ISSUES and Physical Science ISSUES and Physical Science€¦ · ISSUES AND LIFE SCIENCE, 2nd...

U N I V E R S I T Y O F C A L I F O R N I A , B E R K E L E Y • L A W R E N C E H A L L O F S C I E N C E

IAPS-2SB

ISSUES and Physical Science

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CO

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ISSUES and Physical Science

I A P S U N I T SC I E N C E CO N T E N T I SS U E F O C U S

Studying Materials Scientifically

Laboratory safetyHandling hazardous materialsProperties of substances

DensityIdentifying unknown substances

Evaluating product safety

The Chemistry of Materials

Physical and chemical propertiesElements and compounds

The Periodic Table Chemical reactionsChemistry of materialsConservation of mass

Environmental impact associated with making and disposing of computers

Water Water qualityElements and compoundsAtoms and molecules

Mixtures and solutionsSolubilityParticle theory of matterAcids and bases

Water quality

Energy Energy transfer and transformationsTypes of energyElectrical currents

Motors and generators Magnetic fieldsMeasuring energyEnergy efficiency

Energy efficiency

Force and Motion

Newton’s LawsInertiaForce

FrictionExperimental designAutomobile safety

Automobile safety

Waves Wave propertiesTypes of wavesSound

LightElectromagnetic spectrum

The dangers of excessively loud sounds and ultraviolet light

In Issues and Physical Science:

S E C O N D E D I T I O N

ISSUES and Physical ScienceSPANISH

ISSUES and Physical ScienceS E C O N D E D I T I O N

S P A N I S H

SEPUP Lawrence Hall of ScienceUniversity of California at BerkeleyBerkeley CA 94720-5200

e-mail: [email protected]: www.sepuplhs.org

Published by:17 Colt CourtRonkonkoma NY 11779 Website: www.lab-aids.com

Este libro es parte de la sucesión de cursos de secundaria (middle school) de SEPUP:

ISSUES AND EARTH SCIENCE, 2nd Edition

Studying Soil ScientificallyRocks and MineralsErosion and DepositionPlate TectonicsWeather and AtmosphereThe Earth in SpaceExploring Space

ISSUES AND LIFE SCIENCE, 2nd Edition

Experimental Design: Studying People ScientificallyBody WorksCell Biology and DiseaseGeneticsEcologyEvolutionBioengineering

ISSUES AND PHYSICAL SCIENCE, 2nd Edition

Studying Materials ScientificallyThe Chemistry of MaterialsWaterEnergyForce and MotionWaves

Materiales educativos adicionales SEPUP incluyen: SEPUP Modules: Grades 7–12 Science and Sustainability: Course for Grades 9–12 Science and Global Issues: Biology: Course for High School Biology

This material is based upon work supported by the National Science Foundation under Grants No. 9252906 and No. 0099265. Any opinions, findings, and conclusions or recom-mendations expressed in this material are those of the authors and do not necessarily reflect the views of the National Science Foundation.

Para ver los créditos de las ilustraciones y las fotografías consultar la página I-17, que es una extensión y forma parte de esta página de derechos de autor.

El formato preferido para citar de este libro es SEPUP. (2012). Issues and Life Science. Lawrence Hall of Science, University of California at Berkeley. Published by Lab-Aids®, Inc., Ronkonkoma, NY

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©2012 The Regents of the University of California

ISBN: 978-1-60301-505-9 ISBN: 1-60301-505-1

Una carta a los alumnos de Issues and Life Science

Al ir examinando las actividades de este libro, te preguntarás ¿Por qué se ve tan distinto este libro de los otros libros de ciencia que conozco? La razón es muy simple: Éste es un programa de educación de ciencia muy distinto y ¡únicamente parte de lo que aprenderás aparece en estas páginas!

Issues and Life Science, o sea IALS, utiliza varios tipos de actividades para enseñar ciencia. Por ejemplo, diseñarás y llevarás a cabo un experimento que investiga el fenómeno de cómo reaccionan las personas a un estímulo exterior. Examinarás un modelo de cómo las especies compiten por conse-guir alimento. También jugarás el papel de científicos que están investi-gando las causas de las enfermedades infecciosas. Una combinación de experimentos, lecturas, modelos, debates, actuación de papeles y proyectos han de ayudarte a descubrir la naturaleza de la ciencia y la relevancia que ésta tiene en tus propios intereses.

Descubrirás qué ideas científicas importantes aparecen una y otra vez en las diversas actividades. Es de esperarse que harás mucho más que sólo apren-der de memoria estos conceptos: se te exigirá que los expliques y que los apliques. En particular vas a mejorar tus habilidades de hacer decisiones, usando la evidencia y considerando las consecuencias de lo que decidas cuando la sociedad debe resolver problemas de forma científica.

¿Cómo sabemos que éste es un buen sistema para aprender? En general, la investigación educativa de ciencia así lo indica. En particular, las activi-dades de este libro han sido realizadas por centenas de estudiantes y por sus maestros, y han sido modificadas según las sugerencias de los mismos. En cierto sentido, todo el libro es el resultado de una investigación: hemos pro-bado las ideas con personas, hemos interpretado los resultados y hemos modificado nuestras ideas originales. Creemos que al final quedarás con-vencido que aprender más de las ciencias es importante, placentero y relevante a tu propia vida.

Equipo IALS de SEPUP

v

PROYECTO DE ISSUES & LIFE SCIENCEDirector (2003–2012): Barbara Nagle

Director (2001–2002): Herbert D. Thier

Coordinación: Janet Bellantoni

AUTORES

OTROS CONTRIBUYENTESKathy Burke, Kate Haber, Vana James, Mike ReeskeWe would also like to thank everyone who contributed to Issues, Evidence, and You, especially Robert Horvat, Mark Koker, Mike Reeske, Stephen Rutherford, Herbert D. Thier, and Mark Wilson and staff from the Berkeley Evaluation and Research (BEAR) Center, Graduate School of Education, University of California at Berkeley.

CONTENIDO Y REVISIÓN CIENTÍFICADr. Stephanie Chasteen, University of Colorado, Boulder, (Energy and Waves) Dr. Tim Erickson, Epistemological Engineering, Oakland California (Force and Motion)Dr. Tanya Faltens, Lawrence Hall of Science, University of California, Berkeley

(Studying Materials Scientifically and The Chemistry of Materials)Dr. Betsy Kean, Professor Emerita, Department of Teacher Education, California State

University, Sacramento (Studying Materials Scientifically, The Chemistry of Materials, and Water)

Dr. Chinh Nguyen, Lick-Wilmerding High School, San Francisco (Energy)Dr. Marion O'Leary, Dean Emeritus, College of Natural Sciences and Mathematics,

California State University, Sacramento (Studying Materials Scientifically, The Chemistry of Materials, and Water)

Dr. Scott Randol, Lawrence Hall of Science, University of California, Berkeley (Force and Motion)

PRODUCCIÓNCoordinación, diseño, investigación fotográfica y composición:

Seventeenth Street Studios

Edición: Trish Beall

Asistente administrativo: Roberta Smith

Traducción al español: Luis Shein y Miriam Shein

vii

Unidad A: Manisha Hari-ani, Sara Wilmes, Daniel Seaver

Unidad B: Sara Wilmes, Barbara Nagle, Donna Markey

Unidad C: Barbara Nagle, Laura Lenz, Asher Davison

Unidad D: Janet Bellantoni, John Howarth, Lee Trampleasure, Donna Markey, Daniel Seaver

Unidad E: Janet Bellantoni, Daniel Seaver

Unidad F: Janet Bellantoni, John Howarth, Christopher Keller

ix

CENTROS DE PRUEBA DURANTE EL DESARROLLO DEL PROGRAMA El salón de clase es el laboratorio de SEPUP para el desarrollo. Estamos sumamente agradecidos a los directores de estos centros así como a los maestros y sus alumnos, quienes impartieron el programa durante los años escolares 2003-04 y 2004-05. Éstos maestros y sus alumnos contribuyeron de manera significativa a mejorar la primera edición de este curso. Desde entonces, Issues and Life –Science ha sido uti-lizado en miles de salones de clase en todo Estados Unidos. Esta segunda edición está basada en lo que hemos aprendido de los maestros y los estudiantes en estos salones de clase. También incluye nuevos datos e información, por lo que los temas que contiene el curso permanecen frescos y actualizados.

Alaska: Donna York (Director), Kim Bunselmeyer, Linda Churchill, James Cunningham, Patty Dietderich, Lori Gilliam, Gina Ireland-Kelly, Mary Klopfer, Jim Petrash, Amy Spargo

California-San Bernardino County: Dr. Herbert Brunkhorst (Director), William Cross, Alan Jolliff, Kimberly Michael, Chuck Schindler

California-San Diego County: Mike Reeske and Marilyn Stevens (Co-Directors), Pete Brehm, Donna Markey, Susan Mills, Barney Preston, Samantha Swann

California-San Francisco Area: Stephen Rutherford (Director), Michael Delnista, Cindy Donley, Judith Donovan, Roger Hansen, Judi Hazen, Catherine Heck, Mary Beth Hodge, Mary Hoglund, Mary Pat Horn, Paul Hynds, Margaret Kennedy, Carol Mortensen, Bob Rosenfeld, Jan Vespi

Colorado: John E. Sepich (Director), Mary Ann Hart, Lisa Joss, Geree Pepping-Dremel, Tracy Schuster, Dan Stebbins, Terry Strahm

Connecticut: Dave Lopath (Director), Harald Bender, Laura Boehm, Antonella Bona-Gallo, Joseph Bosco, Timothy Dillon, Victoria Duers, Valerie Hoye, Bob Segal, Stephen Weinberg

Kentucky-Lexington Area: Dr. Stephen Henderson and Susie Nally (Co-Directors), Stephen Dilly, Ralph McKee II, Barry Welty, Laura Wright

Kentucky-Louisville Area: Ken Rosenbaum (Director), Ella Barrickman, Pamela T. Boykin, Bernis Crawford, Cynthia Detwiler, Denise Finley, Ellen Skomsky

Louisiana: Dr. Shiela Pirkle (Director), Kathy McWaters, Lori Ann Otts, Robert Pfrimmer, Eileen Shieber, Mary Ann Smith, Allen (Bob) Toups, Dorothy Trusclair

