los objetos y llega a nuestros ojos.
Consigan una caja de cartón que puedan cerrar completamente. a . Realicen un agujero y miren hacia adentro, ¿pueden ver algo? b . Abran la caja y pongan una linterna encendida en su interior. Ciérrenla. ¿Qué sucede cuando miran por el agujero? 36
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La luz blanca Se denomina luz blanca a la luz del Sol. Sin embargo, nuestros ojos no ven ningún color. Cada rayo solar presenta una banda compuesta por un color, que se desplaza tan rápido que es imposible verla por separado. Vemos todas las bandas mezcladas, superpuestas, formando la luz blanca.
Espectros electromagnético y visible El espectro electromagnético es el conjunto total de radiaciones provenientes del Sol; es infinito y continuo. Comprende una gama de ondas de longitudes diferentes, que incluye tanto las ondas visibles, que van desde el rojo hasta el violeta, como las ondas no visibles, que son las radiaciones ultravioletas, los rayos X, los rayos gamma, las infrarrojas, las microondas y las ondas de radio. El espectro visible es la región del espectro electromagnético que el ojo humano es capaz de percibir. Está compuesta por las ondas electromagnéticas correspondientes a los distintos colores, que son rojo, naranja, amarillo, verde, azul, índigo y violeta. En estas ondas, se encuentran todos colores del arcoíris que somos capaces de ver. El resto lo seguimos viendo como luz blanca.
El arcoíris nos permite ver la composición de la luz cuando esta atraviesa las gotitas de agua y se descompone en varios colores mediante un fenómeno llamado dispersión.
Espectro electromagnético
Rayos gamma
Rayos UV
Rayos X
Menor energía
Violeta
Índigo
Azul
Verde
Amarillo
Naranja
Rayos infrarrojos
Microondas
Ondas de radio
Rojo
Espectro visible para los seres humanos
Mayor energía
Los seres humanos podemos visualizar algunos colores del espectro electromagnético, pero no las radiaciones de mayor energía, como las infrarrojas, ni las de menor energía, como las ultravioletas.
¿Qué es la luz? ¿De dónde puede venir? 2 . ¿Qué relación hay entre las ondas del espectro electromagnético y las del espectro visible? 3.
¿Qué es el arcoíris? Averigüen de qué se trata la dispersión. Unidad 3 • Los materiales y la luz
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Tipos de materiales Los cuerpos que no emiten luz pueden clasificarse de acuerdo con tres tipos de materiales. Materiales transparentes
Materiales translúcidos
Materiales opacos
Dejan pasar la luz y permiten ver con claridad los objetos que están detrás. El grado de transparencia depende del espesor del material. Por ejemplo, el vidrio, el aire y el agua.
Admiten que los atraviese una parte de la luz y no dejan ver con nitidez los objetos que están detrás, sino solo su forma. Por ejemplo, los vidrios esmerilados, el papel de calcar y algunos plásticos.
No permiten el paso de la luz. No nos dejan ver los objetos que están detrás porque se interponen entre la luz y nuestra visión. Casi todos los materiales son opacos, como los metales o maderas.
Polarización
Los anteojos de sol presentan una polarización parcial ya que su principal función es el bloqueo de una parte de la luz, especialmente la solar.
Es un fenómeno que podemos observar si se colocan dos cristales transparentes paralelos. Si se va rotando uno de los cristales, la cantidad de luz que los atraviesa empieza a bajar hasta alcanzar la llamada polarización total. En cambio, si se disponen los cristales en algún ángulo intermedio, se genera una polarización parcial. Por ejemplo, los vidrios laterales de los autos pueden estar parcial o totalmente polarizados.
¿Qué tipos de materiales existen? Describan brevemente cada uno y piensen varios ejemplos. 2.
Expliquen por qué no puede verse un objeto que está a la vuelta de una esquina o que está escondido. ¿Cómo debería ser el recorrido de la luz para que pudiera verse?
3 . ¿A cuál de los tres tipos de materiales pertenecen los vidrios polarizados? Además de autos y anteojos, ¿qué otros objetos utilizan vidrios polarizados? ¿Para qué sirven?
