驴C贸mo se aplican las ONDAS a nuestra vida?
5 AGOSTO 2013
COLEGIO DE LA INMACULADA
MAGAZINE 1
Bienvenido a He 05 ¿Cuáles son sus partes? 07 ¿Cuáles son sus partes? ¿Cómo vemos? Relación con la historia 14 21 25 26 28 31 33
“La unidad es la variedad, y la variedad en la unidad es la ley suprema del universo.” 5 AGOSTO 2013
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Bienvenido a COLEGIO DE LA INMACULADA
GRUPO EDITOR
DECIMOPRIMERO B 5 AGOSTO 2013
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OÍDO HUMANO
C
Estructura del oído uando algo se mueve o vibra crea unas ondas de
presión que viajan por el aire. El oído es un sentido que detecta estas ondas y las convierte en una sensación de sonido. Es uno de los sentidos más versátiles del ser humano, porque nos previene de cosas cercanas y lejanas, y nos suele permitir saber de dónde vienen aunque no las veamos. También nos permite comunicarnos con la música y la palabra hablada. Las ondas sonoras se recogen en el oído externo, pero su detección se realiza en las profundidades del cráneo. Allí, las ondas se canalizan a uno de los órganos sensores más complejos: el órgano de Corti, en el oído interno. 5 AGOSTO 2013
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INTERIOR DEL OÍDO
El oído se divide en tres |
secciones. La exterior se encarga de recoger ondas sonoras y las lleva a la cabeza. El odio medio convierte las ondas sonoras en movimientos físicos, con el tambor de tres huesillos: el martillo, el yunque y el estribo. Finalmente, en el oído interno, los movimientos crean
DETECTORES DE SONIDO
El
órgano
Corti
impulsos de presión que viajan por la cóclea, una cámara en espiral rellena de líquido. El órgano de Corti, que detecta los sonidos esta en cóclea. Los impulsos de presión hacen que vibre y envié señales al cerebro. El tono y volumen de un sonido determinan la parte del órgano de Corti que vibra.
“El oído se divide en tres secciones: La exterior, el oído medio, y el odio interno”
está
formado por células ciliadas, apoyadas en la membrana basilar, cuyos “cilios” se insertan en la membrana de Corti. Los sonidos entrantes crean impulsos de presión en el líquido coclear que mueve la membrana basilar arriba y abajo. Esto presiona los cilios contra la membrana de Corti y hace que las células ciliadas generan impulsos nervioso que se mandan al cerebro, donde se interpretan como sonidos. 5 AGOSTO 2013
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OJO HUMANO
L
Estructura del ojo
a visión es el principal sentido
especial, el que domina nuestras impresiones del mundo exterior. Lo usamos continuamente, siempre que estamos despiertos, y soñamos con imágenes visuales al dormir. Las expresiones visuales aparecen cada vez que hablamos. Y cuando pensamos en nosotros mismos u otras personas, casi siempre es de un modo visual. El órgano responsable de desencadenar estas imágenes, el ojo, es uno de los complejos del cuerpo. 5 AGOSTO 2013
Se encuentra en un espacio protegido, bajo el cráneo, y está en continuo movimiento. Se adapta rápidamente a los cambios de luz y transformándola en un haz de miles de millones de impulsos nerviosos. En el cerebro, las señales tienen que ser analizadas, en un proceso increíblemente complejo que da sentido a lo que vemos.
“La visión es el principal sentido especial, el que domina nuestras impresiones del mundo exterior.”
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PROTECCIÓN DEL OJO
Desde el exterior solo se puede ver el
| del globo ocular, es decir, iris y la pupila un sexto de este. El resto está en la órbita, acolchado por almohadillas de grasa. La mayoría de los rasgos que rodean el ojo tiene un función protectora: las cejas, las pestañas y parpados protegen el ojo del exceso de luz y el polvo. La parte delantera esta humedecida por la lágrima, que lava restos de polvo y contribuye a evitar las infecciones. Las lágrimas se expulsan con el parpadeo, una acción refleja que ayuda a proteger el ojo si le entra algo.
TAMAÑO DE LA PUPILA
El
IDENTIFICACIÓN DEL IRIS
ojo
se
enfrenta
a
diversas
intensidades luminosas. En condiciones de mucha luz, los músculos del iris se contraen, estrechando la pupila y reduciendo la cantidad de luz que entra al ojo. Si es escasa, ocurre lo contrario. Esta acción refleja tarda una fracción de segundo en producirse. Las pupilas también se contraen cuando los ojos miran algo que está muy cerca, porque aumenta la profundidad de visión.