Michigan: Phillip Larsen, Dawn Pickard and Peter Vunovich (Co-Directors), Ann Aho, Carolyn Delia, Connie Duncan, Kathy Grosso, Stanley Guzy, Kevin Kruger, Tommy Ragonese

New York City: Arthur Camins (Director), Eddie Bennett, Steve Chambers, Sheila Cooper, Sally Dyson

North Carolina: Dr. Stan Hill and Dick Shaw (Co-Directors), Kevin Barnard, Ellen Dorsett, Cameron Holbrook, Anne M. Little

Oklahoma: Shelley Fisher (Director), Jill Anderson, Nancy Bauman, Larry Joe Bradford, Mike Bynum, James Granger, Brian Lomenick, Belva Nichols, Linda Sherrill, Keith Symcox, David Watson

Pennsylvania: Dr. John Agar (Director), Charles Brendley, Gregory France, John Frederick, Alana Gazetski, Gill Godwin

Washington, D.C.: Frances Brock and Alma Miller (Co-Directors), Vasanti Alsi, Yvonne Brannum, Walter Bryant, Shirley DeLaney, Sandra Jenkins, Joe Price, John Spearman

Western New York: Dr. Robert Horvat and Dr. Joyce Swartney (Co-Directors), Rich Bleyle, Kathaleen Burke, Al Crato, Richard Duquin, Lillian Gondree, Ray Greene, Richard Leggio, David McClatchey, James Morgan, Susan Wade

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REVISION CENTERS

Buffalo, New York: Kathaleen Burke (Director), Robert Baxter, Robert Tyrell

Charleston County, South Carolina: Rodney Moore (Director), Deborah Bellflower, Liz Milliken, Donna Ouzts, Gail Wallace

Lemon Grove, California: Samantha Swann (Director), Lyn Ann Boulette, Amber Lunde

Vista, California: Donna Markey (Director)

Winston-Salem/Forsyth County, North Carolina: Jim Bott (Director), Kathy Boyer, Jason Felten, Bill Martin

xviii

UNIDAD F Ondas

89 INVESTIGACIÓN Es un mundo ruidoso F-4

90 LABORATORIO La frecuencia del sonido F-8

91 LABORATORIO Ondas longitudinales y transversales F-14

92 INVESTIGACIÓN Pérdida de oído debido a fuertes ruidos E-19

93 LECTURA La naturaleza de las ondas E-23

94 LABORATORIO Comparando colores E-30

95 LABORATORIO Transmisión selectiva E-34

96 LECTURA El espectro electromagnético E-37

97 LABORATORIO Reflexión y absorción E-42

98 LABORATORIO Bloqueando la radiación ultravioleta E-46

99 DISCUTIENDO EL TEMA

Un plan de protección personal E-49

Índice I-1

Créditos de las fotografias I-17

Issues and Physical Science

Ondas

F

F-3

Gemma miró hacia fuera. Por fin, después de muchos días lluviosos el día era claro y asoleado. “Mami, estoy por salir

para reunirme con Sam”, le gritó a su mamá. Tomó sus audífonos y se dirigió hacia la puerta.

“¡No olvides tus lentes de sol!”, le dijo su mamá. Al salir, Gemma los tomó de encima del mueble de la cocina y se los puso. Escuchando su música, iba caminando hacia la esquina donde encontró a su amiga Samantha.

“Oye”, le dijo Sam, notando los lentes de Gemma, “Mis lentes son iguales a los tuyos, sólo que los míos son azules”.

Gemma se quitó los audífonos a fin de poder oír mejor a su amiga. “¿Por qué no los estas usando?”

“No me gusta usarlos. Me dan cosquillas en la nariz”, dijo Sam.

“Mi madre me dice que los rayos del sol pueden dañar a mis ojos. ¿Has oído esto? Aquí tenemos muchos días soleados, así que deberías usarlos.” Gemma le dijo con sinceridad.

“Sí, efectivamente tienes razón. Pero, en cambio, ¿no estás tú preocu-pada que puedes dañar a tus oídos usando esos audífonos con el volumen tan alto?” le dijo Sam a su amiga con el mismo interés.

¿Cómo se transmite la energía de sonido? ¿Puede la luz penetrar un objeto? ¿Qué significa “ultravioleta”?

¿En qué se parecen las ondas de luz y de sonido?

En esta unidad, vas a aprender acerca de los diferentes tipos de ondas y vas a investigar la transmisión de sonido y luz. También vas a investigar las situaciones en las que algunas ondas pueden ser dañinas a tu salud.

Ondas

F-4

89 Es un mundo ruidoso

José y Jenna estaban conversando durante el lunch. Había mucho ruido en la cafetería y José tenía mucha dificultad en entender a Jenna. Jenna

encontró extraño el que José no pudiera oírla bien. Más tarde conversaron en un lugar tranquilo.

“José, estoy preocupada por tu oído” dijo Jenna.

“¿Qué quieres decir?”, preguntó José.

“Pues bien, he notado que en ocasiones no me oyes cuando te hablo. Tengo que repetirme usando una voz muy alta”.

“Es verdad, en ocasiones no oigo bien a mi maestra. Por ejemplo, ayer no me di cuenta de lo que dijo en clase y terminé haciendo la cosa equivocada”.

“Deberías hacerte una prueba de oído”.

“Ya tuve una prueba de oído y todo estaba bien. No veo que nada haya cambiado”.

Existen varias razones para explicar la disminución del oído. Algunas de éstas pueden estar presentes al nacer o pueden desarrollarse más tarde en la vida. Algunas personas están genéticamente predispuestas al riesgo de perder el oído, aún cuando todavía no se sabe cuáles son estas personas que tienen más riesgo. Ruidos en el trabajo, ruidos en algunos eventos y también algunas medicinas y enfermedades pueden causar la pérdida del oído.

Cuando oímos algo, es porque las ondas sonoras han transmitido su ener-gía a nuestros oídos. Una onda es una perturbación que se repite regular-mente en el tiempo y en el espacio y que transmite energía de un lugar a

otro sin transferir materia alguna. Algu-nas ondas sonoras son más intensas que otras. La intensidad de sonido es una medida de la cantidad de energía que pasa por un punto en un momento determinado al irse expandiendo de su fuente original. Los científicos miden la intensidad de sonido en watts sobre metro cuadrado (W/m2). Una forma común de describir el sonido es usando la escala de decibeles. El decibel (dB) es la unidad que indica la intensidad relativa de un sonido. En esta actividad vas a investigar la escala de decibeles y cómo el oído humano reacciona a los diferentes niveles de intensidad.

INVES T IGACIÓN

¿Cuál es el rango de intensidad de sonido que el oído humano puede escuchar?

PROCEDIMIENTO 1. Con tu pareja, examina las tarjetas de Intensidad de Sonido. Cada

tarjeta representa un sonido en particular. El número de cuadritos som-breados, en relación al número total de cuadritos, muestra la intensidad relativa del sonido.

2. Prepara una tabla de datos similar a la que se muestra abajo.

3. Basándote en los datos de cada tarjeta, completa la tabla.

F-5

DESAFÍO

MATERIALES

Para cada pareja de alumnos 1 conjunto de tarjetas de Intensidad de Sonido

Intensidad relativa de ciertos sonidos

Tarjeta Tipo de sonido

Número de cuadritos sombreados

Número total de cuadritos en la tarjeta

Proporción de cuadri-tos sombreados en la tarjeta (intensidad relativa)

Nivel en decibeles (dB)

A

B

C

D

E

F-6

4. Con tu pareja, examina los datos de la tabla y busca una relación entre los cambios de intensidad relativa y los cambios en el nivel de decibeles. Apunta tus observaciones en tu cuaderno de ciencias.

5. La tabla de abajo muestra el nivel de sonido de algunos sonidos comunes. En tu cuaderno de ciencias, copia las primeras dos columnas. Completa la segunda columna de la tabla. Para hacerlo, usa la relación que encontraste en le Paso 4 para calcular cuántas veces es más intenso el sonido cuando se le compara con un murmullo.

Nivel de sonido de algunos sonidos comunes

DecibelesIntensidad relativa Fuente de sonido

Rango seguro

0 1 Umbral mínima de sonido

10 Respiración

20 Murmullo; susurro de las hojass

30 Recámara silenciosa; parque

40 Biblioteca silenciosa

50 Hogar u oficina promedio

60 Conversación normal a 1 m de distancia; secadora de ropa

70 Aspiradora a 1 m de distancia; ruido promedio de calle a 25 m de distancia; interior de un auto; audífonos en un medioambiente tranquilo.

Rango de riesgo

80 Tráfico intenso en una esquina citadina; podadora con motor; secadora de pelo; tren de carga a 40 km/h; restau-rant ruidoso; audífonos en lugares exteriores.

90 Camión diesel a 1 m de distancia; fábrica promedio

100 Moto-nieve; concierto de rock en la fila 15, sierra circular; instrumento musical típico

110 Motosierra a 1 m de distancia; sopladora de hojas próximo

Rango de daño

120 Sirena de ambulancia; martillo neumático; claxon de auto, primera fila en un concierto de rock o una sinfonía; nivel máximo de audífonos

130 Umbral de dolor

140 Motor de jet a 50 m de distancia; cohete; disparo

Perforación instantánea del tímpano

160 Algunas explosiones

F-7

6. Usa la tabla y los datos de las tarjetas de Intensidad de Sonido para cal-cular cuántas veces es más intenso el sonido en el umbral de dolor que el de un murmullo. Discute con tu pareja el rango de intensidades que el oído humano puede escuchar.

ANÁLISIS 1. ¿Cuál es el rango de intensidades que el oído humano puede escuchar,

desde el sonido más débil hasta uno que causa dolor?

2. ¿Cuál es la ventaja de usar la escala de decibeles para indicar la intensi-dad de sonido?

3. Si un sonido aumenta 10 dB, ¿cuántas veces es más intenso el sonido?

4. La mayor parte de las personas percibe 10 dB como el doble de volumen de un sonido. ¿Cuántas veces más intenso sería un sonido de 70 dB, cuando se le compara con uno de 40 dB? Explica tu respuesta.