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Cuerpos iluminados Ya estudiamos las fuentes de luz; ahora veamos de los cuerpos iluminados. Cuando los cuerpos reciben luz, pueden ocurrir diferentes fenómenos. Reflexión
Propagación
Difusión
Absorción
La luz rebota por completo en el objeto.
La luz pasa a través de los materiales transparentes.
La luz se difunde, “se pierde” en el objeto.
La luz es absorbida por el objeto, que se ve negro.
Generalmente, estos efectos se producen conjuntamente, de a dos o más. Por ejemplo, si un objeto no absorbe toda la luz, es decir que también refleja (o hace rebotar) una parte, lo veremos de un color que no es negro ni será un espejo. Cuando miramos la vidriera de algún negocio, nos vemos reflejados y también vemos los objetos en exposición; o sea que la luz no se refleja ni se propaga por completo a través del vidrio.
Sombras La región de oscuridad donde la luz es obstaculizada se llama sombra. Se crea porque un objeto opaco impide que la fuente de luz ilumine ese espacio. Si la fuente de luz se encuentra lejos del cuerpo, su sombra es más pequeña y definida; pero si están cerca, su sombra será más grande y difusa. Hay diferentes espacios de sombra: la umbra es la sección más oscura que forma la silueta definida del objeto; y la penumbra es la zona intermedia entre la que está completamente iluminada y la que está en completa oscuridad. La forma de la sombra depende del ángulo entre la dirección de la luz y el objeto. Cuanto mayor es este ángulo, la forma se distorsiona más. Si hay más de una fuente de luz, hay más sombras; y donde estas sombras se superpongan, la zona será más oscura. Se denomina punto de contacto al lugar donde el objeto y su sombra se unen.
La luz y el sol iluminan al perro y se produce sombra.
Unidad 3 • Los materiales y la luz
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Colores
Esta manzana es verde porque absorbe todas las ondas de luz excepto la verde, que es reflejada.
¿Cómo es posible que podamos ver objetos de diferentes colores si todos están iluminados por la luz blanca? Cuando esta incide sobre un cuerpo, el cuerpo absorbe una parte de las ondas de la luz y refleja la onda correspondiente al color del que se lo ve. Este fenómeno se llama color por reflexión; un objeto es rojo porque absorbe todas las ondas de luz menos la roja, que es reflejada. Cuando el material es transparente, se dice que posee un color por transmisión, ya que absorbe toda la gama de colores, menos uno, pero, en lugar de reflejarlo, lo transmite, es decir que las ondas de luz siguen de largo. Un cuerpo es blanco cuando no absorbe ningún color y refleja todos los colores juntos: la luz blanca se recompone. Un cuerpo es negro cuando absorbe todas las ondas de luz, pero refleja una parte de ella de manera difusa, si no sería invisible. El color es un fenómeno físico de la luz o la visión. Cuando se trata de la luz, hablaremos de colores luz, mientras que si se trata de la visión, hablaremos de colores pigmento.
Síntesis aditiva Los colores primarios son aquellos que no se pueden obtener mediante la mezcla de ningún otro. Como ya dijimos, la luz blanca es un espectro continuo de longitudes de onda y, por lo tanto, la cantidad de colores es indefinida. Las longitudes de onda específicas de la luz roja, verde y azul (RGB, en inglés, red, green, blue) son los denominados colores primarios luz, y a su interacción se la conoce como síntesis aditiva. Estos se mezclan en diferentes proporciones y forman todos los demás colores. Si se mezclan los tres juntos en las mismas cantidades producen luz blanca. Si se mezclan de a dos en las mismas cantidades, producen los colores secundarios luz (o colores primarios pigmento). Verde + azul = cian Rojo + azul = magenta Rojo + verde = amarillo Los televisores, los monitores y Los monitores, entre otros elementos, poseen una las pantallas de los celulares son las pantalla con síntesis aditiva. Los colores se forman por aplicaciones más comunes de la síntesis la interacción del rojo, el verde y el azul. aditiva. 40
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Síntesis sustractiva Cian, magenta y amarillo (CMY, en inglés, cian, magenta, yellow) son los colores primarios pigmento que conforman la síntesis sustractiva, que explica la mezcla de pinturas, tintas y demás colorantes para crear colores que absorben ciertas ondas, y reflejan otras. Una mandarina iluminada por una luz blanca, parece naranja, pero esto no significa que emita luz naranja, como lo explica la síntesis aditiva. Si fuera así, seríamos capaces de verla en la oscuridad. En lugar de eso, absorbe algunas de las longitudes de onda que componen la luz blanca, y refleja solo aquellas que vemos como naranjas gracias a nuestros ojos y cerebro. Estos colores se mezclan en diferentes proporciones y forman todos los demás colores que podamos ver. Si se mezclan los tres juntos en las mismas cantidades, producen, idealmente, negro. Si se mezclan de a dos en las mismas cantidades, producen los colores primarios luz. Las impresiones se realizan con las tintas Magenta + amarillo = rojo cian, magenta, amarillo y negro. Cian + amarillo = verde Cian + magenta = azul ¿Saben cuáles son las tintas de la impresora a color? Cian, magenta, amarillo y negro. Pero… si el negro se forma con la mezcla de los tres ¿por qué se lo usa por separado? El resultado que se obtiene de esa mezcla no es un negro auténtico porque, al juntarse, pierden intensidad y solo llegan a formar un marrón o gris oscuro.