La gente puede tener el mismo color de ojos, pero el patrón preciso de pigmento de sus iris es tan personal como una huella digital. Ya hay sistemas que reconocen ese patrón para poder entrar y salir de lugares protegidos sin llaves ni códigos. Alguna gente cree que se pueden diagnosticar enfermedades por el iris, pero la iridiologia, como se ha dado en llamar, no está reconocida por la mayoría de los médicos. 5 AGOSTO 2013
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MOVIMIENTO OCULAR
Seis músculos en forma de bandas mueven el globo ocular. Cinco están anclados a la parte posterior de la órbita, aunque uno de ellos, el oblicuo superior, va primero a la parte delantera, antes de doblarse en la “polea” de cartílago. El sexto, el musculo oblicuo inferior, está anclado al punto más cercano de la nariz. En comparación con otros músculos voluntarios, los seis pueden realizar movimientos muy precisos, permitiendo al ojo seguir objetos que se están moviendo.
“Aunque es una de las partes más “familiares” del cuerpo, casi todo el ojo está oculto."
ESTRUCTURA DEL OJO
Aunque
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es una de las partes más
“familiares” del cuerpo, casi todo el ojo está oculto."En un adulto, mide cerca de 2.5 cm de ancho y tiene unos 125 millones fotoreceptores (células sensibles a la luz) distribuidos en una membrana ultra fina, denominada retina, sobre la que se dirige la luz a través de un cristalino del ojo es flexible, y para enfocar cambia de forma. Estos cambios, controlados por un anillo de fibras musculares, se realizan automáticamente, en una fracción de segundo. Si el ojo “funciona” bien, el resultado será una imagen precisa proyectada en la retina. Eso es justo lo que los fotoreceptores necesitan para enviar una información exacta al cerebro. 9
INTERIOR DEL OJO
El globo ocular se divide en dos cavidades no simétricas, a ambos lados del cristalino. La cavidad trasera (la más grande), esta rellena de una sustancia transparente y gelatinosa
denominada humor vítreo. La cavidad delantera está llena del humor acuoso, más líquido. Ambos están sometidos a una ligera presión y dan forma al ojo. La cornea, una capa curva y transparente, recubre
la cámara delantera y el resto está protegido por la esclerótica, una membrana blanca y resbaladiza. La retina está en la parte posterior del ojo, conectada al nervio óptico.
BASTONES Y CONOS
La retina tiene dos tipos de células fotosintéticas, llamadas bastones y conos. Ambos transforman la luz en impulsos eléctricos, pero no reaccionan igual. En la retina hay unos 120 millones de bastones, que funcionan mejor en la penumbra pero no distinguen los colores. Los 6.5 millones de conos, que permiten ver los colores en detalle a la luz, se concentran en la fóvea. Los impulsos de ambos pasan por células nerviosas conectoras hasta llegar al nervio óptico.
ESTRUCTURA DEL CRISTALINO
El cristalino es como una cebolla: está formado por capas, cada una de las cuales tiene fibras hexagonales, o células, encajadas como pieza de un rompecabezas. Estas fibras contiene proteínas llamadas cristalinos que les dan 5 AGOSTO 2013
transparencia, básica para que la luz pueda pasa, y elasticidad, necesaria para enfocar objetos cercanos y lejanos. El cristalino no contiene vasos sanguíneos por que le restarían transparencia.
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¿CÓMO VEMOS? Antiguamente,
se pensaba que los ojos
irradiaban la luz que permitía ver los objetos. Hoy, conocemos mejor como funcionan y porque en ocasiones no dan unos resultados óptimos. Recoger la luz es solo un primer paso. Para ver, tenemos que interpretar una barrera de información visual, tarea que realiza el cerebro, que compara lo que ve con lo que veía hace un momento y con lo que espera que haya en cada lugar. El resultado es un “mapa” mental que se asemeja al mundo exterior. Gracias a él podemos saber la distancia de los objetos y si están en movimiento. Lo más importante: así podemos reconocer que, o a quien, vemos.