90

José hizo una cita con su doctor y éste lo mandó a un centro médico especiali-zado en el oído. En el centro, José vio a una especialista (doctores llamados

audiólogos) que le hizo varias pruebas de sonido. La audióloga le pidió a José que use unos audífonos y le hizo escuchar diferentes tonos a diversos volúmenes en cada oído separadamente. Cada tono tenía una frecuencia diferente lo cual le per-mitió a la audióloga medir a qué nivel de decibeles José podía oír una frecuencia particular. Ella repitió la prueba varias veces para cada oído.

La perdida del oído no necesariamente significa que una persona oye todos los tipos de sonido con menos claridad. Los resultados de la prueba de sonido de José mostraron que su oído estaba normal para ciertas frecuencias, pero no para todas. La frecuencia de sonido es el número de vibraciones por segundo que el oído recibe, también conocido como tono del sonido. Los sonidos de alta frecuencia tienen un tono agudo, como la flauta, mientras que los sonidos de menos frecuencia tienen un tono grave, como el de un gran tambor.

Un audiograma es una gráfica que muestra la sensibilidad de la persona a diferentes frecuencias. Las frecuencias se miden en hertz (Hz), o ciclos de onda por segundo. El audiograma de José mostró que los sonidos más afectados eran los de aproximadamente 3,000 Hz y los de tonos superiores. Es decir, que podría tener dificultad en oír una voz femenina en un ambiente ruidoso.

3789 LabAids SEPUP IAPS Waves SB 2eFigure: 3789Waves SB02_01 2eLegacySansMedium 10/11.5

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Oído izquierdoOído derecho

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LABORATORIO

Un audiograma para una persona con oído normal.

¿Cómo se relacionan las frecuencias con las longitudes de onda?

PROCEDIMIENTO 1. Une la cuerda gruesa con la rondana, asegurándote de que la cuerda se

extienda por más de 50 cm.

2. Une el estambre al lado opuesto de la rondana, asegurándote que tenga más de 150 cm de largo.

3. Asigna cada uno de estos papeles a un miembro de tu grupo.

Papel Tarea

Columpiador Esta persona toma la cuerda gruesa lo suficientemente alta para que el estambre sólo toque el suelo unos cuantos centímetros. Esta persona hace que el péndulo se columpie a un ritmo constante.

Tomador de Esta persona toma el tiempo que le lleva a la rondana tiempo completar 10 ciclos.

Medidor Esta persona estima el largo de la onda producida por el estambre.

Apuntador Esta persona crea una tabla de datos para el Paso 5. Esta persona también apunta los datos en la tabla.

MATERIALES

Para cada grupo de cuatro alumnos 1 rondana gruesa de metal 1 cuerda fuerte de 50 cm 1 estambre de 1.5 m 1 cronómetro 1 metro rígido 1 calculadora

DESAFÍO

4. Encuentra un lugar seguro donde el columpiador pueda tomar la punta de la cuerda gruesa de tal forma que sólo unos centímetros del estambre queden en el suelo, como se muestra en el dibujo de la izquierda.

5. Apuntador: Crea una tabla de datos como la que se muestra abajo.

6. Columpiador: Mantén la cuerda gruesa 5 cm arriba de la rondana y mueve tu muñeca lo suficiente para que la rondana oscile uniforme-mente. Genera una amplitud constante, que es el desplazamiento de su posición de reposo. Después de unos cuantos segundos se podrá observar una onda en el estambre.

7. Medidor: Estima la distancia entre dos lugares sucesivos de la onda donde ésta se repite a si misma. Esta es la longitud de onda o largo de un ciclo de la onda. Las distancias AB y CD en la figura de abajo mues-tran dos ejemplos de cómo se puede medir la longitud de onda.

Largo de la cuerda

gruesa (cm)Tiempo para 10 ciclos (s)

Tiempo de un ciclo (s)

Frecuencia (Hz)

Longitud de onda

3789 LabAids SEPUP IAPS Waves SB 2eFigure: 3789Waves SB02_02b 2eLegacySansMedium 10/11.5

3789 LabAids SEPUP IAPS Waves SB 2eFigure: 3789Waves SB02_03a 2eLegacySansMedium 10/11.5

Longitud de onda

Am

plitu

d A B

3789 LabAids SEPUP IAPS Waves SB 2eFigure: 3789Waves SB02_03b 2eLegacySansMedium 10/11.5

Longitud de onda

Am

plitu

d

C D

F-11

8. Tomador de tiempo: Una vez que la onda se vea claramente, toma el tiempo que tardan 10 ciclos completas de la rondana. Un ciclo completo incluye tanto la ida como la venida de la rondana.

9. Apuntador: Apunta tus resultados de longitud de onda y tiempo de 10 ciclos en la tabla de datos.

10. En grupo, calculen el tiempo de un solo ciclo . Usen este valor para calcu-lar la frecuencia de la onda tomando el recíproco del tiempo de un ciclo. (Ejemplo: si el tiempo es 4 s la frecuencia es ¼.) Apunta el resultado en la tabla de datos.

11. Aumenta el largo de la cuerda gruesa a 25 cm y repite el experimento. Agrega tus resultados a la tabla de datos.

12. Trata de encontrar una relación entre la frecuencia de la rondana y la longitud de onda producida en el estambre. Apunta tus ideas en tu cua-derno de ciencias.

13. Discute tus conclusiones con la clase.

ANÁLISIS 1. Las ondas son un tipo de disturbio o alteración que causa una transfe-

rencia de energía de un punto a otro.

a. ¿Cuál fue la alteración que causó la onda en el estambre?

b. ¿Qué evidencia tienes que muestra que la energía fue transferida de un extremo del estambre al otro?

2. La frecuencia de la oscilación de la rondana se puede calcular tomando el tiempo que dura un ciclo. Sugiere algunas razones por las que se te dieron instrucciones de medir 10 ciclos en vez de uno.

3. Mira el diagrama que aparece abajo.

a. Describe el movimiento del estambre en los puntos B y C.

b. ¿Entre cuáles dos puntos fue transferida la energía?3789 LabAids SEPUP IAPS Waves SB 2eFigure: 3789Waves SB02_04 2eLegacySansMedium 10/11.5

Wavelength

Am

plitu

d

ADC

B

F-12

4. Observando el diagrama de la pregunta anterior,

a. dibuja cómo se vería una onda si tuviera el doble de la frecuencia de la original.

b. dibuja cómo se vería una onda si tuviera una longitud de onda el doble de la original.

5. Haz corresponder las personas aquí descritas con la forma de sus audiogramas.

a. José tiene una disminución en su oído derecho para frecuencias altas.

b. León ha notado que, recientemente, tiene dificultad en descifrar el habla de algunas mujeres.

c. Shannon tiene una perdida moderada de su oído en las frecuencias entre 3,000 y 6,000 Hz.

d. Sofía tiene una perdida mayor al 50% en ambos oídos.


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Frecuencia (Hz) 80001000 4000500125 250 2000



Niv

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Frecuencia (Hz)80001000 4000500125 250 2000


Audiograma1 Audiograma 2

F-13


Niv

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Frecuencia (Hz) 80001000 4000500125 250 2000



Niv

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Frecuencia (Hz) 80001000 4000500125 250 2000


Audiograma 3 Audiograma 4

F-14

El sonido es uno de los muchos tipos de ondas. Otras ondas comunes incluyen las de la superficie del agua, ondas de luz, ondas de radio

y ondas sísmicas. Todas las ondas comparten ciertas características comu-nes, pero también se distinguen en ciertas formas. Por ejemplo, todas las ondas (incluyendo las ondas de sonido y las ondas de agua) transportan energía. Sin embargo, una diferencia es que las ondas de sonido son ondas longitudinales, mientras que las ondas de agua son transversales. Una onda longitudinal es la que transfiere la energía a través de compresiones y expansiones del materia en el cual viaja la onda. Una compresión es la región de la onda en la cual el material, a través del cual la onda viaja, se comprime. Una expansión es la región del material donde éste está menos comprimido. Una onda transversal no tiene compresiones ni expansiones. Para que una onda transversal se transmita en un material, es necesario que el material se mueva en una dirección perpendicular a la dirección en la que viaja la onda. En esta actividad vas a investigar las similitudes y las diferencias entre las ondas transversales y longitudinales.

¿En qué se parecen las ondas de sonido a otros tipos de ondas? ¿En qué distinguen?

91

DESAFÍO

MATERIALES

Para cada grupo de cuatro alumnos 1 resorte largo de metal

Una onda de sonido longitudinal producida por un diapasón, se muestra como una onda transversal en la pantalla del aparato.

LABORATORIO

F-15

PROCEDIMIENTOParte A: Ondas longitudinales

1. Asigna a cada miembro de tu grupo los siguientes papeles:

Papel Tarea

Detentor 1 Esta persona detiene un extremo del resorte en el piso de tal forma que el otro extremo del resorte, la base, esté apo-yada sobre el piso.

Detentor 2 Esta persona detiene el otro extremo del resorte directa-mente sobre el de la base.

Productor Esta persona crea los pulsos de las ondas desdede ondas la parte superior del resorte.

Apuntador Esta persona observa y apunta lo que pasa con el resorte.

2. Detentores: Pongan el resorte de tal manera que la base se apoye sobre el suelo y el otro extremo se extienda verticalmente como a 2 m de altura sobre el piso.

3. Productor de ondas: Junta como la mitad del carrete del resorte y comprímelo en los 10 cm superiores del resorte. Cuando todos estén listos, libera parte del carrete comprimido a fin de que se produzca un pulso de la onda.

4. Todos los miembros del grupo deben observar cómo el pulso viaja hacia abajo del resorte. Apuntador: Apunta las observaciones del grupo.

5. Productor de ondas: Crea pulsos adicionales liberando otra sección del carrete comprimido. Apuntador: Observa y apunta lo que pasa cada vez que el pulso viaja hacia abajo del resorte.

6. Cámbiense de papeles y repitan los Pasos 3 a 5, empezando por compri-mir poco más de la mitad del resorte.

Parte B: Ondas transversales

7. Cámbiense otra vez de papel. Detentores: Pongan el resorte sobre el piso o sobre una mesa larga, manteniendo los extremos del resorte como a 2 m de distancia.

