4.20.1. Explica esquemáticamente el funcionamiento de dispositivos de almacenamiento y transmisión de la información.

Esquema:

Dispositivos de almacenamiento de la información:

Un dispositivo de almacenamiento de datos es un conjunto de componentes utilizados para leer o grabar datos en el soporte de almacenamiento de datos, en forma temporal o permanente.

La unidad de disco junto con los discos que graba, conforma un dispositivo de almacenamiento o unidad de almacenamiento (device drive).

Una computadora tiene almacenamiento primario o principal (RAM y ROM) y secundario o auxiliar (disco rígido, disquete, pendrive, entre otros). El almacenamiento secundario no es necesario para que arranque la computadora.

Estos dispositivos realizan las operaciones de lectura o escritura de los medios donde se almacenan, lógica y físicamente, los archivos de un sistema informático.

Dispositivos de transmisión de la información:

Transmisión de datos, transmisión digital o comunicaciones digitales es la transferencia física de datos (un flujo digital de bits) por un canal de comunicación punto a punto o punto a multipunto. Ejemplos de estos canales son cables de par trenzado, fibra óptica, los canales de comunicación inalámbrica y medios de almacenamiento. Los datos se representan como una señal electromagnética, una señal de tensión eléctrica, ondas radioeléctricas, microondas o infrarrojos.

Bibliografía: https://www.monografias.com/trabajos14/datos-redes/datos-redes.shtml, https://es.wikipedia.org/wiki/Transmisi%C3%B3n_de_datos, https://es.wikipedia.org/wiki/Dispositivo_de_almacenamiento_de_datos.

4.19.3. Diseña un circuito eléctrico sencillo capaz de generar ondas electromagnéticas, formado por un generador, una bobina y un condensador, describiendo su funcionamiento.

Circuito:

Funcionamiento:

El generador de corriente alterna es un dispositivo que convierte la energía mecánica en energía eléctrica. El generador más simple consta de una espira rectangular que gira en un campo magnético uniforme.
El movimiento de rotación de las espiras es producido por el movimiento de una turbina accionada por una corriente de agua en una central hidroeléctrica, o por un chorro de vapor en una central térmica. En el primer caso, una parte de la energía potencial agua embalsada se transforma en energía eléctrica; en el segundo caso, una parte de la energía química se transforma en energía eléctrica al quemar carbón u otro combustible fósil.
Cuando la espira gira, el flujo del campo magnético a través de la espira cambia con el tiempo. Se produce una fem. Los extremos de la espira se conectan a dos anillos que giran con la espira, tal como se ve en la figura. Las conexiones al circuito externo se hacen mediante escobillas estacionarias en contacto con los anillos.


Bibliografía: http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/elecmagnet/induccion/generador/generador.htm

4.19.2. Analiza el efecto de los diferentes tipos de radiación sobre la biosfera en general, y sobre la vida humana en particular.

Cuando una persona aparece como positiva de padecer radiación quiere decir que tuvo una exposición excesiva con materiales considerados como radioactivos, ya sea de forma accidental o intencional.

Existen dos tipos de radiación, la radiación ionizante y la no ionizante.

- La no ionizante se presenta en forma de luz, ondas de radio, microondas, radares e inclusive puede ser emitida por tu televisión. Por lo general, este tipo de emisiones son tan ligeras que no son dañinas para los tejidos ni provocan secuelas perjudiciales en el cuerpo.

- En cambio, la ionizante si presenta efectos químicos inmediatos en el tejido humano y este tipo de radiación es emitida por rayos X, rayos gamma y haces de neutrones, electrones, protones, mesones y otros.


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. Por eso los médicos somos reacios a realizar exámenes que impliquen algún tipo de radiación sobre el paciente, salvo que sea estrictamente necesario. Cuando lo considreamos debemos minimizar la exposición y los riesgos para el paciente. En el Hospital Juan Cardona contamos con una Unidad de Diagnóstico dotada con las últimas y más avanzadas tecnologías.

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.

Bibliografía: https://www.hospitaljuancardona.es/blog/efectos-de-la-radiaci%C3%B3n-sobre-el-cuerpo-humano, http://www.rtve.es/noticias/20110318/asi-afecta-radiacion-liberada-cuerpo-humano/417910.shtml.

4.19.1. Reconoce aplicaciones tecnológicas de diferentes tipos de radiaciones, principalmente infrarroja, ultravioleta y microondas.

