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Conservación de la frecuencia - Contenido educativo

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Subido el 11 de enero de 2021 por Miguel R.

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Buenos días, vamos a continuar con estas clases virtuales que se complementan a las clases que damos a través de la cámara en remoto 00:00:00
cada uno es de nuestra casa 00:00:05
es un complemento debido a que estos vídeos no permiten interactuar 00:00:07
pero por lo menos lo que sí que permiten es que se vean bien esas correcciones de los ejercicios 00:00:13
ya que a través del Jitsi pues muchas veces no hay una buena definición de la cámara, está muy pixelada 00:00:17
y esto es un complemento y entre una cosa y la otra pues vamos avanzando y conseguimos avanzando 00:00:22
La clase de ayer versaba sobre el espectro electromagnético y lo que resta de semana, que ya sabemos que va a ser de este modo, vamos a repasar ejercicios de óptica física que también fueron pautados para las vacaciones navideñas. 00:00:28
Durante las clases en remoto os iré comunicando cuáles son los ejercicios que vamos a resolver al día siguiente y en este caso, como os dije ayer, vamos a resolver dos que versan acerca del concepto de la conservación de la frecuencia. 00:00:42
Son en primer lugar el modelo 2018 Junio B pregunta 4 00:00:53
Y luego el modelo 2019 Junio B pregunta 4 00:00:56
Que ese es distinto, no tiene que ver 00:00:59
Pero que además había dudas y por eso lo vamos a resolver también 00:01:01
En este primero me dicen que hay un rayo 00:01:05
Que es un rayo de luz que se transmite por un medio de refracción 00:01:09
Con índice de refracción 1 y me dan la frecuencia también 00:01:12
Me piden su longitud de onda 00:01:15
Entonces como era el índice de refracción 00:01:16
Recuerdo la definición del índice de refracción que era C partido V 00:01:18
Ya hemos visto lo que era C 00:01:21
C es la velocidad de la luz en el vacío 00:01:22
Con lo cual, si N vale 1, pues C tiene que ser lo mismo que V 00:01:25
¿Qué quiere decir eso? 00:01:30
Que la onda es una onda electromagnética que se propaga por el vacío 00:01:31
Justo lo que hemos visto en la clase anterior 00:01:34
Por lo tanto, puedo aplicar la condición de onda electromagnética 00:01:36
Que C es la onda por la frecuencia 00:01:39
Aquí utilizo frecuencia mediru porque me han dado la letra F en el ejercicio 00:01:42
Y así voy a obtener esta longitud de onda 00:01:45
Que es 5 por 10 a las 7 metros 00:01:48
metros. En la ejercicio pone 6 por 10 a la 4, pero obviamente 6 por 10 a la 14 00:01:50
hercios, ¿vale? Porque así el resultado me sale 5 por 10 a la menos 7, que como vimos 00:01:54
ayer, es parte del espectro visible. Esos 00:01:58
500 nanómetros, puesto que esto sería 500 por 10 a la menos 9, 00:02:02
es decir, 500 nanómetros es un ejemplo 00:02:06
típico de lo que es la luz visible, que dijimos que se movía entre los 300 y 00:02:10
los 700, 750 nanómetros. De hecho, utilizando la imagen 00:02:14
que os he dado del espectro, podríais también deducir 00:02:18
más o menos a qué color correspondería 00:02:20
este rayo de luz 00:02:22
posteriormente 00:02:24
me dicen que ese rayo de luz penetra 00:02:26
en un medio cuyo índice de refracción 00:02:28
es 1,25N1 00:02:30
como N1 vale a 1, pues 1,25 00:02:32
por 1, 1,25 00:02:34
¿vale? de tal manera que yo 00:02:36
lo que voy a hacer es aplicar de nuevo la 00:02:38
definición de índice de refracción, que era C partido por V 00:02:40
y de aquí obtener la V 00:02:42
que es la velocidad de propagación, ahora ya la onda 00:02:44
no se propaga a la velocidad de la luz en el vacío 00:02:46
sino que se propaga a 2,40 00:02:48
por 10 a la 8 metros por segundo 00:02:50