8. Productor de ondas: Jala un grupo de anillos del resorte en un extremo, cerca de uno de los detentores. Cuando todos estén listos, libera los ani-llos para producir un pulso de onda.

9. Todos los miembros del grupo deben observar cómo el pulso viaja hacia abajo del resorte. Apuntador: Apunta las observaciones del grupo.

10. Productor de ondas: Crea pulsos adicionales al jalar y liberar más anillos del resorte. Apuntador: Observa y apunta lo que pasa cada vez que el pulso viaja a través del resorte.

11. Cámbiense de papeles y repitan los Pasos 8 a 10, pero ahora teniendo el resorte un largo de 4 metros.

F-16

Parte C: Investigaciones adicionales

12. Trata de experimentar usando una serie de pulsos transversales, en vez de con un solo pulso. A fin de lograr esto, mueve continuamente uno de los extremos del resorte de izquierda a derecha. Apunta tus observaciones en tu cuaderno de ciencias.

13. Trata de crear pulsos de ondas longitudinales mientras que el resorte esté apoyado sobre el piso o la mesa. Apunta tus observaciones en tu cua-derno de ciencias.

ANÁLISIS 1. Haz una versión más grande del diagrama de Venn que se muestra

abajo. Apunta las características de las ondas longitudinales y transver-sales en el círculo correspondiente. En donde se intersectan los círculos, apunta las características comunes.

2. Describe qué pasó cuando:

a. Los pulsos de las ondas longitudinales llegaron al piso en la Parte A.

b. Los pulsos de las ondas transversales llegaron al Detentor 2 en la Parte B.

3. Describe lo que pasó en la Parte B cuando se estiró el resorte al doble de su largo.

4. ¿Qué le pasó a la amplitud del pulso de onda cuando viajó a través del resorte en la Parte B? Sugiere una explicación de tus observaciones.

5. Haz dos tablas como las que se muestran en las dos páginas siguientes y completa los diagramas faltantes que muestran los cambios de ampli-tud o frecuencia.

3789 LabAids SEPUP IAPS Waves SBFigure: 3789Waves SB03_03LegacySansMedium 10/11.5

Longitudinal Transversal COMPARACIÓN DE ONDAS

F-17

Característica de las ondas: AMPLITUD

Diagrama de onda longitudinal

a. diagrama de amplitud disminuida

b. diagrama de amplitud aumentada

Diagrama de onda transversal

c. diagrama de amplitud disminuida

d . diagrama de amplitud aumenada



Característica de las ondas: FRECUENCIA

Diagrama de onda longitudinal

a. diagrama de menor frecuencia

b. diagrama de mayor frecuencia

Diagrama de onda transversal

c. diagrama de menor frecuencia

d . diagrama de mayor frecuencia



92

La pérdida de oído debida a fuertes ruidos (NIHL, noise-induced hearing loss) ocurre cuando los ruidos dañan al oído, ya sea temporal o

permanentemente. Ruidos dañinos son aquellos que son demasiado fuertes o que son fuertes y que suenan por mucho tiempo. Estar expuesto por largos períodos a ruidos fuertes causa una disminución en la capacidad de oír, ya que el oído interior se ha dañado. Las pequeñas células sensibles en el oído interior, llamadas células ciliadas, tienen la función de convertir la energía

de sonido a señales eléctricas que viajan al cerebro. Si se llegan a dañar, las células ciliadas mandan únicamente mensajes incompletos al cerebro, resultando en una pérdida en la capacidad de oír, llamada

pérdida neurosensorial o sordera neural.

El evitar estar expuesto a ruido excesivo es una de las formas más frecuentes de prevenir la

pérdida permanente del oído. La exposición a ruido excesivo aumenta el riesgo de sufrir una lesión, ya sea

en una acción o en un evento. Las personas en riesgo de NIHL son las que están expuestas regularmente a fuertes

ruidos, como lo son los bomberos, músicos, choferes de camión, así como los que usan audífonos. Sin embargo, la

causa más común de NIHL ocurre cuando uno está expuesto a largos períodos de ruido. Las personas en riesgo pueden evitar

un daño permanente si observan ciertas estrategias sencillas. Desafor-tunadamente, muchas personas no están conscientes de su grado de riesgo.

¿Qué puede uno hacer para evitar la perdida de oído debido a fuertes ruidos?

INVES T IGACIÓN

DESAFÍO3789 LabAids SEPUP IAPS Waves SBFigure: 3789Waves SB04_01LegacySansStdMedium 10/11.5

water waves

Nervio auditivo

Canal auditivo Tímpano

Oído interno

Trompa de Eustaquio

Caracol

Oído medio

Oído externo

Los audífonos seguidamente son usados a alto volumen cuando las personas están en ambientes ruidosos.

PROCEDIMIENTO Parte A ¿Cuándo mucho resulta demasiado?

1. Revisa la tabla de intensidad, “Niveles de sonido de ruidos comunes”, que aparece en la Actividad 89, “Es un mundo ruidoso”. Compárala a la tabla que aparece abajo, “Estándares federales de ruido”, que muestran el máximo de exposición al ruido, según los reglamentos federales, asumiendo que no se usa protección alguna.

Estándares federales de ruido

Nivel de ruido, Decibeles Actividades típicas

Duración máxima permitida de exposición al ruido en el trabajo por día

90 Trabajo típico en una fábrica 8 hr

95 Manejar un tren de metro, un tractor

4 hr

100 Usar audífonos de alto volumen; tocar un instrumento musical; usar una lancha a motor, una moto de nieve, una motocicleta

2 hr

105 Eventos de deportes; usar una podadora a motor

1 hr

110 Bailar en un salón de baile; tocar tambores; usar herramien-tas eléctricas o sierra de cadena

30 min

115 Estar en las primeras filas en un concierto de rock; oír una ovación en un estadio

15 min o menos

2. Haz una gráfica de duración diaria, (eje de las y), respecto al nivel de sonido (eje de las x). Usa la gráfica para determinar el tiempo máximo permitido para un sonido de 97 dB.

MATERIALES

Para cada alumno papel cuadriculado para gráficas

F-21

Parte B: ¿Qué se puede hacer?

3. Con tu pareja, discute tus ideas para reducir tu riesgo de perder el oído debido a fuertes ruidos. Apunta una lista de estrategias en tu cuaderno de ciencias.

4. Con tu grupo, haz una lista de estrategias que ayudarían a reducir el riesgo de perder el oído. Revisa la lista e identifica el tipo de actividades que podrían ayudar a cada una de las estrategias a ser exitosas.

5. Para cada una de las personas descritas abajo, usa la tabla para decidir:

a. si su riesgo es alto, mediano o mínimo de perder el oído debido a ruidos.

b. porqué les diste el rango que les asignaste.

c. qué se puede hacer para proteger su oído.

JoséJosé es un alumno activo de secundaria que últimamente ha tenido proble-mas de oído. Cuando fue a la doctora, ella no encontró problemas estructu-rales o inflamación de sus oídos. Lo mandó a hacer una prueba de oído, que mostró que tenía algunas dificultades en oír frecuencias altas en uno de sus oídos. No es claro, en este momento, si su capacidad de oír mejorará, o cuál es la causa de la pérdida. José continuará a hacerse pruebas para determi-nar la causa. En su tiempo libre, a José le gusta leer, tocar los tambores en la banda de música, y seguidamente oye música a alto volumen en su repro-ductor MP3 usando el auricular únicamente en su oído derecho.

LeónLeón tiene 68 años y está retirado de su trabajo como ingeniero en computación. Siempre le gus-taron las cosas electrónicas, incluyendo juegos y robots. Cuando era niño, estaba fascinado con los robots, una pasión que lo llevó a estudiar robótica en el nivel de graduado. Eventualmente se dedicó a programarlos de tiempo completo. Su otro amor es la música y asiste a conciertos regularmente. Le gustan los conciertos de rock así como los de la música sinfónica. Ha sido el técnico de una banda por muchos años y cuando notó un rumor que no desaparecía en su oído, se empezó a preocupar. A través del tiempo, ha tenido algo de pérdida de oído pero únicamente lo notó recientemente. En particular, tiene dificultad de entender cuando le hablan las mujeres. Su doc-tor le ha recomendado comprar un dispositivo de sonido para su oído.

F-22

ShannonShannon es una mujer de mediana edad que ha trabajado en un molino de papel por muchos años. En la última época, ha estado encargada de mane-jar los grande camiones que depositan los árboles en el inicio del proceso en el molino. Su actividad preferida en el molino es ver cómo las grandes máquinas automatizadas hacen girar los rollos de papel a altas velocidades. Sabe que debe usar auriculares de protección para sus oídos ya que tiene una pérdida parcial en el rango entre los 3,000 y los 6,000 Hz, pero admite que en ocasiones se le olvida traer sus auriculares al trabajo.

SophieSophie es una estudiante de preparatoria que tiene sordera de nacimiento en ambos oídos. Es decir que nació con muy poca capacidad de oír. La causa de su sordera es seguramente heredita-ria ya que su papá también es sordo. Logra oír un poco en uno de sus oídos y le gustaría prote-gerlo. Ha estudiado y sabe cómo leer los labios y ha recibido entrenamiento para mejorar su habla, lo que le permite funcionar diariamente. Sin embargo, no le parece particularmente natu-ral. Le es más cómodo comunicarse a señas usando el American Sign Lan-guage (ASL), que aprendió de sus padres y en la escuela. Se pregunta si está dañando más a su oído cuando está en compañía de su hermano, al que le encanta llevarla a los partidos de soccer de su universidad.

ANÁLISIS 1. Haz una lista de las personas descritas en estos perfiles en el orden de su

nivel de pérdida de oído, desde el más alto hasta el más bajo.

2. ¿Qué tipo de cosas se deben hacer para que las gentes estén más cons-cientes de los riesgos comunes a su oído?

3. ¿Cómo se comparan tus riesgos a los riesgos en los casos descritos en esta actividad? Explica cómo vas a cambiar, o cómo no vas a cambiar, tu comportamiento basándote en lo que has aprendido aquí.