Aplicaciones tecnológicas de la radiación infrarroja:

• En astronomía, la espectroscopia en infrarrojo se utiliza para estudiar las atmósferas de estrellas frías.
• En equipos de visión nocturna, para poder distinguir los objetos en virtud del calor que desprenden (bueno, todos lo hemos visto en alguna peli ¿no?). Así como en cámaras termográficas, para detectar “puntos calientes” (valga la estupidez) de instalaciones, principalmente fallos eléctricos y/o mecánicos, o filtraciones y/o humedades en edificios.
• En el mando a distancia, al encender la tele o cambiar de canal. El uso de infrarrojos evita interferencias con otras ondas que impedirían ver bien la imagen. También los usan los mandos de puertas automáticas, los periféricos del ordenador como el ratón, y los lectores de CD’s.
• Otro uso muy relevante de los rayos infrarrojos está relacionado con la salud, ya que provoca en el ser humano un aumento de glóbulos blancos, lo que repercute en una buena salud y mejor calidad de vida. Pero no sólo eso; la terapia infrarroja se usa en la actualidad para tratamiento de lesiones, alivio de la artritis, tratamientos de belleza (incrementa la flexibilidad en los tejidos de colágeno) o tratamiento de la celulitis, y se siguen desarrollando nuevas aplicaciones día a día. Lo veremos en otro post con más detalle.

Aplicaciones tecnológicas de la radiación ultravioleta:

Investigación de incendios Los inspectores de incendios pueden ver en realidad el acelerante residual que no ha sido consumido por el fuego. Bajo la luz UV, los residuos de carbono de los combustibles químicos en las paredes, pisos, muebles y alfombras se vuelve instantáneamente visible.

Inspección de las ilustracionesLa luz ultravioleta reacciona de manera diferente con varios tipos de materiales. Con la luz ultravioleta, los colectores pueden protegerse contra fraude del arte. La luz ultravioleta se puede utilizar para detectar reparaciones en arte, muebles, y otros coleccionables, tales como mármol, marfil, porcelana y materias textiles. La luz ultravioleta puede también detectar la edad de la piedra (el mármol se fluorescencia como púrpura viva si fue tallada recientemente, en comparación con un blanco machacado si es envejecido).

Inspección de la escena del crimenLos forenses dependen en gran medida de la luz UV para buscar huellas dactilares, así como la sangre y otros fluidos corporales. El uso de una luz ultravioleta permite a los investigadores de la escena del crimen y laboratorios forenses ver huellas dactilares desarrolladas con materiales fluorescentes. Cuando está expuesto a las fuentes ultravioleta, los líquidos corporales y las muestras de sangre fluorescente-tratadas brillan intensamente y llegan a ser fáciles de ver.

Aplicaciones tecnológicas de la radiación microondas:

En tierra, las telecomunicaciones con microondas se utilizan cada vez más utilizando antenas repetidoras, necesarias a lo largo de un camino o trayecto de comunicación

En el espacio, los satélites se emplean como estaciones retransmisoras de microondas. Estos satélites tienen una enorme capacidad y las nuevas generaciones de satélites serán aún más potentes.

Bibliografía: https://calefaccion-infrarrojos.es/propiedades-y-aplicaciones-del-infrarrojos/, http://spectroline.com/es/applications-ndt-uv-light/, https://unicrom.com/las-microondas-aplicaciones-frecuencia-longitudes-onda/

F4.18.2. Relaciona la energía de una onda electromagnética, con su frecuencia, longitud de onda y la velocidad de la luz en el vacío.

4.18.1. Establece la naturaleza y características de una onda electromagnética dada su situación en el espectro.

Gráfico 1:

F4.17.1. Analiza los efectos de refracción, difracción e interferencia en casos prácticos sencillos.

Refracción:

Explicación: La refracción es el cambio de dirección y velocidad que experimenta una onda al pasar de un medio a otro con distinto índice refractivo. Solo se produce si la onda incide oblicuamente sobre la superficie de separación de los dos medios y si estos tienen índices de refracción distintos. La refracción se origina en el cambio de velocidad de propagación de la onda señalada.

Ejemplo: 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:

Explicación:la difracción es un fenómeno característico de las ondas que se basa en la desviación de estas al encontrar un obstáculo o al atravesar una rendija. 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.