“Para ver, tenemos que interpretar una barrera de información visual” 5 AGOSTO 2013
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RELACIÓN CON LA HISTORIA L
eonardo
da
Vinci
fue
un
extraordinario artista y un gran científico, pintor, escultor, músico y, arquitecto. Incursionó en diversas áreas del conocimiento humano como la paleontología, la ingeniería, la zoología, la botánica y la geología, entre otras. En este trabajo se presentan los dibujos anatómicos que realizó del ojo, de los nervios craneales y de la órbita así como algunos conceptos fisiológicos del ojo, de anatomía comparada con ojos de diversos animales y algunos estudios de óptica. Por último se muestran los conceptos filosóficos de Leonardo acerca del ojo y de la función visual los cuales son de extraordinaria belleza: el ojo, que es la ventana del alma… Leonardo da Vinci tuvo tres épocas en las que se dedicó al estudio de la anatomía en las diversas ciudades en donde vivió. Uno de los hospitales en donde realizó las disecciones fue en el de Santa María la Nuova. Llevó a cabo una serie de disecciones junto con el anatomista y filósofo Marcantonio de la Torre realizando unos dibujos anatómicos extraordinarios con la idea de conformar un libro. Marcantonio de la Torre murió en la epidemia de peste del 1511 por lo que se cree que Leonardo dejó a un lado el proyecto del libro. 5 AGOSTO 2013
Primer bosquejo del ojo humano Dentro de los dibujos de anatomía en general de Leonardo se pueden admirar algunos sobre diversos grupos musculares, estudios óseos, del corazón, abdomen, así como estudios sobre las posiciones fetales intrauterinas. Uno de los grandes intereses de Leonardo fue el conocimiento anatómico y fisiológico del ojo por su importante relación con el arte y en concreto con la pintura. En cuanto al estudio anatómico de los ojos se puede mencionar que
fueron hechos muy probablemente en monos, cerdos y vacas tal como se hacían en esta época, aunque probablemente algunos los hizo en cadáveres humanos. En el párrafo siguiente nos describe la técnica que seguían para poder hacer los diversos estudios del globo ocular:1 “Al hacer la anatomía del ojo, para poder ver bien el interior sin derramar el humor acuoso, tenemos que colocar todo el ojo en clara de huevo y cocerlo hasta que se solidifique, para luego cortar el huevo y el ojo transversalmente, de suerte que no se derrame nada de la parte seccionada”. 12
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ENFERMEDADES OFTALMOLÓGICAS AMETROPÍA Es la incapacidad del ojo para formar la imagen de un objeto en la retina por una desproporción entre la longitud del ojo y la potencia de su sistema de lentes. La consecuencia es que por cada punto del objeto visualizado se forma en la retina una imagen circular borrosa en lugar de un punto nítido. El tamaño de estos círculos será menor cuando menor sea:
EL TAMAÑO DEL HAZ DE RAYOS 5 AGOSTO 2013
Visión emetrópica por eso estos individuos cuando quieren ver mejor, entornan los parpados en un intento de disminuir aun mas las dimensiones del haz:
EL DEFECTO DE REFRACCIÓN
“si los rayos no forman la imagen en la retina hablamos de ametropía, la causa está en una desaparición entre la capacidad de refracción del ojo y su longitud ante posterior” 14
HIPERMETROPÍA En
“La visión no es nítida,
este defecto, los rayos
luminosos no se reúnen en la retina sino por detrás de ella. Hay pues un defecto de convergencia o un ojo pequeño. La visión no es nítida, sobre todo de los objetos cercanos. Durante el crecimiento, al ir aumentando
sobre todo de los objetos cercanos.” este eje, va disminuyendo el grado de hipermetropía y en ocasiones llega a desaparecer completamente, en los casos no muy graves y que aparecen en la primera infancia, no así las que aparecen tardíamente.
MIOPÍA En estos ojos, la imagen se forma por delante de la retina, por una convergencia excesiva con la relación a la longitud ocular. El ojo ve borroso de lejos y para ver nítido necesita acercarse al objeto. Puede deberse al aumento de la longitud del globo ocular o al aumento de la potencia refractiva de la
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corneo o del cristalino. La primera es más frecuente, lo que explica que la miopía va aumentando con los años hasta que el individuo completa su crecimiento. Puede haber brotes evolutivos tardíos, coincidiendo con embarazo, enfermedad grave, etc.
“La imagen se forma por delante de la retina, por una convergencia excesiva con la relación a la longitud ocular.”