es decir, un poquito más despacio, recordad que 00:02:52
nada se propaga más rápido 00:02:54
que la luz en el vacío 00:02:56
en el vacío, nada se propaga más rápido 00:02:57
que la luz, ¿vale? 00:03:00
de nuevo podemos utilizar la condición de la velocidad 00:03:02
de la propagación de la onda, ahora ya 00:03:04
no vamos a hablar estrictamente de que es una onda 00:03:06
electromagnética, puesto que no se propaga 00:03:08
a la velocidad en el vacío, aunque también podría serlo 00:03:10
¿vale? que v es igual a 00:03:12
lambda por f, pero en este caso 00:03:14
digo, ¿y cuánto vale lambda? lo que me están preguntando 00:03:16
¿y cuánto vale f? también me lo preguntan 00:03:18
¿cuál es la clave? la clave es que 00:03:20
la frecuencia siempre se 00:03:22
conserva en un paso de un medio al otro 00:03:24
la frecuencia siempre es 00:03:26
la misma, como la frecuencia 00:03:28
es la misma, pues aparece el gato 00:03:30
este es mi gato, que se acaba de despertar 00:03:32
fíjate, a unos que viven bien 00:03:36
como la frecuencia es la misma 00:03:37
como la frecuencia es la misma 00:03:39
seguirá siendo 6 por 10 a la 14 00:03:42
como podemos observar 00:03:44
6 por 10 a la 14 y por tanto podemos ya deducir lo que va a dar a esta longitud de onda que será 4 por 10 a la menos 7 metros, de nuevo dentro de ese espectro visible. 00:03:46
En el segundo de los ejercicios, es el modelo de 2019 en junio, me pregunta 4, ya no trata sobre la conservación de la frecuencia, 00:03:55
sino que sobre lo que va a tratar es acerca de la ley de la reflexión y la refracción. 00:04:02
Es un ejercicio muy interesante, puesto que no es excesivamente largo, no es excesivamente complejo matemáticamente hablando, pero sí conceptualmente hablando. 00:04:08
Sí que es difícil entenderlo bien y comprenderlo bien. 00:04:18
Por eso, si tenéis dudas con él, como ya ha pasado, me la repetís sin ningún problema. 00:04:22
Pero por eso hacemos este ejercicio que es, repito, muy interesante y por eso ya lo habíamos pautado también. 00:04:25
Entonces me dice un rayo que penetra con un ángulo de incidencia I1, pasa a un segundo medio y tiene un ángulo IC que llaman de incidencia del segundo medio al tercero donde se produce la reflexión total. 00:04:29
Me preguntan cuánto vale ese I1 y cuánto vale ese IC. Lo repito para que lo veamos bien. Tenemos un ángulo de incidencia I1 y también está un ángulo de incidencia IC en el dibujo que podemos observar. 00:04:44
En primer lugar, a partir de la ley de la reflexión, recordad que los ángulos siempre se miden respecto a la normal, siempre, con lo cual, este I1 va a ser lo mismo que este I1 de aquí. 00:04:57
Esta es una de las claves. Según la ley de la reflexión, ¿vale? Obtengo ese ángulo que he pintado de color azul I1, ¿vale? 00:05:08
Podemos observar que este ángulo de aquí es el mismo que este, por la ley de la reflexión. Recordad que en la reflexión, el ángulo de incidencia era igual que el de reflexión. 00:05:15
Y además, a partir de la trigonometría puedo también deducir lo siguiente 00:05:21
Y es que este ángulo IC es el mismo que este ángulo IC verde que he puesto aquí 00:05:25
¿Por qué? Porque podemos observar que aquí se forma un triángulo rectángulo 00:05:29
¿Lo veis? Se forma un triángulo rectángulo en este momento 00:05:33
Si esto es un ángulo de 90 grados, quiere decir que esto será 90 menos IC 00:05:37
Y por tanto, como todo esto es 90, esto va a ser IC 00:05:45
¿Vale? Los que ven el dibujo técnico 00:05:48
Seguramente lo veréis mucho mejor 00:05:50
Y de una manera más directa y visual 00:05:52
Pero se puede ver más o menos sencillo 00:05:54
Que este triángulo y este son iguales 00:05:57
Con lo cual este triángulo y este son iguales 00:05:58
¿Vale? Eso también me va a ser muy útil 00:05:59