Ejemplo: En los atardeceres, la luz solar atraviesa las nubes produciéndose un esparcimiento de la luz con efectos artísticos. Otro ejemplo sería cuándo se habla con otra persona que está del otro lado de un obstáculo, como los muebles modulares de una oficina, lográndose la intercomunicación. En este caso la onda de voz choca contra el tabique, lo rodea y llega a la otra persona.

Interferencia:

Explicación: es un fenómeno en el que dos o más ondas se superponen para formar una onda resultante de mayor, menor o igual amplitud. El efecto de interferencia puede ser observado en todos los tipos de onda, como ondas de luz, radio, sonido, entre otros. La ecuación de la onda es la suma algebraica de las funciones de las ondas que se están superponiendo.

Ejemplo: imagen de la interferencia producida en una mancha de aceite sobre el asfalto estirada por la lluvia. La interferencia se produce entre la luz reflejada en la parte inferior y superior de la capa de aceite. La delgadez de la capa de aceite es esencial para que cada color produzca un máximo distinguible en sitios distintos de la mancha. También influye la oscuridad del asfalto para evitar luz que enmascare las reflexiones.

.

Bibliografía: https://es.wikipedia.org/wiki/Refracci%C3%B3n, https://brainly.lat/tarea/3584173, http://webs.ucm.es/info/gioq/fenopt/imagenes/interferenciaaceite/index.htm

4.16.1. Justifica el color de un objeto en función de la luz absorbida y reflejada.

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.

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

Justificación del rojo de un tomate:

El tomate nos parece de color rojo, porque el ojo sólo recibe la luz roja reflejada por la hortaliza, absorbe el verde y el azul y refleja solamente el rojo. Un plátano amarillo absorbe el color azul y refleja los colores rojo y verde, los cuales sumados permiten visualizar el color amarillo.

Bibliografía: https://www.fotonostra.com/grafico/coloresobjetos.htm

4.15.2. Clasifica casos concretos de ondas electromagnéticas presentes en la vida cotidiana en función de su longitud de onda y su energía.

Ondas de radio
Son ondas electromagnéticas producidas por el hombre con un circuito oscilante.
Se emplean en radidifusión, las ondas usadas en la televisión son las de longitud de onda menor y las de radio son las de longitud de onda mayor. Las radiondas más largas se reflejan en la ionosfera y se pueden detectar en antenas situadas a grandes distancias del foco emisor. Las ondas mediasse reflejan menos en la ionosfera, debido a su gran longitud de onda pueden superar obstáculos, por lo que pueden recorrer grandes distancias. Para superar montañas necesitan repetidores. Las ondas cortas no se reflejan en la ionosfera, requieren repetidores más próximos. Se transmiten a cualquier distancia mediante los satélites artificiales. Este tipo de ondas son las que emiten la TV, teléfonos móviles y los radares.

Radiación de microondas
Son producidas por vibraciones de moléculas.
Se utilizan en radioastronomia y en hornos eléctricos. Esta última aplicación es la más conocida hoy en día y en muchos hogares se usan los "microondas". Estos hornos calientan los alimentos generando ondas microondas que en realidad calientan selectivamente el agua. la mayoría de los alimentos, incluso los "secos" contienen agua. Las microondas hacen que las moléculas de agua se muevan, vibran, este movimiento produce fricción y esta fricción el calentamiento. Así no sólo se calienta la comida, otras cosas ,como los recipientes, pueden calentarse al estar en contacto con los alimentos.

Radiación infrarroja
Es emitida por cuerpos calientes y son debidas a vibraciones de los átomos.
La fotografía infrarroja tiene grandes aplicaciones,:en la industria textil se utiliza para identificar colorantes, en la detección de falsificaciones de obras de arte, en telemandos, estudios de aislantes térmicos, etc.

Luz visible
Es la pequeña parte del espectro electromagnético a la que es sensible el ojo humano.
Se producen por saltos electrónicos entre niveles atómicos y moleculares.

Rayos UVA
Se producen por saltos electrónicos entre átomos y moléculas excitados.
El Sol es emisor de rayos ultravioleta, que son los responsables del bronceado de la piel. Es absorvida por la capa de ozono, y si se recibe en dosis muy grandes puede ser peligrosa ya que impiden la división celular, destruyen microorganismos y producen quemaduras y pigmentación de la piel.