Experimento con… Los colores de la pantalla y de las revistas Con esta actividad, comprobarán ustedes mismos lo que leyeron sobre los colores. Materiales • Agua • Gotero • Una pantalla de televisor o de computadora • Una revista con fotos • Cuentahílos o lupa potente
Procedimiento Pongan unas gotitas de agua en la pantalla prendida. Observen de cerca los puntos que conforman la imagen. ¿Qué colores son? ¿Tienen algún orden en especial? 2 . Miren con el cuentahílos alguna foto de la revista. ¿Qué colores de tintas ven? ¿Qué disposición tienen?
Resultados Averigüen qué son los píxeles y qué es una roseta de color. Unidad 3 • Los materiales y la luz
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Propagación de la luz
En este bosque, se pueden ver los rayos de luz propagarse en línea recta.
Una de las propiedades más evidentes de la luz es que casi siempre se propaga, se extiende, viaja en línea recta. Esto se cumple solo a simple vista, y lo podemos ver, por ejemplo, cuando un rayo de luz atraviesa un ambiente polvoriento. Cuando la luz se propaga en el vacío, lo hace a una velocidad de 300 kilómetros por segundo. ¿Se imaginan que rápido va? Sin embargo, cuando se propaga en algún material, reduce la velocidad, que varía según el material. La proporción de velocidad que varía se denomina índice de refracción.
Difracción A veces, la luz no se propaga en línea recta. Cuando la luz atraviesa un obstáculo puntiagudo o una abertura estrecha, el rayo se curva ligeramente. Este fenómeno es denominado difracción, y es el responsable de que, al mirar a través de un agujero muy pequeño, todo se vea distorsionado o de que los telescopios y microscopios tengan un número de aumentos máximo.
Refracción
Los objetos que están bajo el agua se deforman porque la luz cambia bruscamente de velocidad al introducirse en otro medio, y por eso se refracta.
La refracción es el cambio brusco de dirección o desvío que sufre la luz al cambiar de medio en el que se propaga. Este fenómeno se debe al hecho de que la luz viaja a diferentes velocidades de acuerdo con el material donde incida. El cambio de dirección es mayor cuanto mayor es el cambio de velocidad, ya que la luz recorre mayor distancia en su desplazamiento por el medio en el que va más rápido. El cambio de velocidad se relaciona con el cambio de ángulo a través de los índices de refracción de los medios. El índice de refracción es la medida que determina cuánto se va a reducir la velocidad de la luz cuando se propaga en un medio distinto del vacío. Ejemplos muy comunes de la refracción es la aparente ruptura o quiebre que se ve en un objeto al introducirlo en el agua. Seguro que alguna vez se miraron las piernas cuando estaban bajo el agua y se preguntaron por qué se veían así, ¿no? ¿Cómo podrían demostrar que la luz se propaga en línea recta? 2. ¿Qué es el índice de refracción? ¿Por qué se desvía la luz? Explíquenlo usando de ejemplo un lápiz que se sumerge en el agua.