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ASTIGMATISMO La mayoría de los astigmatismos son de origen corneal. Se caracteriza por que el poder de refracción del ojo no es mismo en todos sus meridianos. El astigmatismo puede ser regular (miópico, hipermetrópico o mixto) o irregular. El paciente con astigmatismo no ve nítido a ninguna distancia, puesto que nunca un punto objeto produce un punto imagen sino dos líneas focales. Puede tener además de visión borrosa, dolor
CATARATAS Por catarata entendemos cualquier opacidad del cristalino que produce una pérdida de visión la va a producir pronto. La catarata es una de las causas más frecuentes de pérdida de visión en el adulto. Esta produce de manera lenta y gradual, en años, a una velocidad variable en cada persona. Suele afectar en mayor o menor medida a ambos ojos.
de cabeza, fatiga ocular tras esfuerzos visuales, fotofobia (intolerancia anormal a la luz por causa ocular), etc. Un astigmatismo leve es muy frecuente en la población siendo mucho más raros los casos severos. Es un defecto de refracción muy estable, que no suele presentar variaciones a lo largo de la vida. Un
tipo especial de astigmatismo es el irregular, originado por traumatismos o ulceraciones corneales, que determinan la irregularidad de su superficie. La corrección óptica es estos casos suele ser imposible con gafas, a veces se corrige con lentillas rígidas y no, hay que recurrir al trasplante de cornea.
Además de la pérdida de visión, el paciente suele notar también una gran facilidad para el deslumbramiento, sintiéndose mucho más cómodo en ambientes poco iluminados, en los que incluso mejora su visión gracias a la dilatación de la pupila, que deja así expuesta mayor proporción del cristalino. Al evolucionar la catarata, el paciente se queja de ver solo sombrar, manchas, luces.
“opacidad del cristalino que produce una pérdida de visión la va a producir pronto.” 5 AGOSTO 2013
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GLAUCOMA Es una serie
de
procesos caracterizados por la lesión del nervio óptico, que generalmente se debe al aumento de la presión intraocular (PIO). Produce pérdida de visión y si no se trata adecuadamente,
evoluciona hacia la ceguera. Se detección precoz es, pues, un problema sanitario muy importante. La incidencia del glaucoma aumenta con la edad. A partir de los 40 años afecta al 1 o 2 % de la población normal.
“Es una serie de procesos caracterizados por la lesión del nervio óptico, que generalmente se debe al aumento de la presión intraocular”
La cornea se caracteriza por su transparencia, que es posible gracias a que no pose vasos, su bajo contenido en agua, no tiene pigmento y los nervios no tienen mielina. Cuando la cornea se lesiona en todo su espesor, se repara formando una cicatriz que deja una opacidad corneal, perdiendo así si transparencia, lo que será mas incapacitante para la visón si afecta a la zona correspondiente a la pupila que si está en la periferia de la cornea.
Si el proceso se cronifica, en lugar de repararse el defecto, se forman nuevos vasos en la conjuntiva que invaden la cornea y se produce edema corneal. El resultado es que la cornea pierde su transparencia, con dolor. Cuando más crónica es la lesión mayor gravedad.
“Cuando la cornea se lesiona en todo su
espesor, se repara formando una cicatriz que deja una opacidad corneal” 5 AGOSTO 2013
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DESPRENDIMIENTO DE RETINA Consiste en la separación que se produce entre la retina sensorial y el epitelio pigmentario, por acumulo de liquido entre ambos. Se distinguen dos grandes tipos de desprendimientos:
REGMATOGENOS: por un desgarro en la retina que deja pasar el humor vítreo. SECUNDARIOS: por afectación de la coroides o por afectaciones generales como la hipertensión arterial.
Su frecuencia de aparición en la población es de 5 a 10 casos por 100.000 habitantes y año. Predomino en miope y personas por encima de los 60 años
“Es la separación que se produce entre la retina sensorial y el epitelio pigmentario, por acumulo de liquido entre ambos”
LEUCOCORIAS Es el reflejo pupilar blanquecino. La importancia y gravedad de este signo hace aconsejable que el paciente sea valorado inmediatamente por el oftalmólogo. Este signo aparece en tres enfermedades importantes, propias de la infancia:
CATARATA CONGÉNITA RETINOBLASTOMA PSEUDOGLIOMA 5 AGOSTO 2013
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EDEMA PALPEBRAL Las causas pueden ser locales como el orzuelo, o por inflación de estructuras vecinas, como celulitis orbitaria, sinusitis o causas generales, como nefropatías. El edema inflamatorio local es doloroso, hay enrojecimiento y calor local a diferencia del no inflamatorio en el que el parpado esta frio pálido aunque hinchado.