4. ¿Qué les recomendarías a las siguientes personas para ayudarlas a pro-teger su oído?

a. Uno que maneja una moto-nieve

b. Uno que frecuenta conciertos

c. Una estilista de cabello

d. Un usuario de reproductor MP3

F-23

93

El sonido es sólo uno de los varios tipos de ondas. Algunas ondas transmiten o acarrean consigo, pequeñas cantidades de energía,

tales como las ondas que observaste cuando viste las ondas en el resorte largo en el piso, los murmullos o las suaves ondas de agua. Otras ondas transmiten tremendas cantidades de energía, tales como la energía transfe-rida en temblores, tsunamis o rayos gama. Existen ondas que los humanos no pueden detectar directamente, aun cuando acarrean mucha energía. En esta unidad vas a aprender cómo ciertos aparatos nos permiten, a los humanos, a extender nuestra capacidad sensorial.

¿Cuáles son las propiedades de ciertas clases de ondas?

LECTURA

DESAFÍO

Algunos animales, como el murciélago y el delfín, que aquí se muestran, navegan en su medioambiente usando el sonar.

LECTURAEl medio de una ondaNo importa qué tipo de onda o qué cantidad de energía transmite o acarrea una onda, es importante notar que cuando la onda transmite energía, las partículas de su medio no son transmitidas. En otras palabras el medio no se mueve junto con la onda. Un medio es el material en el cual viaja la ener-gía de la onda. Ondas mecánicas, como las de sonido o las ondas sísmicas, se mueven a través de tierra, agua, aire o algún otro material. Por ejemplo, cuando hicimos ondas en el resorte largo en la Actividad 91, “Ondas longi-tudinales y transversales”, el metal del resorte era el medio. El disturbio, o la alteración, se movió alejándose de la fuente, es decir de la parte superior del resorte. Las espirales del resorte se movieron hacia arriba y hacia abajo, pero el resorte mismo no cambió de lugar relativo a la fuente. En este caso, el medio—es decir, el metal del resorte—no se transfirió de un extremo al otro.

DETENGÁMONOS A REFLEXIONAR 1

¿Cuál es el medio de una onda en el océano? Muestra evidencias que el medio no se transfiere cuando una onda de agua se mueve en un lago.

Dos tipos importantes de ondasEn la Actividad 91, “Ondas longitudinales y transversales”, investigaste dos tipos fundamentalmente distintos de ondas, las longitudinales y las trans-versales. Una onda longitudinal es la que transfiere la energía por medio de compresiones y expansiones del medio a través del cual viaja la onda. El sonido es un ejemplo de una onda longitudinal. Cuando oyes una onda de sonido que viaja en el aire, estás detectando un disturbio en la presión del aire. Cuando la presión aumenta, las moléculas del aire están más próximas comprimiendo al aire. Cuando la presión se reduce, las moléculas se sepa-ran, y es lo que llamamos expansión. Una onda longitudinal es aquella que causa que el medio se mueva paralelamente a la dirección de transmisión o propagación de la onda.

En cambio, una onda transversal que viaja en un medio, es el resultado del movimiento del medio mismo en dirección perpendicular a la dirección de propagación. Cuando jalamos el resorte largo en esa actividad, tenemos un ejemplo de una onda transversal. Otro ejemplo de ondas transversales son las ondas de luz.

F-24

F-253789 LabAids SEPUP IAPS Waves SBFigure: 3789Waves SB05_03LegacySansMedium 10/11.5

Dirección de propagación de la onda

Light

Dirección de movimiento de la partícula

ONDA TRANSVERSAL3789 LabAids SEPUP IAPS Waves SBFigure: 3789Waves SB05_05LegacySansMedium 10/11.5

Dirección de propagación de la ondaDirección de movimiento de la partícula

ONDA LONGITUDINAL

F-26


¿En qué se distinguen una onda transversal de una longitudinal?

Transmisión de las ondas a través de varios mediosLas ondas mecánicas, tales como las de temblores, de sonido o las ondas en un resorte, viajan de manera diferente dependiendo del medio en que se trasmiten. La misma onda viajará a velocidades distintas en dos substancias diferentes. En general, las ondas viajan más rápidamente en materiales que tienen moléculas más “elásticas”. Esto significa que el sonido se mueve más rápidamente a través de sólidos que a través de líquidos y más rápido en líquidos que en gases. Por ejemplo, el sonido viaja cinco veces más rápido a través de metales que a través del aire.

Debido a que las ondas de sonido siempre implican un disturbio físico de los átomos o moléculas, se les considera como ondas mecánicas. Una onda mecánica debe tener un medio por el cual viajar. Las ondas mecánicas no pueden viajar en el vacío porque no hay átomos o moléculas en el vacío. Aun cuando el espacio exterior no es un vacío perfecto, las moléculas están tan separadas que no permiten la producción de compresiones ni expansio-nes. Por lo tanto, el sonido no puede viajar en el espacio exterior.

Sin embargo, algunas ondas no necesitan de un medio y pueden ser trans-mitidas en el vacío. Por ejemplo, la luz viaja en el vacío del espacio exterior, mientras que el sonido no lo hace. Debido a que las ondas de luz no necesi-tan la presencia de átomos o moléculas, no se les considera ondas mecáni-cas. La luz es una onda transversal que acarrea energía electromagnética. Esta energía en las ondas de luz viaja como 900,000 veces más rápidamente que la energía que acarrea el sonido.

Velocidad de ondaToda onda tiene cuatro características básicas: frecuencia, longitud de onda, amplitud y velocidad. La velocidad de onda, medida en metros sobre segundo (m/s), es la distancia recorrida por una parte de la onda, como por ejemplo su cresta, en una unidad determinada de tiempo. La velocidad a la cual viaja la onda depende del tipo de material a través del cual viaja. El sonido se transmite en el aire a una velocidad aproximada de 340 m/s. La velocidad exacta depende de factores como la temperatura y humedad del aire. Las tablas en la página siguiente muestran las velocidades de las ondas de sonido y luz a través de diferentes medios. Aun cuando la velocidad de la luz disminuye un poco en el aire, es aproximadamente 900,000 veces más rápida que el sonido. Es por esto que, cuando un rayo ocurre a varias millas de distancia, primero ves el relámpago del rayo y después oyes su trueno.

F-27


¿Qué significa si oyes el trueno y ves el relámpago casi al mismo tiempo?

Velocidad del sonido

Medio Velocidad (m/s)

Vacío 0

Bióxido de carbono (0 °C) 258

Aire (20 °C) 344

Helio (20 °C) 927

Agua pura (20 °C) 1,481

Madera 3,500

Aluminio 6,400

Velocidad de la luz

Medio Velocidad (m/s)

Diamante 124,000,000

Vidrio 197,200,000

Plexiglas 198,500,000

Agua 224,900,000

Hielo 228,800,000

Aire 299,700,000

Vacío 299,800,000

Extendiendo nuestros sentidosAun cuando nuestro mundo está lleno de ondas de luz y sonido, existen muchas ondas que nuestros sentidos no pueden detectar directamente. Sin embargo, las personas han inventado aparatos que detectan ondas que están más allá del rango que podemos detectar tanto con nuestro oído como con nuestra visión. Estos aparatos incluyen a los teléfonos celulares, radios, film para rayos X, radar y sonar. Cada uno de estos aparatos recibe la ener-gía de una onda que no podemos detectar y la convierte en algo que sí pode-mos oír o ver.

El radar funciona porque manda ondas de radio de una fuente del radar a la superficie de un objetivo, como, por ejemplo, un avión o una nube. Las ondas son reflejadas de regreso a la fuente y se puede calcular la velocidad y posición del objetivo usando estas mediciones. Los radares están basa-dos en las ondas de radio o de microondas. El sonar trabaja de manera similar pero las ondas de sonido de las cual depende no son audibles para el oído humano. El sonar les permite a las personas viajando en barcos o en submarinos, detectar la profundidad del agua y la presencia de peces u otros barcos, tanto en la superficie como en la profundidad del agua. Las ondas sísmicas son ondas mecánicas de baja frecuencia que se mueven en la Tierra. Se producen por eventos como, por ejemplo, una explosión o un temblor. Todos estos ejemplos ilustran las formas en que las personas han inventado aparatos que usan la energía transmitida por las ondas para oír cosas que no podríamos oír normalmente y para descubrir cosas que no podríamos ver normalmente.


¿Qué otro aparato hay que usa ondas para extender nuestros sentidos?

Las torres de radar en un aeropuerto, a la izquierda, muestran las posiciones de los aviones en una pantalla, arriba.

ANÁLISIS 1. Haz una versión más grande del diagrama de Venn que se muestra

abajo. Apunta las características de las ondas de sonido y de luz en el círculo correspondiente. En el espacio en donde se intersectan los círcu-los, apunta las características comunes.

2. Explica por qué un satélite en órbita alrededor de la Tierra usa el radar, pero no el sonar, para detectar otros objetos.

3. Si echaste a andar un motor en una lancha en medio de un lago, ¿quién detectaría primero el sonido del motor? ¿un amigo sentado en el la ribera del lago, o un amigo que está usando un snorkel abajo de la superficie del agua, cerca de la misma ribera? Explica tu respuesta.

4. Los delfines y las ballenas se comunican con otros delfines y ballenas res-pectivamente, produciendo sonidos de baja frecuencia. Navegan usando sonidos de alta frecuencia que regresan a ellos como un eco. Los siste-mas militares de sonar producen sonidos fuertes hasta de 200 dB, y estos sonidos viajan grandes distancias a través de los océanos. Describe cómo tales sistemas de sonar podrían afectar a las ballenas y a los delfines.


Sonido Luz COMPARACIÓN DE ONDAS

94

Durante la primera clase del día, Jenna notó que su amigo José se veía preocupado. Después de la clase le preguntó, “José, ¿está todo bien?”

José contestó, “De hecho estoy un poco preocupado porque a mi tía abuela favorita, la tía Ana, le van a hacer una cirugía”.

“¡Una cirugía!”, contestó Jenna. “¿Qué le pasó?”