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Reflexión La reflexión es el fenómeno por el cual el rayo de luz llega a la superficie de un medio o de un material de manera oblicua; rebota en él y cambia su dirección. Entonces, la reflexión de la luz se representa por medio de dos rayos: el que llega a la superficie, denominado rayo incidente, y el que sale “rebotado” después de reflejarse, el rayo reflejado. Si se traza una recta perpendicular a la superficie, que se llama normal, el rayo incidente forma un ángulo con ella, llamado ángulo de incidencia; mientras que el rayo reflejado forma el ángulo de reflexión.
Palabras dificiles oblicuo: desviado de lo horizontal.
La reflexión cumple con dos leyes. 1.ra ley: el rayo incidente, el rayo reflejado y la recta normal están en un mismo plano. 2.da ley: el ángulo de incidencia es igual al ángulo de reflexión.
Tipos de reflexión Existen dos tipos de reflexión de la luz, que dependen de cómo es la superficie del material sobre el cual inciden los rayos. Reflexión especular
Reflexión difusa
La superficie donde se refleja la luz es perfectamente lisa y todos los rayos reflejados salen en la misma dirección. Por ejemplo, los espejos, el agua en calma y los metales pulidos.
La superficie presenta rugosidades y los rayos salen reflejados en todas las direcciones. Podemos percibir los objetos y sus formas gracias a la reflexión difusa de la luz en su superficie.
¿Qué significa que la luz puede rebotar? ¿Para qué sirve? 2.
¿Por qué creen que nos reflejamos en el agua? Unidad 3 • Los materiales y la luz
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Espejos Un espejo es una superficie pulida que refleja la luz. Los objetos colocados enfrente se ven nítidamente debido a que la luz que llega al espejo se refleja totalmente.
Espejos planos
Si hay luz suficiente, el agua actúa como un espejo, que obtiene reflejos invertidos.
Los espejos más comunes son planos, nos devuelven una imagen que parece estar a la misma distancia que el objeto real. Refleja la misma forma, pero invertida. Si nos ubicamos frente a un espejo y levantamos la mano izquierda, en el espejo parecerá que levantamos la derecha.
Espejos curvos Los espejos también pueden ser curvos o esféricos, nos devuelven una imagen distorsionada, ya sea más pequeña, como los espejos retrovisores; o más grande, como los que se emplean para el arreglo personal. A su vez, estos espejos pueden ser convexos o cóncavos. En los espejos convexos, la superficie curva tiene la parte central sobresaliente; y las imágenes se ven más pequeñas y en la misma posición, invertida a los lados, como pasa con los espejos planos. Los espejos cóncavos presentan la superficie curva con la parte central más hundida; y devuelven imágenes de dos tipos de acuerdo con la distancia que separe el espejo del objeto. Si el objeto está cerca, su reflejo será más grande e invertido a los lados. Pero si el objeto está lo suficientemente alejado, el espejo mostrará la imagen invertida, no solo por la izquierda y la derecha, sino por arriba y abajo, o sea, que va a estar “patas arriba”.
Los espejos curvos reflejan el objeto que tienen adelante y devuelven su imagen deformada. Puede ser más chica, más grande o estar invertida verticalmente.
¿Qué tipos de espejos hay? ¿Qué efectos causan? Mírense de diferentes modos en una cuchara de metal y expliquen qué sucede. 44
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Lentes Las lentes son objetos hechos con materiales transparentes, normalmente vidrio, que están limitados por dos superficies, de las que al menos una es curva. Entre las lentes más comunes, se encuentran todos los instrumentos que se utilizan para corregir los problemas de visión, por ejemplo, los anteojos, las lentes de contacto, las lupas, etc. Los telescopios y los microscopios usan lentes, o combinaciones de lentes, y espejos. Podemos clasificar las lentes en convergentes y divergentes. Las convergentes son más gruesas por el centro que por los bordes, y concentran (hacen converger) en un punto los rayos de luz que las atraviesan. Las divergentes son más gruesas por los bordes que por el centro, y separan (hacen divergir) los rayos de luz que pasan por ellas.