¿Por qué? Porque puedo observar a partir del dibujo de la normal 00:06:01
Que este triángulo y uno 00:06:04
Más 90 grados más IC 00:06:06
Todo ello forma 180 grados 00:06:08
Con lo cual tengo una primera relación 00:06:10
De que 90 grados es IC más I1 00:06:12
¿Vale? Esos dos ángulos forman 90 grados 00:06:13
Aquí no puedo seguir 00:06:16
perdonad 00:06:17
aquí no puedo continuar 00:06:22
puesto que tengo dos incógnitas y una sola ecuación 00:06:24
pero puedo aplicar la ley de Snell en la discontinuidad 00:06:27
entre estos dos primeros medios, es decir, yo he aplicado 00:06:29
ya la reflexión y ahora voy a aplicar 00:06:31
las leyes de la refracción 00:06:33
¿vale? nos acordamos de la ley de Snell 00:06:34
que decía n1 por el seno de i 00:06:37
igual a n2 por el seno 00:06:39
de el ángulo 00:06:42
refractado que en este caso es i sub c 00:06:43
recuerdo, los ángulos se miden 00:06:45
siempre respecto a lo normal en esta 00:06:47
discontinuidad, ángulo de incidencia, ángulo 00:06:49
de refracción, es decir 00:06:51
la refracción en el segundo medio es la misma 00:06:53
que la incidencia del segundo al tercero 00:06:55
entendemos bien 00:06:58
aplico esta ley de Snell 00:06:59
sustituyo los datos 00:07:01
y donde este dice voy a poner 90 00:07:03
90 menos I1 00:07:05
a partir de otra ocasión, y trigonométricamente 00:07:07
muy importante estas propiedades trigonométricas 00:07:10
el seno de 90 menos algo es lo mismo que el coseno 00:07:11
esto es muy importante 00:07:14
esta propiedad trigonométrica y ahora ya si puedo 00:07:15
despejar sencilla la ecuación 00:07:17
el coseno que está multiplicando pasa 00:07:18
dividiendo, con lo cual es el neutro coseno tangente 00:07:20
y realizo con tangente 00:07:23
y obtengo I1, una vez que ya tengo I1 00:07:25
directamente obtengo IC, porque sé que los dos suman 00:07:27
90 grados, por último 00:07:29
me piden el índice de refracción N3 00:07:31
en este segundo medio, para lo cual voy a tener que aplicar 00:07:33
la reflexión total, recordamos 00:07:35
que era la reflexión total, que el ángulo de 00:07:37
refracción formado era de 90 grados 00:07:39
¿vale? aplico de nuevo la ley de Snell 00:07:41
pero ahora descontinúa entre el segundo y el tercer medio 00:07:43
N2 por el seno de I sub C, que ya sé cuánto vale 00:07:45
Igual a N3 por el seno de R 00:07:47
Pero esta refracción en este caso es 90 grados 00:07:49
Puesto que ocurre la reflexión total 00:07:53
Como me indican en el dibujo 00:07:54
Una vez ahí, simplemente sustituyo valores 00:07:56
Y obtengo que N3 es 1 00:08:00
De hecho es 1,001, o sea prácticamente 1 00:08:01
Con lo cual puedo deducir que ese medio 3 es el aire 00:08:04
O bien el vacío donde el índice de refracción valía 1 00:08:07
Como veis es un ejercicio corto 00:08:09
No es muy largo, solo una cara 00:08:13
Pero muy interesante 00:08:14
Y todos ellos, recuerdo, ejercicios de la EBAU 00:08:15
Nosotros nos vamos a centrar en el primer concepto 00:08:18
Pero también este segundo para repasar 00:08:20
Y durante las clases también del miércoles y del jueves 00:08:21
Seguiremos repasando distintos tipos de ejercicios 00:08:23
Y en la medida que podamos 00:08:25
A lo mejor también avanzamos un poquito en el concepto del prisma 00:08:27
Pero seguramente vamos a repasar 00:08:29
Simplemente vamos a repasar ejercicios 00:08:31
Con cualquier duda más, consultadme 00:08:33
Un saludo 00:08:35
Autor/es:
Miguel Ros
Subido por:
Miguel R.
Licencia:
Reconocimiento - No comercial
Visualizaciones:
107
Fecha:
11 de enero de 2021 - 21:55
Visibilidad:
Público
Centro:
IES SENDA GALIANA
Duración:
08′ 38″
Relación de aspecto:
1.78:1
Resolución:
1280x720 píxeles
Tamaño:
756.48 MBytes

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