Rayos X
Se producen por oscilaciones de los electrones próximos a los núcleos.
Son muy energéticos y penetrantes, dañinos para los organismos vivos, pero se utilizan de forma controlada para los diagnósticos médicos.

Rayos gammaSu longitud de onda (lambda) < 0.1 Ao, donde 1 Ao(Armstrong) es igual a 10 -10m. Se originan en las desintegraciones nucleares que emiten radiación gamma. Son muy penetrantes y muy energéticas.

Tabla con energias y longitudes de onda.

Banda	Longitud de onda (m)	Frecuencia (Hz)	Energía (J)
Rayos gamma	< 10x10−12m	> 30,0x1018Hz	> 20·10−15 J
Rayos X	< 10x10−9m	> 30,0x1015Hz	> 20·10−18 J
Ultravioleta extremo	< 200x10−9m	> 1,5x1015Hz	> 993·10−21 J
Ultravioleta cercano	< 380x10−9m	> 7,89x1014Hz	> 523·10−21 J
Espectro Visible	< 780x10−9m	> 384x1012Hz	> 255·10−21 J
Infrarrojo cercano	< 2,5x10−6m	> 120x1012Hz	> 79·10−21 J
Infrarrojo medio	< 50x10−6m	> 6,00x1012Hz	> 4·10−21 J
Infrarrojo lejano/submilimétrico	< 1x10−3m	> 300x109Hz	> 200·10−24 J
Microondas	< 10−2m	> 3x108Hzn. 1​	> 2·10−24 J
Ultra Alta Frecuencia-Radio	< 1 m	> 300x106Hz	> 19.8·10−26 J
Muy Alta Frecuencia-Radio	< 10 m	> 30x106Hz	> 19.8·10−28 J
Onda Corta - Radio	< 180 m	> 1,7x106Hz	> 11.22·10−28 J
Onda Media - Radio	< 650 m	> 650x103Hz	> 42.9·10−29 J
Onda Larga - Radio	< 10x103m	> 30x103Hz	> 19.8·10−30 J
Muy Baja Frecuencia - Radio	> 10x103m	< 30x103Hz	< 19.8·10−30 J

Bibliografía: https://thales.cica.es/rd/Recursos/rd99/ed99-0504-01/tipos-ondas.html, https://es.wikipedia.org/wiki/Espectro_electromagn%C3%A9tico.

4.15.1. Determina experimentalmente la polarización de las ondas electromagnéticas a partir de experiencias sencillas utilizando objetos empleados en la vida cotidiana.

La polarización electromagnética es una propiedad de las ondas que pueden oscilar con más de una orientación. Esto se refiere normalmente a las llamadas ondas transversales, en particular se suele hablar de las ondas electromagnéticas, aunque también se puede dar en ondas mecánicas transversales. Por otra parte, las ondas de sonido en un gas o líquido son ondas exclusivamente longitudinales en la que la oscilación va siempre en la dirección de la onda; por lo que no se habla de polarización en este tipo de ondas.

En una onda electromagnética, tanto el campo eléctrico y el campo magnético son oscilantes, pero en diferentes direcciones; ambas perpendiculares entre sí y perpendiculares a la dirección de propagación de la onda; por convención, el plano de polarización de la luz se refiere a la polarización del campo eléctrico.

Polarización circular en hilo de goma, convertida a polarización lineal

Cuando la luz interacciona con la materia, bien sea por reflexión, por refracción (en medios transparentes), dispersión… la polarización puede cambiar.

La luz solar no viene polarizada, pero al reflejarse se polariza parcialmente, resultando más o menos polarizada según el ángulo de incidencia.

Bibliografía: https://lacienciaparatodos.wordpress.com/2012/04/14/experimento-reflejos-luz-polarizada-gafas-de-sol-y-tupperware/, https://es.wikipedia.org/wiki/Polarizaci%C3%B3n_electromagn%C3%A9tica.

4.13.1. Conoce y explica algunas aplicaciones tecnológicas de las ondas sonoras, como las ecografías, radares, sonar, etc.

Las ondas sonoras, aparte de estimular nuestro oído, se utilizan para numerosas aplicaciones técnicas y científicas. Principalmente se hace uso de los ultrasonidos, sonidos por encima de la frecuencia límite de audición del ser humano. Entre estas aplicaciones cabe destacar las siguientes:

1)El sonar: (del inglés SONAR, acrónimo de Sound Navigation And Ranging, ‘navegación y alcance por sonido') 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.