Tipos de lentes convergentes
Tipos de lentes divergentes
Biconvexa
Bicóncava
Plano convexa
Plano cóncava
Menisco convergente
Menisco divergente
Lupas Las lupas son lentes convergentes que pueden conformar tanto imágenes más grandes como más pequeñas que el objeto real. Si ponen la lupa cerca del objeto, la imagen que les permitirá ver será un poco más grande; y a medida que la van alejando, se agrandará más. Sin embargo, si la alejan demasiado, van a ver que a cierta distancia, se forma una imagen invertida y más pequeña. Además de estos cambios en las imágenes, con las lupas es posible concentrar los rayos de sol en un punto, y provocar que se queme, por ejemplo, una hoja seca.
La lupa es un instrumento compuesto por una lente convergente, que agranda la imagen de los objetos a los que apunta.
¿Qué tipos de lentes hay? ¿Qué efectos causan? 2 . ¿Qué tipo de lente creen que tiene la mirilla de una puerta de entrada? ¿Por qué? ¿Cómo se ven las personas a través de ella? 3.
Se dicen que no debemos dejar vidrios en los bosques, ¿se les ocurre por qué? ¿Qué podría pasar? Unidad 3 • Los materiales y la luz
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Microscopios Se llaman microscopios los instrumentos que permiten observar objetos que son demasiado pequeños para ser vistos a simple vista. El más común es el microscopio óptico. Este contiene dos o más lentes ópticos que permiten obtener una imagen aumentada del objeto, y que funciona por refracción. Está constituido por un sistema óptico móvil, compuesto por un ocular, donde el observador acerca su ojo, y una serie de objetivos, que se intercambian para obtener distintos aumentos. Los objetivos rotan mediante un sistema llamado revólver, ubicado arriba y cerca de la platina, que es la plataforma móvil donde se apoyan los objetos a observar, llamados muestra. La lente ocular posee un tubo con una lente en cada extremo: una se encuentra en el objetivo, llamada condensador, que concentra los rayos de luz; la otra es la lente por donde se mira, que recibe los rayos desde el objetivo en su foco, y los envía paralelos al ojo. Así, la lente del ocular capta y amplía la imagen. El microscopio óptico es un instrumento compuesto por varias lentes.
Telescopios Estos instrumentos también funcionan mediante lentes, y sirven para ver objetos lejanos con mucho más detalle que a simple vista. Existen dos tipos de telescopios: los refractores, que utilizan lentes; y los reflectores, que tienen un espejo cóncavo en lugar de la lente del objetivo. Los vamos a estudiar con más detalle en la unidad 8.
El primer telescopio astronómico fue construido por Galileo Galilei, quien usó una lente convergente como objetivo y otra divergente como ocular.
¿Para qué sirven los microscopios? ¿Y los telescopios? 2 . Hagan un esquema de un microscopio en la carpeta en el que indiquen sus componentes más importantes. 3.
Averigüen qué son los periscopios. Redacten un breve texto sobre ellos y acompáñenlo con esquemas.
4 . La lupa, el telescopio, el microscopio, los periscopios, los binoculares, todos son instrumentos construidos con lentes. ¿Qué relación pueden establecer entre sus características y su función? 46
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Experimento con… La reflexión de la luz Como habrán aprendido, la luz puede rebotar en superficies como el agua o los espejos y devolvernos una imagen. Pero, ¿cómo es esa imagen?
2.
En la hoja blanca, dibujen una semicircunferencia y marquen los grados, igual que el transportador, de 0° a 90°; y de 90° a 0°. Para trazar las líneas de los grados, usen la regla. Resalten con un color la línea de los 90°.
80º
90º
80º
70º
60º
4.
0º 10º 20º 30º 40º 50º 60º 70º80º
Procedimiento En uno de los laterales de la madera, claven los dos clavos en el medio con una distancia de 5 cm entre ellos. A continuación peguen una hoja blanca sobre ella.
70º
Coloquen el espejo parado sobre los clavos, de manera que refleje la semicircunferencia.
Oscurezcan el cuarto, prendan el puntero láser y colóquenlo en los 40° para iluminar hacia el punto medio en el espejo, desde donde salen las líneas. ¿Hacia dónde rebota el rayo de luz?
