COSMOS - Cap 6 - John Rivera

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Capitulo 6 Relatos de viajeros John Jairo Rivera Hoyos Politécnico Grancolombiano Ingeniería en Telecomunicaciones. RESUMEN En este capítulo mencionan varias cosas que fueron bastante importantes, hasta la fecha este tipo de descubrimientos han colaborado poder aclarar cualquier pregunta. Se dice que inventaron el microscopio y usaron un esperma humano, desde el cual se fue dando todo el mundo microscópico. También se habla que los astrónomos y los navegantes necesitaban como “guía” para ubicarse y se empezaron a dibujar algunos esquemas sobre el universo. FONDO En los siglos quince y dieciséis, se podía ir de España a las Azores en unos cuantos días, el mismo tiempo que ahora se tarda en cruzar el canal que separa la Tierra de la Luna. Se tardaba entonces unos cuantos meses en atravesar el océano Atlántico y alcanzar el llamado Nuevo Mundo, las Américas. Hoy se tardan unos cuantos meses en atravesar el océano del sistema solar interior y realizar aterrizases planetarios en Marte o en Venus, que de modo verídico y literalmente son nuevos mundos que nos esperan. En los siglos diecisiete y dieciocho se podía viajar de Holanda a China en un año o dos, el tiempo que se ha tardado en viajar de la Tierra a Júpiter. Los costes anuales eran, en comparación, más altos que ahora, pero en ambos casos inferiores al uno por ciento del correspondiente producto nacional bruto. Nuestras actuales naves espaciales con sus tripulaciones robots son los precursores, las vanguardias de futuras expediciones humanas a los planetas. Si el firmamento es de tan incomparable magnitud tan vasto y lleno de innumerables estrellas, hasta ser de una extensión infinita ¿no podemos suponer también que esas estrellas infinitas visibles en el firmamento son otros tantos soles, con sus correspondientes centros fijos, y que tienen asimismo sus correspondientes planetas subordinados, como tiene el Sol los suyos danzando tranquilos a su alrededor?Hay por lo tanto infinitos mundos habitados; ¿qué lo impide?a estos y otros intentos parecidos, osados e insolentes, a estas paradojas prodigiosas deben seguir las correspondientes inferencias, si se acepta lo que Kepler y otros afirman del movimiento de la Tierra. OBJETIVOS Huygens pensó que los ambientes y los habitantes de otros planetas eran bastante parecidos a los terráqueos del siglo diecisiete. Imaginó planetarianos cuyos cuerpos enteros y cada parte de ellos pueden ser bastante distintos y diferentes de nosotrosEs una opinión muy ridículaafirmar que es imposible que un alma racional pueda morar en otra forma distinta de la nuestra. En definitiva, uno puede ser listo aunque parezca extraño. Pero luego Huygens seguía argumentando que tampoco podían ser muy extraños, que debían tener manos y pies, y caminar derechos, que tendrían escritura y geometría, y que Júpiter tiene sus cuatro satélites galileanos para ayudar en la navegación por los océanos jovianos. MÉTODOS Huygens era por supuesto un ciudadano de su tiempo. ¿Quién de nosotros no lo es? Llamaba a la ciencia su religión, y luego afirmaba que los planetas debían estar habitados porque de lo contrario Dios hubiera hecho las cosas por nada. Como vivió antes de Darwin, sus especulaciones sobre la vida extraterrestre resultan inocentes en la perspectiva evolutiva. Pero basándose en observaciones consiguió desarrollar algo parecido a las perspectivas cósmicas modernas: Qué maravillosa y asombrosa perspectiva tenemos aquí de la inmensidad del universo. El principio de Huygens es un método de análisis aplicado a los problemas de propagación de ondas.: Todo punto de un frente de onda inicial puede considerarse como una fuente de ondas esféricas secundarias que se extienden en todas las direcciones con la misma velocidad, frecuencia y longitud de onda que el frente de onda del que proceden. Esta visión de la propagación de las ondas ayuda a entender mejor los fenómenos de difracción, reflexión y la refracción de las ondas. Por ejemplo, si dos cuartos están conectados por una puerta abierta y se produce un sonido en una esquina lejana de uno de ellos, una persona en el otro cuarto oirá el sonido como si se originara en el umbral. Por lo que se refiere el segundo cuarto, el aire que vibra en el umbral es la fuente del sonido. Lo mismo ocurre para la luz al pasar el borde de un obstáculo, pero esto no es fácilmente observable debido a la corta longitud de onda de la luz visible. La interferencia de la luz de áreas con distancias variables del frente de onda móvil explica los máximos y los mínimos observables como franjas de difracción. El experimento de la doble rendija lo muestra. RESULTADOS A partir del principio de Huygens puede demostrarse la ley de la refracción. Supongamos que un frente de onda avanza hacia la superficie refractante I 1 I 2 que separa dos medios en los cuales las velocidades de la luz son v y v´. Si consideramos I 1 como emisor, en el tiempo Dt en que la perturbación llega de A a I 2 , la perturbación originada en I 1 habrá alcanzado la esfera de radio r´= v´Dt. En el mismo tiempo la perturbación correspondiente llega a todos los puntos de la envolvente BI 2 , y tomando los rayos normales a los frentes de onda, de la figura se deduce que: RESULTADOS CONCLUSIONES ¡Tantos soles, tantas tierrasy cada una de ellas provista con tantos animales, plantas y árboles, adornadas con tantas montañas, y mares!¡Y cómo debe crecer nuestro asombro y admiración cuando consideramos la distancia y la multitud prodigiosa de estrellas! CONSTRUCCIÓN DE UNA ONDA REFLEJADA Y REFRACTADA Cuando el extremo del frente de ondas llega a la separación de los dos medios, la partícula del medio 2 sobre la que incide se pone a emitir radialmente, pero propagándose con distintas velocidades en cada medio por lo que se originan dos frentes representados por semicírculos desiguales. Poco a poco el frente va llegando a todas las partículas del medio 2 que se ponen a repetir la emisión de la primera. La envolvente de las ondas que retornan al primer medio es el frente de la onda reflejada La envolvente, en un instante dado, de las ondas que se propagan en el segundo medio es el frente de onda de la onda refractada. FRENTE DE ONDA Y RAYO Se define el frente de onda como la superficie envolvente a donde llega la onda en un momento dado. Puede tener diferentes formas: en las ondas planas que se propagan por la superficie del agua será una línea recta, en las circulares, que fácilmente podemos crear en al superficie del agua, será una circunferencia y en las sonoras (como las que se producen una explosión) será una esfera. ÁNGULO DE INCIDENCIA Y ÁNGULO DE REFRACCIÓN Se llama ángulo de incidencia -i- al formado por el rayo incidente y la normal. La normal es una recta imaginaria perpendicular a la superficie de separación de los dos medios en el punto de contacto del rayo. El ángulo de reflexión -r- es el formado por el rayo reflejado y la normal. El ángulo de refracción -r'- es le formado por el rayo refractado y la normal. ÍNDICE DE REFRACCIÓN LUZ - n Se llama índice de refracción "n" al cociente entre la velocidad de la luz en un medio y la velocidad de la luz en el vacío "c". Los valores de "n" son siempre números adimensionales (sin unidades) y mayores que 1.