La distancia puede calcularse de una forma sencilla conociendo la velocidad de transmisión de este tipo de ondas en el agua del mar, que aproximadamente tiene un valor vonda ≈ 1500 m/s, según la fórmula:
 

En el caso de pesqueros permite localizar los bancos de peces ya que un solo pez refleja una parte inapreciable de la onda emitida por el sonar, mientras que un banco formado por varios miles de peces forma una barrera que refleja las ondas y el eco que producen es percibido por el receptor del sonar.


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

En una ecografía el aparato, denominado ecógrafo, envía los ultrasonidos a la parte del cuerpo que queremos estudiar. Estos ultrasonidos se desplazan a distinta velocidad en función de la densidad de los tejidos (en algunos de ellos ni siquiera penetran); recogiendo el eco de estos ultrasonidos se transforma la señal recibida en una imagen. La ventaja de las ecografías respecto a otras técnicas como los rayos X es que, al ser la energía de los ultrasonidos mucho menor, no produce daños, lo que permite su aplicación tanto en ginecología como sobre otros órganos sensibles a la radiación.

Aplicando esta técnica sucesivamente con ángulos distintos pueden conseguirse imágenes tridimensionales e incluso la sensación de movimiento.

En el video puedes ver la ecografía en movimiento de un feto de once semanas.


3)La litotricia: es una técnica utilizada para destruir los cálculos que se forman en el riñón, la vejiga, los uréteres o la vesícula biliar. Hay varias formas de hacerla, aunque la más común es la litotricia extracorpórea (por fuera del cuerpo) por ondas de choque. Las ondas de choque se concentran en los cálculos y los rompen en fragmentos diminutos que luego salen del cuerpo en forma natural durante la micción.


4)El telémetro ultrasónico:  se basa en la emisión de un ultrasonido que se refleja en el blanco y el telémetro recibe el eco. Por el tiempo transcurrido y la fase del eco, calcula la distancia al blanco.

Bibliografía: http://elfisicoloco.blogspot.com/2013/02/aplicaciones-de-las-ondas.html, http://e-ducativa.catedu.es/44700165/aula/archivos/repositorio/3000/3212/html/5_aplicaciones_de_las_ondas_sonoras.html

4.12.2. Analiza la intensidad de las fuentes de sonido de la vida cotidiana y las clasifica como contaminantes y no contaminantes.

Se llama contaminación acústica, contaminación sónica 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.

El término "contaminación acústica" hace referencia al ruido (entendido como sonido excesivo y molesto), provocado por las actividades humanas (tráfico, industrias, locales de ocio, aviones, barcos, entre otros.) que produce efectos negativos sobre la salud auditiva, física y mental de los seres vivos.

Ejemplos:


Las amarillas y naranjas son no contaminantes, mientras que las rojas son contaminantes.


Bibliografía: http://diariolfg83.blogspot.com/2012/12/contaminacion-acustica-y-ruido.html, https://es.wikipedia.org/wiki/Contaminaci%C3%B3n_ac%C3%BAstica.

4.12.1. Relaciona la velocidad de propagación del sonido con las características del medio en el que se propaga

El sonido se propaga de un lugar a otro, pero siempre lo hace a través de un medio material, como el aire, el agua, la madera. En el vacío, el sonido no puede propagarse, porque no hay medio material. En el aire el sonido viaja a una velocidad de 340 metros por segundo. La propagación del sonido en los fluidos toma la forma de fluctuaciones de presión.​ En los cuerpos sólidos la propagación del sonido implica variaciones del estado tensional del medio.

La propagación del sonido supone un transporte de energía sin transporte de materia, en forma de ondas mecánicas que se propagan a través de la materia sólida, líquida o gaseosa. Como las vibraciones se producen en la misma dirección en la que se propaga el sonido, se trata de una onda longitudinal, que se trasmite en línea recta, desde el punto de origen.​

-La velocidad de propagación del sonido es, por ejemplo, de unos 1.440 m/s en el agua y de unos 5.000 m/s en el acero.

.

Bibliografía: https://es.wikipedia.org/wiki/Propagaci%C3%B3n_del_sonido, https://www.eumus.edu.uy/docentes/maggiolo/acuapu/prp.html, http://www3.gobiernodecanarias.org/medusa/ecoblog/mramrodp/2016/11/11/vibraciones-y-ondas-esquemas/.