BLEFARITIS Es la inflación del borde libre del parpado. Suele tener un curso crónico. Produce molestias como escozor o quemazón y suele haber escamas en la raíz de las pestañas, con pérdida de pestañas. Con frecuencia se asocia a conjuntivitis y a dermatitis seborreica. En su tratamiento juega un papel fundamental la higiene diaria meticulosa del borde palpebral.
ORZUELO Es la inflamación aguda obscesificada de alguna glándula del parpado, que suele estar causada por el estafilococo. Hay dolor intenso, enrojecimiento local y a veces un punto de pus. El uso de calor húmedo y antibióticos en forma de pomadas acelera su curación.
ENTROPIÓN Y ECTROPIÓN Son alteraciones de la posiciones del borde palpebral inferior, que esta rotado hacia dentro en el entropión, de modo que las pestañas irritan y pueden incluso ulcerar la cornea. En el ectropión, esta hacia fuera, por lo que hay lagrimeo constante y si es muy marcado puede dejar la cornea expuesta y alterarse esta.
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音楽
HUDBA
MUSIK
MUSIQI
音乐 ԵՐԱԺՇՏՈՒԹՅՈՒՆ
음악
МУЗЫКА
MUSIEK
♫INSTRUMENTOS MUSICALES♫ Las
ondas
estacionarias
juegan un papel importante en la mayoría de los instrumentos musicales. Los órganos, flautas, trompetas, trombones y otros instrumentos de viento son en esencia tubos abiertos en su extremo distante con un orificio o boquilla en el otro extremo. Las ondas estacionarias se excitan dentro del tubo mediante una corriente de aire soplada a través de o hacia el orifico o baquilla. En los órganos y flautas, el orificio actúa como un extremo abierto del tubo, por tanto, los modos 5 AGOSTO 2013
normales son los de un tubo de dos extremos abiertos. En las trompetas y trompones, los labios del músico actúan aproximadamente como un extremo cerrado y los modos normales son los de un tubo con un extremo cerrado y uno abierto (sin embargo, la onda estacionaria se extiende un poco hacia la cavidad bucal del músico y los modos normales son bastante complicados). Las frecuencias propias del tubo dependen de su longitud. En muchos instrumentos de viento
(flautas, trompetas, corno francés), la longitud efectiva del tubo puede variar al abrir o cerrar válvulas, lo que, por tanto, cambia las frecuencias propias.
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La excitación de la vibración en el tubo de un órgano o una flauta mediante un corriente estacionaria de aire soplada a través del orifico surge de un movimiento de rotación que se desarrolla detrás de los bordes del orificio cuando la velocidad de flujo es alta. Conforme los chorros de aire pasan por el borde, forman un vórtice. Éste pronto se aleja del borde y se sustituye por otros vórtices, y otros, y otros. La sucesión regular de los vórtices constituye una vibración del chorro de aire, lo que excita ondas estacionarias en el tubo del órgano mediante resonancia.
La excitación de las vibraciones en el tubo de un trompeta o de un trombón involucra un mecanismo diferente. Estos instrumentos tiene una boquilla con forma de copa, a través de la cual el músico estrecha sus labios, que luego se comportan un poco como un par de cuerdas bajo tensión, con un periodo natural de vibración. La vibración de los labios es activada por el chorro de aire que el músico sopla fuera de su boca Silos labios inicialmente están cerrados y la separación entre ellos es pequeña, la presión en la boca aumenta. 5 AGOSTO 2013
Esta presión alta empuja los labios para separarlos. Pero cuando la separación entre ellos se vuelve más ancha, el aire fluye hacia fuera y la presión disminuye. Esto permite que los labios se cierren de nuevo y regresen a su configuración inicial. Por tanto, la separación entre los labios se ensancha y se estrecha periódicamente, con una frecuencia natural que está determinada por la tensión Los soplos periódicos de aire producidos por esta vibración producen ondas estacionarias en el tubo de la trompeta. 22
Los instrumentos de cuerda (violines, guitarras, mandolinas) usan una cavidad resonante para amplificar y modificar el sonido producido por la cuerda. La cavidad se acopla mecánicamente a la cuerda y las vibraciones de la última producen vibraciones en la primera. Las vibraciones resonantes involucran no solo ondas estacionarias en el aire que hay en la cavidad, sino también ondas estacionarias en el material solido (madera) de las paredes. Puesto que el área del cuerpo de, por ejemplo, un violín es mucho mayor que el área de sus cuerdas, el cuerpo empuja en contra mucho mas aire y radia sonido más eficientemente que las cuerdas. En consecuencia, la mayor parte del sonido de un violín surge de su cuerpo.