José le explicó, “Todo empezó porque no podía ver claramente y fue a ver al doctor. Le dijeron que tenía cataratas. Hoy el cirujano le va a extraer el lente opacado del ojo derecho y se lo va a sustituir con uno artificial”.

Usamos nuestros ojos para casi todo lo que hacemos, así que es importante cuidarlos. Demasiada exposición al sol daña nuestros ojos. Aun gentes con visión limitada pueden dañar aun más a sus ojos si los exponen a un exceso de luz solar.

En esta actividad vas a explorar algunas características de la luz blanca, o de la luz visible, a fin de averiguar qué pudo haber dañado la visión de la tía Ana. La luz blanca puede separarse en el espectro de luz visible, que es el nombre científico de los colores del arco iris.

¿En qué se parecen y en qué se distinguen los colores del espectro de luz visible?

DESAFÍO

LABORATORIO

F-31

PROCEDIMIENTOParte A: El espectro de luz visible

1. Observa cómo tu maestro o maestra separa la luz blanca en los colores del espectro visible.

2. Haz una lista de los colores en el orden en que aparecen.

3. Describe si los colores se mezclan de un color a otro o si hay límites defi-nitivos entre ellos.

4. Qué color de luz parece ser

a. ¿el más brillante?

b. ¿el menos brillante?

Parte B: Luz de colores

5. Abre la caja fosfórica y examina su fondo. La cinta en el fondo de la caja fosfórica es sensible a una onda particular de alta frecuencia. Dibuja y describe lo que observaste.

6. Voltea la caja fosfórica de forma que la apertura que se usa para observar quede sobre la mesa. Toma la tarjeta con la estrella cortada e introdúcela dentro de la caja, en el fondo de la misma, como se muestra arriba. Deja la caja así por 30 segundos.

MATERIALES

Para cada pareja de alumnos 1 caja fosfórica 1 tarjeta con una estrella cortada 1 tarjeta de film de color 1 cronómetro


Fondo Lugar para introducir la tarjeta

F-32

7. Voltea la caja fosfórica y abre la tapa para que la luz llegue al fondo por 20 segundos.

8. Cierra la tapa de la caja fosfórica y retira la tarjeta con la estrella. Observa el fondo rápidamente a tra-vés de la apertura y apunta tus observaciones.

9. Voltea la caja fosfórica como hiciste en el Paso 6. Pon la tarjeta del film de color sobre ella.

10. Describe o dibuja lo que ves. Ordena los colores desde el más brillante hasta el menos brillante.

11. Describe o dibuja lo que crees que vas a observar si repites los Pasos 6 a 8, pero esta vez usando la tarjeta de film de color en vez de la tarjeta con la estrella.

12. Repite los Pasos 6 a 8, pero esta vez usa la tarjeta de film de color en vez de la tarjeta con la estrella.

13. Ordena, según la brillantez, cada color y la forma cortada de acuerdo con qué tanto brilla la cinta en el fondo de la caja fosfórica.

14. Describe o dibuja lo que crees que vas a observar si repites los Pasos 6 a 8 con la tarjeta de film de color, pero esta vez deja que la luz solar exponga el fondo de la caja por 40 segundos.

15. Repite los Pasos 6 a 8 con la tarjeta de film de color, pero esta vez deja que la luz solar exponga el fondo de la caja por 40 segundos.

16. Apunta tus resultados en tu cuaderno de ciencias.

ANÁLISIS 1. ¿Cuál es el propósito de la tarjeta con la estrella cortada?

2. ¿Cómo crees que el film de color cambia la luz blanca en luz de color?

3. ¿Por qué crees que sólo algunos colores hacen que brille la cinta en el fondo de la caja fosfórica? Explica tus razones.

4. ¿Hay suficiente evidencia o información para justificar o para refutar la afirmación que dice que son los colores de mayor energía de la luz blanca los que están dañando los ojos de tía Ana?

Un arco iris muestra los colores del espectro visible.

F-33

5. Observa la gráfica de la luz visible en la superficie de la Tierra, que apa-recen abajo. ¿Por qué crees que la luz del sol es amarilla en vez de azul?

6. SLos lentes de sol son un ejemplo de un material que bloquea parte de la luz blanca y la luz de frecuencias altas que son dañinas a la vista. Examina las gráficas de transmisión de tres pares de lentes de sol, que aparecen abajo.

a. ¿Cuál lente protege mejor la vista de la energía alta? Explica cómo hiciste tu decisión.

b. El precio de cada par de lentes se muestra abajo. ¿Qué par compra-rías? ¿Por qué? Describe las ventajas y desventajas de tu decisión.

Lente 1: $80 Lente 2: $10 Lente 3: $20


Irra

dian

cia

espe

ctra

l (W

/m2 .

nm)

Longitud de onda (nm)

0.5

1.5

800400

1.0

600500 700300UV IRV ROYGB

0.75

1.25


Tran

smis

ión

(%)

0

20

40

60

80

100

800700600500400300

Longitud de onda (nm)UV IRV ROYGB

30% de transmisión total de luz


Tran

smis

ión

(%)

0

20

40

60

80

100

800700600500400300




Tran

smis

ión

(%)

0

20

40

60

80

100

800700600500400300



Lente 1 Lente 2 Lente 3

F-34

95

En la última actividad estudiaste la transmisión del espectro de luz visible, que ocurre cuando la energía de la luz penetra rápidamente en

un material y vuelve a emitirse del otro lado. Toda luz que no se transmite a través del objeto tiene que ser reflejada o absorbida por el material. Las ondas de luz se reflejan cuando la luz rebota del objeto, ya sea en una sola dirección o esté difundida en muchas direccio-nes. La luz reflejada es lo que entra en nuestros ojos y así vemos los objetos opacos. Las ondas de luz son absor-bidas cuando la luz que entra en un objeto no vuelve a salir en forma de luz, añadiendo así energía al objeto. Seguidamente la luz que un objeto absorbe se convierte en calor que eleva la temperatura del objeto.

En la última actividad, aprendiste que no todas las frecuencias de la luz solar se transmiten a través de un objeto semitransparente, como el film de color. En esta actividad, vas a investi-gar la transmisión, reflexión y absor-ción de las ondas de la luz del sol que no son visibles al ojo humano.

¿Qué parte de la luz solar se transmite a través de films selectos?

LABORATORIO

MATERIALES

Para cada grupo de cuatro alumnos 3 termómetros 3 tarjetas detectoras de luz UV 3 cajas fosfóricas 1 film A 1 film B 1 film C cinta adhesiva “masking” 1 cronómetro

DESAFÍO

La luz del sol está selectivamente transmitida a través de una vidriera de colores.

F-35

PROCEDIMIENTOParte A: Comparando temperaturas

1. En tu cuaderno de ciencias prepara una tabla de datos similar a la que aparece abajo.

2. Pon uno de los termómetros viendo hacia arriba en el fondo de cada una de las cajas, y fíjalo con la cinta adhesiva para que no se mueva. Pon un film en cada una de las cajas abiertas y pégalo para que no se mueva, como se muestra en la ilustración a la derecha. Asegúrate de pegar el film con la cinta adhesiva por sus

cuatro lados, para que no penetre aire durante el experimento.

3. Cierra las tapas de las cajas fosfóri-cas hasta que estés listo a realizar el experimento usando la luz del sol.

4. Cuando estés a la luz del sol, pide de uno de tus com-pañeros que tome las cajas, juntándolas hacia el sol en la misma dirección. Hazlo de tal manera que no les dé sombra a los termómetros.

5. Apunta en la tabla de datos la temperatura inicial dentro de cada caja.

6. Pide de otro miembro de tu grupo que abra cada caja y la exponga a la luz del sol.

FilmTemperatura inicial (°C)

Temperatura final (°C)

Cambio de temperatura (°C)

A

B

C


Bottom Slit


F-36

7. Mantengan las cajas en esta posición por 5 minutos. Apunta en la tabla de datos la temperatura final en cada caja.

8. Calcula el cambio de temperatura en cada termómetro. Apunta estos datos en la tabla de datos.

9. Ordena cada film del 1 (menos cambio) a 3 (máximo cambio). Apunta tus resultados en tu cuaderno de ciencias.

Parte B: Comparando luz ultravioleta

10. Quita con cuidado los films y sustitúyelos con las tarjetas detectoras de rayos UV. Reemplaza los films como hiciste en el Paso 2.

11. Prepara una tabla de datos cambiando las etiquetas correspondientes.

12. Repite los Pasos 4 a 8.

13. Con tu grupo discute si los resultados de la Parte A o de la Parte B o de ambas, ofrecen evidencia que las ondas de luz invisible fueron transmiti-das a las cajas fosfóricas.

ANÁLISIS 1. ¿Cuál film transmitió más energía? ¿Cuál es tu evidencia?

2. ¿Qué evidencia de esta investigación justifica la idea que la luz solar contiene ondas invisibles de luz que se comportan de manera similar, pero no idéntica, a las ondas de luz visible?

3. Los films, como los que usaste en esta actividad, se ponen frecuente-mente sobre ventanas de vidrio para ahorrar energía y para prevenir daño causado por la luz solar. Si los precios de estos films A, B y C de esta actividad son los que aparecen abajo, cuál material usarías:

a. ¿los vidrios de tu auto?

b. ¿las ventanas de una casa situada en el desierto?

c. ¿las ventanas de una casa situada en una región de montañas nevadas?

Explica tu elección, usando la evidencia de esta actividad. Describe las ventajas y desventajas de tu decisión.

Film A: $20/m2

Film B: $100/m2

Film C: $50/m2

F-37

96

La luz solar es una combinación de ondas de luz de diferentes frecuencias. El ojo humano puede ver algunas frecuencias y no puede ver

otras. La lectura de esta actividad explora la naturaleza de estas ondas, lla-madas ondas electromagnéticas. Una onda electromagnética transmite energía que ha sido emitida por la vibración de cargas eléctricas, tales como los electrones. Las vibraciones envían la energía a grandes distancias en forma de campos eléctricos y magnéticos, que actúan como si fueran ondas.

¿Cuáles son las características de las ondas electromagnéticas?

PROCEDIMIENTO 1. Llena la columna titulada “Antes” en la Hoja de Alumno 96.1, “Guía de

anticipación: El espectro electromagnético”.