Materiales • Una madera de 20 x 20 cm, con 1 cm de grosor • Dos clavos • Un martillo • Una hoja blanca de poco menos de 20 x 20 cm • Transportador • Lápiz negro • Lápiz de algún color • Regla • Pegamento • Un espejo plano de 20 x 10 cm • Un puntero láser
0º 10º 20º 30º 40º 50º 60º
3.
0º 10º 20º 30º 40º 50º
90º 80º 70º
0º 10º 20º 30º 40º 50º 60º
Resultados ¿Qué nombre tiene la recta de los 90° resaltada? ¿Cómo se llama el rayo de luz que sale del láser? ¿Y cómo el que rebota en el espejo? 2.
¿Qué pasaría si nuestro espejo fuera rugoso?
3.
Repitan el experimento situando la fuente de luz en los ángulos de 30°, 50° y 80°. ¿Qué pueden decir sobre el ángulo de incidencia?
4.
Representen gráficamente el recorrido de la luz en cada una de las pruebas. Elaboren un breve informe con sus conclusiones. Unidad 3 • Los materiales y la luz
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tecnicas de estudio La infografía Los textos brindan información solo cuando son leídos, no alcanza con mirarlos para saber de qué se tratan. Para lograr que se transmita información más rápidamente, se confeccionan infografías. La infografía es una representación más visual que los textos; intervienen descripciones presentadas de manera gráfica acompañadas por fotos, dibujos, esquemas, etc. Todas las partes conforman la información completa. Esta unidad presenta varias infografías pequeñas, como el espectro electromagnético, los tipos de reflexión de la luz, la variedad de espejos y lentes. Vuelvan a leer la página 39 y realicen una infografía sobre sombras. Expliquen por qué se forman, qué zonas se diferencian, cómo cambian su forma, en qué casos hay múltiples sombras, etcétera.
practicas ciudadanas El cuidado de la vista Leer con poca luz o mirar mucho tiempo y muy de cerca la pantalla de la computadora o del televisor cansa los ojos, pero no es directamente dañino para ellos. Las enfermedades de los ojos pueden ocurrir en cualquier momento, lo mejor es realizarse controles de agudeza visual periódicamente. Así, si hay problemas, se los puede detectar tempranamente. En el caso de necesitar anteojos, deben ser adquiridos en ópticas habilitadas. Una buena nutrición es importante para la salud en general, incluyendo a los ojos. ¿Tienen en cuenta el cuidado de sus ojos cuando están en presencia de pantallas luminosas o del sol? 48
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ver para saber
La vista Los ojos de los seres vivos son órganos que les permiten ver los objetos, lo cual es posible solo en presencia de la luz. La vista es uno de nuestros sentidos. Se genera por un estímulo externo, que nos llega al cerebro, que es el encargado de decodificar la imagen.
Las personas con visión sana poseen los ojos emétropes, enfocan bien los objetos cercanos y lejanos.
Globo ocular. Cristalino.
Órgano esférico que forma el ojo.
Lente a través de la cual pasa la luz.
Córnea. Membrana transparente que cubre a la pupila.
Retina. Aquí se forman las imágenes invertidas luego de recibir el estímulo lumínico.
Nervio óptico. Iris (zona coloreada).
Pupila. La luz penetra en los ojos a través de ella. A su alrededor, hay músculos que aumentan o disminuyen su diámetro de acuerdo con la cantidad de luz recibida
Problemas en la vista Miopía: el globo ocular es más grande de lo normal, el cristalino no enfoca bien la imagen de los objetos lejanos que se forma delante de la retina. Hipermetropía: el globo ocular es más pequeño de lo normal y la imagen de los objetos cercanos se forma detrás de la retina, y se dificulta su enfoque.
A través de él, el estímulo va hasta el cerebro, que lo transforma en información y procesa la imagen.
Humor vítreo. Líquido gelatinoso y transparente compuesto en un 99% por agua.
Los anteojos compuestos por lentes divergentes ayudan a enfocar la imagen en casos de miopía; y los lentes convergentes, en casos de hipermetropía.
Astigmatismo: la córnea no tiene una forma redonda uniforme y los objetos se ven deformados.
Unidad 3 • Los materiales y la luz
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