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ECO E
l eco es la repetición de
un sonido por un fenómeno acústico que consiste en el reflejo de la onda sonora en un cuerpo duro. El sonido, al reflejarse, regresa al lugar de origen con un cierto retardo y, de esta forma, el oído lo distingue como otro sonido independiente. El retardo mínimo necesario para que se produzca este fenómeno varía según el tipo de sonido. En los casos en que el sonido se ha deformado tanto que se ha vuelto irreconocible, se habla de reverberación. 5 AGOSTO 2013
Para que se produzca el eco debe haber cierta distancia. Se calcula que para los sonidos en general es necesario un mínimo de diecisiete metros, pero para la voz humana se requieren como mínimo treinta y cinco metros para que puedan oírse claramente las sílabas reflejadas. Ello se debe a que en un segundo se puede pronunciar y oír con claridad un número limitado de sílabas. Por lo tanto, como el sonido recorre 340 metros por segundo, tardará un décimo de segundo en tropezar con el obstáculo reflejante, a 34 m de distancia, y otro décimo de segundo en volver al punto de
partida .Si la distancia fuese menor de 34 metros, entonces ambos sonidos se superpondrían, se confundirían y no podrían oírse distintamente, con claridad. Cuando existen obstáculos situados unos frente a otros, como en el caso de montañas, paredes, acantilados, etc., se producen ecos múltiples. Algo muy curioso: las nubes también producen eco. Esta es la causa por la que un cañonazo disparado en el mar, pero bajo un cielo cubierto de nubes, origina eco. A la misma causa obedece el retumbar prolongado del trueno.
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SONAR E
l eco permite averiguar la
dirección y la distancia en que se encuentra un obstáculo. Esta propiedad ha sido utilizada por los marinos desde la antigüedad cuando atravesaban por estrechos o lugares difíciles en tiempo de niebla. Entonces lanzaban gritos hacia las altas rocas de las orillas, y al recibir el eco podían “ver o sentir” dónde estaba el peligro y así navegar con cierta seguridad. Basados en el principio del eco, hoy funcionan dos modernos y útiles aparatos que son altamente valiosos y cuyo uso es imprescindible: el radar y el sonar. El radar, en vez de utilizar ondas sonoras, emplea ondas de radio, que son más rápidas, y consigue localizar los obstáculos que se hallan a su paso Un avión provisto de radar puede obtener un verdadero plano de una ciudad o territorio, marcando sus accidentes geográficos y edificios de mayor altura.
Identificación del submarino El radar se emplea en los aeródromos, en la navegación aérea, marítima, etcétera. El sonar envía ondas sonoras a través del agua y recibe ecos de cualquier blanco con que choquen las ondas de salida. Como la velocidad del sonido en el agua es de 1.450 metros por segundo, la distancia desde el barco equipado con el sonar hasta el obstáculo puede determinarse midiendo el intervalo entre el zumbido de la onda sonora de salida y la vuelta del eco. El sonar se utilizó en la guerra, por ejemplo, para detectar submarinos sumergidos,
pero en tiempos de paz su utilización más valiosa consiste en descubrir los bancos de peces hacia donde puedan dirigirse los barcos pesqueros para realizar su tarea con mayor rendimiento. Otras aplicaciones del eco se dan en la construcción donde se utiliza la distribución de este fenómeno acústico por el interior de los materiales a modo de ensayo, para ver si cumplen con los parámetros deseados. O en ecografías donde el eco de un ultrasonido es interpretado por un ordenador para generar imágenes.