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Cosmos Capitulo 6

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Capitulo 6 – Relatos de viajeros John Jairo Rivera Hoyos – Politécnico Grancolombiano – Ingeniería en Telecomunicaciones.

RESUMEN

• En este capítulo mencionan varias cosas que fueron bastante importantes, hasta la fecha este tipo de descubrimientos han colaborado poder aclarar cualquier pregunta. Se dice que inventaron el microscopio y usaron un esperma humano, desde el cual se fue dando todo el mundo microscópico.

• También se habla que los astrónomos y los navegantes necesitaban como “guía” para ubicarse y se empezaron a dibujar algunos esquemas sobre el universo.

FONDO • En los siglos quince y dieciséis, se podía ir de España a las Azores en unos

cuantos días, el mismo tiempo que ahora se tarda en cruzar el canal que separa la Tierra de la Luna. Se tardaba entonces unos cuantos meses en atravesar el océano Atlántico y alcanzar el llamado Nuevo Mundo, las Américas. Hoy se tardan unos cuantos meses en atravesar el océano del sistema solar interior y realizar aterrizases planetarios en Marte o en Venus, que de modo verídico y literalmente son nuevos mundos que nos esperan. En los siglos diecisiete y dieciocho se podía viajar de Holanda a China en un año o dos, el tiempo que se ha tardado en viajar de la Tierra a Júpiter. Los costes anuales eran, en comparación, más altos que ahora, pero en ambos casos inferiores al uno por ciento del correspondiente producto nacional bruto. Nuestras actuales naves espaciales con sus tripulaciones robots son los precursores, las vanguardias de futuras expediciones humanas a los planetas.

• Si el firmamento es de tan incomparable magnitud tan vasto y lleno de innumerables estrellas, hasta ser de una extensión infinita ¿no podemos suponer también que esas estrellas infinitas visibles en el firmamento son otros tantos soles, con sus correspondientes centros fijos, y que tienen asimismo sus correspondientes planetas subordinados, como tiene el Sol los suyos danzando tranquilos a su alrededor?… Hay por lo tanto infinitos mundos habitados; ¿qué lo impide?… a estos y otros intentos parecidos, osados e insolentes, a estas paradojas prodigiosas deben seguir las correspondientes inferencias, si se acepta lo que Kepler y otros afirman del movimiento de la Tierra.