2. Completa la lectura.

3. Llena la columna titulada “Después” en la Hoja de Alumno 96.1, “Guía de anticipación: El espectro electromagnético”.

LECTURAEl experimento famoso de HerschelEn 1800, el astrónomo inglés Sir Frederick William Herschel hizo un descu-brimiento importante. Al estar observando el sol a través de vidrios de color, notó que ciertos colores de luz se sentían más calientes que otros. Esta obser-vación le interesó tanto que diseñó un experimento para tratar de medir las temperaturas de diferentes colores de luz.

En su experimento, Herschel usó un prisma para separar la luz solar en los colores del arco iris. Entonces puso un termómetro de tal forma que la luz de sólo un color cayera sobre el bulbo del termómetro. Descubrió que la luz violeta tiene la mínimatemperatura como lo muestra el diagrama de la izquierda. Herschel quedó sorprendido porque sabía que la luz violeta

LECTURA

DESAFÍO

MATERIALES

Para cada alumno Hoja de Alumno 96.1, “Guía de anticipación:

El espectro electromagnético”

tenía una frecuencia mayor y que acarreaba más energía que la luz roja. Entonces decidió investigar el área en el espectro de luz más allá del extremo visi-ble iluminada por la luz roja. Encontró que la tem-peratura de los termómetros se elevaba aun más que en la zona de la luz roja.

La única explicación de estos datos, que le parecía a Herschel que tenía algún sentido, era que la luz solar debería contener ciertos “rayos calóricos” invisibles, de frecuencia menor que calentaban el termóme-tro. Herschel realizó entonces otros experimentos y

encontró que estas ondas se comportaban igual que las ondas de luz visible. Se podían reflejar, absorber y transmitir. Debido a que estos “rayos calóricos” tienen una frecuencia ligeramente menor que la luz roja, los científicos que le siguieron, les dieron el nombre de “infrarrojos” en 1881. Se escogió este nom-bre porque el prefijo “infra-” significa “por debajo”. Herschel fue el primero en detectar ondas electromagnéticas que no son visibles al ojo humano.

La razón por la que las ondas infrarrojas calientan más que la luz visible tiene que ver con su frecuencia. Cuando las ondas infrarrojas llegan a las moléculas que forman muchas de las substancias, tienen justo la frecuencia correcta para ser absorbidas por estas moléculas. Esto aumenta la energía de las moléculas. El aumento de energía hace que las moléculas se muevan más rápidamente y esto significa que la sustancia se calienta. En un proceso sepa-rado, los objetos calientes emiten radiación infrarroja, a la vez que emiten otras longitudes de onda de energía electromagnética.

Energía ultravioletaUn año después del experimento de Herschel, Johann Wilhelm Ritter en Ale-mania decidió investigar si también existen ondas en el espectro más allá del extremo visible violeta. Realizó un experimento similar al de Herschel, pero dirigió la luz a un papel cubierto de un químico que se ponía negro cuando se exponía a la luz. Escogió este químico, cloruro de plata, porque se ponía más oscuro en el extremo violeta del espectro. Cuando separó la luz, notó que el cloruro de plata estaba más oscuro más allá del extremo violeta del espectro. Llamó a éstos “rayos químicos” que después fueron llamados “ultravioleta” debido a que “ultra-” significa “más allá”.

Las ondas ultravioleta transmiten más energía que las infrarrojas y la luz visible. De hecho, las ultravioleta son las ondas de más energía que llegan comúnmente a la superficie de la Tierra. La energía que nos transmiten las ondas ultravioleta pueden ser útiles. Por ejemplo, los cuerpos humanos transforman parte de la energía ultravioleta del sol en vitamina D, que es necesaria para el crecimiento de los huesos. Las personas a las que les falta vitamina D en sus dietas y que no están expuestas lo suficiente al sol, pue-den desarrollar una deficiencia de esta vitamina. Esto causa un crecimiento

EL EXPERIMENTO DE HERSCHEL3789 LabAids SEPUP IAPS Waves SB 2eFigure: 3789Waves SB08_01 2eLegacySansMedium 10/11.5

Luz solarPrisma

Termómetros

Cartón con una apertura

defectuoso en los niños y causa huesos frágiles en adultos. La falta de exposición al sol, incluyendo a las ondas ultravioleta, también causa desordenes afecti-vos durante ciertas estaciones del año a personas sus-ceptibles a la depresión. Los científicos han inventado máquinas que usan la luz ultravioleta para esterilizar equipo ya que la luz ultravioleta destruye las bacte-rias, los virus y los mohos.

A la vez, la alta energía de las ondas ultravioleta es peligrosa para las personas y otros seres vivos. Les causa daño a células vivas, que puede resultar en

cánceres y cataratas, como las de los ojos de la tía Ana. Las ondas ultraviole-tas también causan a despintarse y hacerse quebradizos a ciertos materiales, como los que se usan en ropas, muebles, cortinas e interiores de autos.

La luz del solLos experimentos de Herschel y Ritter mostraron que hay más energía en la luz del sol de la que podemos ver. Como se muestra en el diagrama de abajo, la mayor parte de la energía que llega a la Tierra viene en ondas de luz infrarrojas, visibles y ultravioletas. El diagrama también muestra que mucha de la energía que emite el sol nunca llega a la superficie de la Tierra. Esto sucede porque los gases que forman la atmósfera reflejan o absorben parte de la energía. La atmósfera actúa como un escudo que pro-tege a todas los seres vivos de la mayoría de las ondas de alta frecuencia y de alta energía que son muy peligrosas—las ondas ultravioleta, los rayos X y los rayos gama. Aun cuando la luz ultravioleta tiene menos energía que las otras ondas de alta frecuencia (como los rayos gama y rayos X), sigue siendo peligrosa para los seres vivos ya que el sol emite grandes cantidades de esta luz. Si la Tierra no tuviera una capa gruesa de ozono, mucha más energía electromagnética llegaría a la superficie de la Tierra y causaría más daño a los seres vivos.

EL EXPERIMENTO DE RITTER

ENERGÍA DE LUZ SOLAR QUE LLEGA A LA TIERRA


Papeles tratados de cloruro de plata

Luz solarPrisma

Cartón con una apertura


Irra

dian

cia

espe

ctra

l (W

/m2 .

nm)

Longitud de onda (nm)

0.0

0.5

1.5

2.0

1000500 20001500

1.0

Parte superior de la atmósferaEn la superficie

El espectro electromagnéticoAdemás de las ondas infrarrojas, visibles y ultravioletas, el sol emite una gran cantidad de energías electromagnéticas invisibles de otro tipo. Éstas incluyen ondas de radio, microondas, rayos X y rayos gama. Juntas, el rango continuo de todas las frecuencias electromagnéticas posibles forman el espectro electromagnético, que se muestra abajo.

Aun cuando ciertas partes de las frecuencias del espectro electromagnético reciben nombres específicos, como ondas de radio, visibles y rayos X, las categorías se traslapan en regiones vecinas. Esto se debe a que los científicos que clasifican cada tipo de energía lo hacen de manera algo arbitraria. En ocasiones es difícil saber dónde termina un tipo de ondas y dónde empieza el siguiente. Fundamentalmente, toda la energía electromagnética tiene la misma naturaleza. Por ejemplo, todas las ondas electromagnéticas pueden viajar tanto a través de un medio como en el vacío. Todas pueden ser refleja-das, absorbidas y transmitidas a través de varios materiales. El grado en que se reflejan, absorben o transmiten depende de su longitud de onda y de la superficie del material.

Aun cuando las ondas electromagnéticas tienen propiedades en común, hay una enorme diferencia entre las longitudes de onda de un extremo del espec-tro al otro. El rango de las longitudes de onda desde los rayos gama hasta las ondas típicas de radio sobrepasa los 1,000 metros. Cada rango tiene sus características propias. Las longitudes más cortas—de los ultravioleta a los rayos gama—tienen la habilidad de penetrar y dañar a las células vivas. Las longitudes de onda más largas, como las ondas de radio, pueden ser genera-das y recibidas por medio de antenas. Nuestros ojos sólo pueden percibir un rango muy reducido de longitudes de onda de 380 a 620 nanómetros (nm, 1 nanómetro es un milésimo de un millonésimo de metro).


Tamaño similar a...

Frecuencia (Hz)

Longitud de onda (en metros)

103 10 –2 10 –5 10 –7 10 –8 10 –10 10 –12

Edificios Personas Puntas de alfiler

Abejas Protozoarios Moléculas Átomos Núcleos atómicos

104 10201018101610151012108

Radio Rayos gamaRayos XUltravioletaVisibleInfrarrojoMicroondas

EL ESPECTRO ELECTROMAGNÉTICO

F-41

Un astrónomo investiga un radiotelescopio en Alemania.

Extendiendo nuestros sentidos usando energía electromagnéticaExisten cientos de aplicaciones de la energía electromagné-tica. Por ejemplo, los rayos X se usan para examinar huesos y dientes. Los controles remotos usan señales infrarrojas para controlar a sus aparatos correspondientes. Las ondas de radio o microondas se usan en WiFi para mandar o reci-bir información y datos. Los hornos de microondas crean estas ondas para transmitir energía al agua contenida en los alimentos y así los calientan.

Algunas tecnologías usan ondas electromagnéticas para ayu-darnos a extender nuestros sentidos. Un ejemplo es el uso de las imágenes infrarrojas en los anteojos de visión nocturna. La tecnología de visión nocturna nos permite transformar la luz infrarroja invisible reflejada por los objetos en una ima-gen que podemos ver con luz visible. Ya que cuerpos calientes emiten energía infrarroja, una persona al usar anteojos de visión nocturna, puede revisar un área oscura y ver si hay ahí personas o animales cuyos cuerpos emiten calor. Además, existen detectores que son sensibles a todo tipo de energía

electromagnética. Por ejemplo, los astrónomos usan radio-telescopios que detectan ondas de radio que les permite “ver” objetos distantes en el universo.

ANÁLISIS 1. ¿Cuál es la evidencia que usó Herschel para justificar su descubrimiento

de las ondas infrarrojas?

2. ¿Cuál es la evidencia que usó Ritter para justificar su descubrimiento de las ondas ultravioleta?