“El sonar envía ondas sonoras a través del agua y recibe ecos de cualquier blanco con que choquen las ondas de salida.” 5 AGOSTO 2013
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GALILEO GALILEI G
alileo nació en Pisa, Italia, el
15 de febrero de 1564. Su padre era un renombrado matemático y músico. Es enviado a la Universidad de Pisa para que estudie medicina, pero hace 1583 se dedica simultáneamente al estudio de las matemáticas. Después, en1585, abandona los estudios de medicina y se traslada a Florencia, en donde estudia a Arquímedes, y en 1586 da a conocer el trabajo Teoremas acerca del centro de gravedad de los sólidos, gracias al cual es nombrado, a la temprana edad de 24 años, profesor de matemáticas en la universidad de Pisa. Hacia 1590 critica públicamente a Aristóteles. Desde el techo de la torre inclinada de Pisa realiza un experimento para mostrar que la velocidad de caída de los cuerpos pesados y de los livianos es exactamente la misma. Refuta así un postulado aristotélico muy conocido, y muestra como el experimento previene los errores de apreciación que pueden cometer nuestros sentidos.
En este mismo sentido muestra como la trayectoria de un proyectil siempre es una parábola, con la cual la tesis de la desaparición del movimiento violento de un móvil, cuando se separa del motor que se lo comunica, es errada; el móvil mantiene su velocidad horizontal constante una vez sale del cañón, que en este caso equivale al motor del que hablaba Aristóteles. Era de esperar que con este tipo de demostraciones se hiciera a algunos enemigos, que veían en la crítica a los planteamientos de Aristóteles un potencial elemento subversivo en contra de los dogmas católicos.
Muy probablemente por el ambiente en su contra en Pisa, en 159 se traslada a Florencia y luego a Padua, en donde transcurre la época más fecunda de su labor intelectual. En 1609 obtiene un telescopio, el cual perfecciona y vende a interesados. Sin embargo, para él lo más importante había sido su uso en la ampliación de sus observaciones astronómicas. Es cuando descubre los cráteres lunares, los satélites de Júpiter y nuevas estrellas en la constelación de Orión. En 1611 regresa a Florencia y descubre las manchas solares, así como también que,
“Hacia 1590 critica públicamente a Aristóteles. Desde el techo de la torre inclinada de Pisa”
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contrariamente a lo expuesto por Ptolomeo, los planetas Venus y Marte giran alrededor del Sol, aparte de que no tiene luz propia sino que su observación es posible gracias a la luz que reflejan del Sol. En 1613 publica sus observaciones acerca de las manchas solares. Es claro que con estos descubrimientos y las explicaciones dadas, que lo llevan a una aceptación abierta del sistema heliocéntrico propuesto por Copérnico, necesariamente agudiza su enfrentamiento con las doctrinas de Aristóteles. Así, por ejemplo, la Luna, al poseer cráteres y montañas, con seguridad era simplemente piedra de la misma composición intrínseca que la Tierra, muy distante de la hipótesis de que los planetas eran esferas perfectas y necesariamente de diferente naturaleza. En 1615, cuando Galileo tenía la edad de 51 años, el clérigo Lorini lo denuncia por hereje ante la Inquisición. Sale libre porque la tesis copernicana no había sido catalogada aun como contraria al dogma católico, lo que sucedería al año siguiente. Galileo, entonces, solo fue amonestado y conminada a abjurar de sus doctrinas, lo que, si bien prometió hacer, no cumplió. Se resigno a un prudente retiro en Florencia, en donde mantuvo lo que hoy en día llamaríamos un bajo perfil hasta 1623. En este año reasume sus críticas, en particular las críticas a sus críticos, para lo cual el ascenso de 5 AGOSTO 2013
Urbano VIII al papado la favorece: Maffeo Barberini había sido su protector. La polémica no duraría mucho tiempo; en 1630, tras revisar la sentencia en su contra de 1616, se comprueba su desobediencia. Al cabo del tiempo, galileo es condenado y el 22 de junio de este año es obligado a abjurar
solemnemente de su doctrina copernicana; es desterrado de Siena, donde se instala en la villa Arcetri bajo vigilancia de la inquisición. No obstante su ceguera, no interrumpe sus investigaciones, ni deja de formar discípulos hasta su muerte en la villa, aislado, el 8 de enero de 1642. 29
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ISAAC NEWTON I
saac
Newton
nación
en