OBJETIVOS • Huygens pensó que los ambientes y los habitantes de otros planetas eran

bastante parecidos a los terráqueos del siglo diecisiete. Imaginó planetarianos cuyos cuerpos enteros y cada parte de ellos pueden ser bastante distintos y diferentes de nosotros… Es una opinión muy ridícula… afirmar que es imposible que un alma racional pueda morar en otra forma distinta de la nuestra. En definitiva, uno puede ser listo aunque parezca extraño. Pero luego Huygens seguía argumentando que tampoco podían ser muy extraños, que debían tener manos y pies, y caminar derechos, que tendrían escritura y geometría, y que Júpiter tiene sus cuatro satélites galileanos para ayudar en la navegación por los océanos jovianos.

MÉTODOS • Huygens era por supuesto un ciudadano de su tiempo. ¿Quién de

nosotros no lo es? Llamaba a la ciencia su religión, y luego afirmaba que

los planetas debían estar habitados porque de lo contrario Dios hubiera

hecho las cosas por nada. Como vivió antes de Darwin, sus

especulaciones sobre la vida extraterrestre resultan inocentes en la

perspectiva evolutiva. Pero basándose en observaciones consiguió

desarrollar algo parecido a las perspectivas cósmicas modernas: Qué

maravillosa y asombrosa perspectiva tenemos aquí de la inmensidad

del universo.

• El principio de Huygens es un método de análisis aplicado a los problemas de propagación de ondas.:

• Todo punto de un frente de onda inicial puede considerarse como una fuente de ondas esféricas secundarias que se extienden en todas las direcciones con la misma velocidad, frecuencia y longitud de onda que el frente de onda del que proceden.

• Esta visión de la propagación de las ondas ayuda a entender mejor los fenómenos de difracción, reflexión y la refracción de las ondas.

• Por ejemplo, si dos cuartos están conectados por una puerta abierta y se produce un sonido en una esquina lejana de uno de ellos, una persona en el otro cuarto oirá el sonido como si se originara en el umbral. Por lo que se refiere el segundo cuarto, el aire que vibra en el umbral es la fuente del sonido.

• Lo mismo ocurre para la luz al pasar el borde de un obstáculo, pero esto no es fácilmente observable debido a la corta longitud de onda de la luz visible. La interferencia de la luz de áreas con distancias variables del frente de onda móvil explica los máximos y los mínimos observables como franjas de difracción. El experimento de la doble rendija lo muestra.

RESULTADOS • A partir del principio de Huygens puede demostrarse la ley de la

refracción. Supongamos que un frente de onda avanza hacia la superficie refractante I1I2 que separa dos medios en los cuales las velocidades de la luz son v y v´. Si consideramos I1 como emisor, en el tiempo Dt en que la perturbación llega de A a I2, la perturbación originada en I1habrá alcanzado la esfera de radio r´= v´Dt. En el mismo tiempo la perturbación correspondiente llega a todos los puntos de la envolvente BI2, y tomando los rayos normales a los frentes de onda, de la figura se deduce que:

RESULTADOS

CONCLUSIONES • ¡Tantos soles, tantas tierras… y cada una de ellas provista con

tantos animales, plantas y árboles, adornadas con tantas montañas, y mares!… ¡Y cómo debe crecer nuestro asombro y admiración cuando consideramos la distancia y la multitud prodigiosa de estrellas!

CONSTRUCCIÓN DE UNA ONDA REFLEJADA Y REFRACTADA

Cuando el extremo del frente de ondas llega a la separación de los dos medios, la partícula del medio 2 sobre la que incide se pone a emitir radialmente, pero propagándose con distintas velocidades en cada medio por lo que se originan dos frentes representados por semicírculos desiguales. Poco a poco el frente va llegando a todas las partículas del medio 2 que se ponen a repetir la emisión de la primera. La envolvente de las ondas que retornan al primer medio es el frente de la onda reflejada La envolvente, en un instante dado, de las ondas que se propagan en el segundo medio es el frente de onda de la onda refractada. FRENTE DE ONDA Y RAYO Se define el frente de onda como la superficie envolvente a donde llega la onda en un momento dado. Puede tener diferentes formas: en las ondas planas que se propagan por la superficie del agua será una línea recta, en las circulares, que fácilmente podemos crear en al superficie del agua, será una circunferencia y en las sonoras (como las que se producen una explosión) será una esfera. ÁNGULO DE INCIDENCIA Y ÁNGULO DE REFRACCIÓN Se llama ángulo de incidencia -i- al formado por el rayo incidente y la normal. La normal es una recta imaginaria perpendicular a la superficie de separación de los dos medios en el punto de contacto del rayo. El ángulo de reflexión -r- es el formado por el rayo reflejado y la normal. El ángulo de refracción -r'- es le formado por el rayo refractado y la normal. ÍNDICE DE REFRACCIÓN LUZ - n Se llama índice de refracción "n" al cociente entre la velocidad de la luz en un medio y la velocidad de la luz en el vacío "c". Los valores de "n" son siempre números adimensionales (sin unidades) y mayores que 1.