Grado 9
  1. Mechanics  1.1. Movimiento  1.1.1. Tipos de movimiento  1.1.2. Distancia y desplazamiento  1.1.3. Velocidad y Rapidez  1.1.4. Aceleración  1.1.5. Representación gráfica del movimiento  1.1.6. Ecuaciones de movimiento  1.1.7. Movimiento uniforme y no uniforme  1.1.8. Caída libre y aceleración debido a la gravedad  1.1.9. Velocidad relativa  1.1.10. Movimiento circular  1.2. Leyes de la fuerza y el movimiento  1.2.1. El concepto de fuerza  1.2.2. La primera ley del movimiento de Newton  1.2.3. Segunda ley del movimiento de Newton  1.2.4. Tercera ley del movimiento de Newton  1.2.5. Inercia y tipos de inercia  1.2.6. Movimiento  1.2.7. Conservación del momento  1.2.8. Aplicación de las leyes de Newton en la vida diaria  1.2.9. Tipos de Fuerzas (Contacto y No Contacto)  1.2.10. Fricción y sus efectos  1.3. Fuerza gravitacional  1.3.1. La ley de la gravitación universal de Newton  1.3.2. Importancia de la Fuerza Gravitacional  1.3.3. Aceleración debido a la gravedad  1.3.4. Caída libre e ingravidez  1.3.5. Masa y peso  1.3.6. Variación de g con altura y profundidad  1.3.7. Leyes del movimiento planetario de Kepler  1.3.8. Satélites y sus órbitas  1.4. Trabajo, Energía y Potencia  1.4.1. Concepto de trabajo  1.4.2. Acciones positivas y negativas  1.4.3. Trabajo realizado por fuerza constante y variable  1.4.4. Energía y sus formas  1.4.5. Energía cinética y energía potencial  1.4.6. La ley de conservación de la energía  1.4.8. Unidad comercial de energía  1.4.9. Teorema trabajo-energía  1.5. Máquinas simples  1.5.1. Tipos de máquinas simples  1.5.2. Ventaja mecánica  1.5.3. Eficiencia de la máquina  1.5.4. Palancas y sus tipos  1.5.5. Poleas y planos inclinados  1.5.6. Engranajes y sus usos
  2. Propiedades de la materia  2.1. Estados de la materia  2.1.1. Sólidos, líquidos y gases  2.1.2. Propiedades de los diferentes estados de la materia  2.1.3. Cambio en el estado de la materia  2.1.4. Plasma y condensado de Bose-Einstein  2.2. Densidad y presión  2.2.1. Concepto de densidad y densidad relativa  2.2.2. Presión en sólidos, líquidos y gases  2.2.3. La ley de Pascal y sus aplicaciones  2.2.4. Presión atmosférica y sus variaciones  2.2.5. Tensión superficial y capilaridad  2.3. Flotabilidad y el principio de Arquímedes  2.3.1. Fuerza de flotación  2.3.2. Principio de Arquímedes  2.3.3. Aplicaciones del Principio de Arquímedes  2.3.4. objetos que flotan y se hunden  2.3.5. Teoría de la Flotación y el Principio de Arquímedes
  3. Calor y Termodinámica  3.1. Temperatura y calor  3.1.1. Concepto de calor y temperatura  3.1.2. Medición de temperatura  3.1.3. Escalas de temperatura  3.2. Transferencia de calor  3.2.1. Conducción del calor  3.2.2. Convección del calor  3.2.3. Radiación de calor  3.2.4. Aplicaciones de la transferencia de calor  3.2.5. Conductividad térmica  3.3. Thermal expansion  3.3.1. Expansión de sólidos, líquidos y gases  3.3.2. Expansión anómala del agua  3.3.3. Aplicaciones de la expansión térmica  3.4. Capacidad calorífica específica y calor latente  3.4.1. Concepto de capacidad calorífica específica  3.4.2. Medición y aplicaciones del calor específico  3.4.3. Calor latente de fusión y vaporización  3.4.4. Motores de calor y eficiencia
  4. Ondas y sonido  4.1. Ondas y sus tipos  4.1.1. Ondas mecánicas y electromagnéticas  4.1.2. Ondas Longitudinales y Transversales  4.1.3. Propiedades de las ondas  4.1.4. Longitud de onda, frecuencia y velocidad de la onda  4.1.5. Superposición de ondas  4.2. Ondas sonoras  4.2.1. Naturaleza y transmisión del sonido  4.2.2. Velocidad del sonido en diferentes medios  4.2.3. Reflexión del sonido y eco  4.2.4. Sonar y ultrasonido  4.2.5. Resonancia y pulsación  4.3. Características del sonido  4.3.1. Intensidad, volumen y calidad del sonido  4.3.2. Efecto Doppler en el sonido
  5. Iluminación y Óptica  5.1. Reflexión de la luz  5.1.1. Leyes de la reflexión  5.1.2. Reflexión desde un espejo plano  5.1.3. Reflexión en un espejo esférico  5.1.4. Formación de imágenes por espejos cóncavos y convexos  5.1.5. Aplicaciones de la Reflexión  5.2. Refracción de la luz  5.2.1. Leyes de la refracción  5.2.2. Índice de refracción  5.2.3. Refracción a través de una lámina de vidrio  5.2.4. Refracción en el agua y el aire  5.2.5. Lentes y sus tipos  5.2.6. Formación de imágenes por lentes convexas y cóncavas  5.2.7. Reflexión interna total y sus aplicaciones  5.3. Dispersión y dispersión de la luz  5.3.1. Espectro de la luz blanca  5.3.2. Prismas y Dispersión  5.3.3. Efecto Tyndall y cielo azul
  6. Electricidad y Magnetismo  6.1. Carga eléctrica y electricidad estática  6.1.1. El concepto de carga eléctrica  6.1.2. Carga por fricción, contacto e inducción  6.1.3. Electroscopio y su funcionamiento  6.2. Electricidad Corriente  6.2.1. El concepto de corriente eléctrica  6.2.2. Ohm's Law and Resistance  6.2.3. Factores que afectan la resistencia  6.2.4. Circuitos en Serie y Paralelo  6.2.5. Heating effect of electric current  6.2.6. Potencia y energía eléctricas  6.3. Magnetismo  6.3.1. Imanes naturales y artificiales  6.3.2. Propiedades de los imanes  6.3.3. Magnetismo de la Tierra  6.3.4. Campo magnético y líneas de campo  6.3.5. Electroimanes y sus aplicaciones
  7. Física Moderna  7.1. estructura del átomo  7.1.1. Estructura Atómica y Partículas Subatómicas  7.1.2. Electrones, Protones y Neutrones  7.1.3. Modelo de Rutherford y Bohr  7.2. Radiactividad  7.2.1. Tipos de emisiones radiactivas  7.2.2. Vida media y desintegración radiactiva  7.2.3. Usos y Peligros de la Radiactividad
  8. Ciencia espacial y astronomía  8.1. El universo y sus componentes  8.1.1. Estrellas y galaxias  8.1.2. Planetas y Sistema Solar  8.2. Satélites  8.2.1. Satélites naturales y artificiales  8.2.2. Uso de satélites