Woolsthorpe, Linconshire, el 25 de diciembre de 1642, el mismo año en que, en el mes de enero, había fallecido Galileo. Desde pequeño, tal vez por causa de su solitaria niñez en casa de su abuela, mostro siempre un personalidad agresiva y ofensiva, que no fue propiamente una ayuda para ganar simpatías ni hacerse a muchos amigos. Temperamento que, tomándolo por el lado positivo, lo incentivo a observar y a estudiar los problemas de la naturaleza de manera bastante original, reflexiva , con gran habilidad para la experimentación y las obras manuales, con una muy importante rutina de dejar constancia escrita de todas sus observaciones y experiencias. A los 18 años, en 1661, fue admitido en el Trinity College de Cambridge la condición de estudiante pobre, que lo comprometía a pagar sus estudios, al menos parcialmente, con trabajos serviles en el campus universitario. De alguna manera le toco a Newton un ambiente mucho más propicio para la actividad 5 AGOSTO 2013
científica que el que tuvo que padecer Galileo pocos años atrás. La revolución en la astronomía y en las ciencias naturales que había despertado Copérnico, Kepler y Galileo había también despertado el inter de pensadores y filósofos como Descarte (1596-1650) en Francia y Francis Bacon (1561-1626) en Inglaterra, que promulgaban por las nuevas ideas acerca de la importancia de la ciencia, de la investigación y del conocimiento científico para el desarrollo de la sociedad moderna. Alrededor de la personalidad y del comportamiento de los personajes ilustres siempre surgen leyendas y anécdotas relacionadas con su actividad. En relación con Newton
se cuenta -en realidad todo indica que fue el mismo quien conto la historia a William Stokelet en 1726- que, estando en el jardín de su casa en Woolsthorpe, observo la ciada de una manzana; si bien esto no era un hecho novedosa, tampoco lo era que cayera en dirección del centro de la Tierra. La pregunta que estaba aun sin resolver era la razón por la cual esto sucedía siempre del mismo modo. ¿Será entonces que la Tierra, en cuanto a materia, tiene la propiedad de atraer a otros cuerpos materiales? Si así es, entonces también la Luna, el Sol y los restantes planetas tendrían la misma propiedad, la que entonces también posee la manzana, y 31
necesariamente esta fuerza debe ser proporcional a la cantidad de materia de cada uno de estos cuerpo. Ahora bien: si tanta belleza es cierta, entonces lo que en realidad mantiene al mundo en movimiento y a los planetas en orbitas circulares- elípticas, según Kepler- alrededor del sol, es seguramente la manifestación a manera de fuerza sobre otros cuerpos de un propiedad intrínseca de la materia que con el tiempo se denominaría gravitación. Y entonces el movimiento planetario, y en general el de todos los astros en el espacio, estaría gobernado por una ley universal de gravitación que necesariamente relacionaría la cantidad de materia que cada uno de ellos contiene y las distancias que los separan. Claro de Newton no previó originalmente la dependencia que la fuerza gravitacional podía tener respecto de la fuerza gravitacional podía tener respecto de la distancia que separaba a dos cuerpos; al fin de cuentas, si el media la fuerza que la Tierra ejercía sobre la manzana, aparecía que era siempre la misma, independientemente de su altura sobre la superficie, resultado de hecho ya establecido por Galileo.
Asumiendo que esta fuerza tiene el mismo carácter que la Tierra ejerce sobre la Luna, Newton supone que también esta tiende a caer sobre la tierra con la misma aceleración gravitacional con la que caen todos los cuerpos, en particular su codiciada manzana: 9.81m/s2. ¿Por qué entonces la Luna no cae sobre la Tierra?
necesario formalizar las nuevas ideas relacionadas con la interacción entre los cuerpos materiales y la aparición de las fuerzas de interacción entre ellos. En realidad se trataba de dar vida formal a una nueva ciencia, si así podía llamarse: era el nacimiento de la dinámica. Ya no se trataba simplemente de descubrir matemáticamente el movimiento de las partículas – lo que hemos llamado la cinemática-; el objetivo ahora era estudiar las causas por las cuales el movimiento se genera y, lo más importante de todo, las causas que generan cambios en el estado natural del movimiento de los cuerpos, unificar la cinemática galileana con la astronomía, que daba cuenta del movimiento de los planetas del Sol. Muere el 31 de marzo de 1727 en Kensington, Londres, Inglaterra.
En conclusión algo andaba mal, pues en realidad parecía que la fuerza que la Tierra ejercía sobre la Luna debería ser mucho menor que la que Newton suponía. T la única explicación podía ser la distancia a la que se encontraba la Luna respecto de la tierra. Surgía la necesidad de investigar más profundamente el movimiento planetario, para lo cual de todas maneras era
¿Será entonces que la Tierra, en cuanto a materia, tiene la propiedad de atraer a otros cuerpos materiales?
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” Lo que sabemos es una gota de agua; lo que ignoramos es el océano.”
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