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Refracción en el agua y el aire


Cuando la luz pasa de un medio a otro, su velocidad cambia. Este fenómeno se conoce como refracción. La refracción ocurre porque la luz viaja a diferentes velocidades en diferentes medios. Por ejemplo, la luz viaja más rápido en el aire que en el agua.

Entendiendo la refracción

La refracción se puede observar cuando una pajilla parece doblada al colocarla en un vaso de agua. Esto sucede porque los rayos de luz se doblan al pasar del agua al aire. Usemos términos y ejemplos simples para ver cómo funciona la refracción y por qué ocurre.

La luz se dobla en la interfaz de dos materiales diferentes. Esto significa que la luz cambia de dirección cuando entra en un material en un ángulo diferente a otro material. Cuando la luz entra en un medio más denso desde un medio menos denso, como del aire al agua, se dobla hacia la normal. Por el contrario, cuando la luz sale de un medio más denso y entra en un medio menos denso, se dobla lejos de la normal.

Considere un rayo de luz entrando al agua desde el aire:

Aire   / 
/ (Rayo de luz doblándose hacia la normal)
|| Agua

Ley de Snell

Para saber cuánto se dobla la luz, usamos la ley de Snell. Esta ley se escribe como:

n1 * sin(θ1) = n2 * sin(θ2)

Aquí, n1 y n2 son los índices de refracción del medio, y θ1 y θ2 son los ángulos de los rayos incidentes y refractados, respectivamente.

Índice de refracción

El índice de refracción es una medida de cuánto se ralentizará la luz en un medio. El índice de refracción del aire es aproximadamente 1, mientras que el índice de refracción del agua es aproximadamente 1,33. Esta diferencia explica por qué la luz se dobla al moverse entre estas dos sustancias.

Ejemplo de cálculo de refracción usando la ley de Snell:

Dado:
n1 (aire) = 1
n2 (agua) = 1.33
θ1 (ángulo incidente en el aire) = 30 grados

Usando la ley de Snell:
1 * sin(30) = 1.33 * sin(θ2)

Calcular:
sin(θ2) = sin(30) / 1.33 ≈ 0.375
θ2 = sin^(-1)(0.375) ≈ 22 grados

Representación visual de la refracción

Aire Agua θ1 θ2

Ejemplos reales de refracción

Pajilla doblada en un vaso de agua

Cuando pones una pajilla en un vaso lleno de agua, parece doblarse en la superficie del agua. Esto sucede porque los rayos de luz se refractan al pasar del agua al aire, haciendo que la pajilla cambie de posición.

Espejismo en el desierto

Los espejismos suelen ocurrir sobre desiertos o carreteras calientes. Son causados por la refracción de la luz solar. El aire caliente cerca de la superficie del suelo dobla los rayos de luz hacia arriba, dando la ilusión de que hay agua en la carretera o en el desierto adelante.

Lente gran angular

Los lentes gran angular usan el principio de refracción para doblar la luz y capturar una escena muy detallada. A menudo se utilizan en fotografía para crear tomas panorámicas amplias o distorsiones artísticas.

Cómo la refracción afecta nuestra visión

La refracción es importante en la forma en que vemos el mundo. Las lentes en nuestros ojos refractan la luz, permitiéndonos enfocar objetos a diferentes distancias. Usar gafas correctivas ajusta la refracción de la luz que entra en los ojos, mejorando la visión de personas con problemas de enfoque como miopía o hipermetropía.

Conclusión

La refracción es un concepto fundamental en física que afecta nuestra vida diaria de muchas formas, desde la forma en que vemos los objetos a través de lentes hasta tecnologías ópticas complejas. Entender la refracción no solo explica las ilusiones ópticas comunes, sino que también es la base de la tecnología que usamos en gafas, cámaras e instrumentos científicos.


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Refracción en el agua y el aire

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