3. Compara las ondas infrarrojas y ultravioletas. ¿En qué se parecen? ¿En qué se distinguen?

4. De la lista que sigue, escoge lo que mejor describe la porción del rango de ondas electromagnéticas que incluye a la luz visible.

a. más de ½

b. aproximadamente ½

c. de ¼ a ½

d. de 1/10 a ¼

e. mucho menos que 1/10

Explica tu razonamiento y cita evidencias de esta actividad.

5. ¿Es posible que frecuencias de luz más altas que las de los rayos ultra-violeta hayan sido la causa principal de las cataratas de la tía Ana? Explica por qué sí o por qué no.

F-42

En la Actividad 95, “Transmisión selectiva”, aprendiste que la energía electromagnética se transmite selectivamente. Esto significa que no

todas las frecuencias de luz son transmitidas cuando la luz choca con la superficie de un objeto. La transmisión de energía depende de una combi-nación de la frecuencia de la onda y de las propiedades del material. En esta actividad, vas a coleccionar evidencia[s] para determinar si la energía elec-tromagnética puede ser selectivamente absorbida o reflejada.

¿Cómo distintos materiales absorben o reflejan la luz?

97

LABORATORIO

DESAFÍO

MATERIALES

Para cada grupo de cuatro alumnos 1 tarjeta UV 1 soporte para la tarjeta 3 termómetros 1 hoja de aluminio arrugada 1 pieza de tela negra 1 cubierta oscura de tela o papel 1 cronómetro

A la izquierda, un guía Inupiaq protege sus ojos usando lentes que reflejan la luz. A la derecha, el asfalto negro absorbe más luz solar que el terreno circundante.

F-43

PROCEDIMIENTOParte A: Reflexión

1. Antes de salir afuera, pon la tarjeta ultravioleta (UV) en su soporte, con la cara de la tarjeta hacia abajo. Cubre este conjunto de la tarjeta y su soporte con la cubierta oscura de tela antes de salir.

2. Sal afuera y extiende la tela oscura y la hoja de aluminio arrugada, uno al lado del otro, en una superficie que esté bajo la luz del sol.

3. Mantén la cubierta sobre el conjunto de la tarjeta UV y posiciónalo sobre la hoja de aluminio arrugada y la tela negra de tal manera que un lado de la tarjeta UV esté únicamente expuesta al aluminio mien-tras que el otro lado esté únicamente expuesta a la tela negra, como se muestra en el diagrama de abajo. Dirige el conjunto de la tarjeta hacia el sol de tal manera que no produzca sombra ni en el aluminio ni en la tela oscura.

4. Expón el conjunto al resplandor del sol por exactamente 20 segun-dos. Retira la tarjeta UV de la luz del sol y observa la banda sensible a radiación ultravioleta de la tarjeta. Compara ambos lados y apunta tus observaciones en tu cuaderno de ciencias.

5. Pon la tarjeta UV en un lugar oscuro como, por ejemplo, un bolsillo, o ponla con la banda sensible hacia abajo, para que regrese a su estado inicial.


Wavelength (nanometers)

Papel aluminio

Tela negra

F-44

Parte B: Absorción

6. En tu cuaderno de ciencias prepara una tabla de datos como la que se muestra abajo.

7. Pon los tres termómetros uno al lado del otro en la sombra. Espera un minuto y apunta la temperatura inicial en cada termómetro en tu tabla de datos.

8. Pon un termómetro sobre la hoja de aluminio y otro sobre la tela negra. Dobla cada uno de los materiales para que cubra el bulbo del termóme-tro, como se muestra abajo. Deja el tercer termómetro sin cubrir para que sirva de control.

9. Expón los tres termómetros a la luz directa del sol por 5 minutos. Des-pués de 5 minutos, apunta la temperatura final de cada termómetro.

10. Calcula el cambio de temperatura para cada termómetro y apunta el resultado.


Cambios de temperatura

MaterialTemperatura inicial (°C)

Temperatura final (°C)

Cambio de temperatura (°C)

Tela oscura

Hoja de aluminio

Control

F-45

ANÁLISIS 1. ¿Cuál superficie—la tela negra o la hoja de aluminio—reflejó más

radiación a la tarjeta UV? Cita evidencia de esta actividad que justifique tu respuesta.

2. Copia el diagrama de abajo.

Dibuja una línea que indique la trayectoria de la luz desde el cielo a la hoja de aluminio y después hacia la tarjeta UV.

3. En esta actividad, la tela negra representa el suelo oscuro. ¿Qué podría representar la hoja de aluminio y la tarjeta UV?

4. Usa la evidencia en esta actividad para justificar una de estas dos afirmaciones:

a. Hay menor riesgo a estar expuesto a la radiación ultravioleta cuando se juega en la playa o en la nieve, comparado a cuando se juega en un parque.

b. Hay mayor riesgo a estar expuesto a la radiación ultravioleta cuando se juega en la playa o en la nieve, comparado a cuando se juega en un parque.

5. ¿Cuál superficie—la tela negra o la hoja de aluminio—causó mayor aumento de temperatura al cubrir un termómetro? Explica por qué crees que fue así.

6. Explica por qué la temperatura aumentará más en una casa que tiene un techo negro, comparada con una que tenga uno que refleja la luz.

7. Da un ejemplo de un material que simultáneamente refleja, absorbe y transmite la luz.



Tela negra 45°

Tarjeta UV

F-46

98

En esta investigación, vas a emplear lo que ya sabes de la trans-misión, absorción y reflexión para entender cómo funcionan las

cremas protectoras contra la radiación solar. Las personas esparcen los bloqueadores solares en sus pieles a fin de reducir la cantidad de energía ultravioleta que llega a la piel. La evidencia que acumularás te ayudará a decidir si los bloqueadores absorben o reflejan la energía electromagnética que no se transmite.

¿Los bloqueadores solares transmiten, absorben o reflejan las ondas ultravioletas?

LABORATORIO

DESAFÍO

MATERIALES

Para cada pareja de alumnos 1 tarjeta UV 1 suporte para la tarjeta 1 trozo de plástico transparente 2 cajas fosfóricas 1 botella de 30 ml de loción humectante 1 botella de 30 ml de bloqueador solar de grado SPF 30 1 toalla de papel 1 cronómetro

F-47

PROCEDIMIENTOParte A: Transmisión ultravioleta

1. Coloca el plástico transparente de tal forma que cubra la mitad de la banda sensible a las ondas ultravioleta de la tarjeta.

2. Expón la tarjeta UV por 20 segundos al sol. Observa los niveles de radia-ción UV en ambos lados de la banda sensible y apunta tus resultados.

3. Pon la tarjeta UV en un lugar oscuro como, por ejemplo, un bolsillo, o ponla con la banda sensible hacia abajo, para que regrese a su estado inicial.

4. Esparce una capa ligera de loción humectante en una mitad del plás-tico transparente y una capa ligera de bloqueador solar en la otra mitad, como se muestra en el diagrama de abajo. Trata de producir el mismo grosor en ambas capas.

Nota: No pongas la loción directamente sobre la banda sensible ya que esto la dañaría.

5. Pon el plástico sobre la tarjeta UV de tal manera que cada material cubra como la mitad de la banda sensible.

6. Expón la tarjeta UV por 20 segundos a la luz directa del sol. Observa los niveles de radiación UV en ambos lados de la banda sensible y apunta tus resultados.

7. Cuando termines, limpia las lociones del plástico con la toalla de papel.



Parte B: Absorción ultravioleta

8. Usando el equipo que recibiste, diseña un experimento que determinará si la loción bloqueadora absorbe o refleja la luz UV. Cuando estés dise-ñado tu experimento piensa en las preguntas siguientes:

¿Cuál es el propósito de tu experimento?

¿Cuál variable estás midiendo?

¿Cuál es tu hipótesis?

¿Cuáles variables mantendrás constantes?

¿Cuál es tu control?

¿Cuántas pruebas realizarás?

¿Cuáles datos deberán ser registrados?

9. Apunta tu hipótesis y tu procedimiento experimental en tu cuaderno de ciencias.

10. Haz una tabla de datos que tenga suficiente espacio para todos los datos que necesitarás apuntar durante tu experimento.

11. Obtén la aprobación de tu maestro o maestra para tu experimento.

12. Realiza tu experimento y apunta tus resultados.

ANÁLISIS 1. ¿Qué evidencia de esta actividad indica que la loción humectante tie-

nen ingredientes distintos a los de la loción bloqueadora?

2. ¿Qué efecto crees que tienen los ingredientes del bloqueador sobre las ondas ultravioletas? Asegúrate de mencionar las evidencias que obser-vaste en esta actividad.

3. ¿Los resultados de este experimento te permiten predecir los resultados reales de usar el bloqueador solar sobre tu piel? ¿Por qué sí o por qué no?

99

Cuando la tía Ana se recuperó de su cirugía, su vista mejoró mucho. José le platicó del aumento en el riesgo de una persona expuesta a la luz

ultravioleta del sol. Ella se impresionó de lo mucho que él sabía de la luz. José le regaló un par de anteojos en su color favorito para su cumpleaños. También se compró un par para él mismo. Aun cuando todavía le gustaba a José pasar mucho tiempo al aire libre, ahora tenía más cuidado en cuándo y cómo se exponía a las ondas ultravioleta

Aun cuando los doctores están de acuerdo que las personas necesitan la vita-mina D, todavía existe una controversia si es mejor obtenerla a través del alimento, de la exposición natural al sol o a ambas. Algunos doctores son de la opinión que deberíamos obtener la vitamina D a través de alimentos ricos en esta vitamina, tales como los mariscos y huevos. Otros expertos reco-miendan exponerse a la luz del sol de manera limitada, como 10 minutos al día sin bloqueador, para que así se produzca la cantidad suficiente de vitamina D. Si bien la exposición excesiva aumenta el riesgo de problemas de salud, hay efectos que deben tomarse en cuenta si se evita la exposición a ondas ultravioleta de manera total. Debemos hacer un compromiso, es decir hacer algo a fin de obtener un resultado en vez de otro, o sea renunciar algún beneficio o ventaja a fin de obtener un resultado más deseable. En esta actividad vas a analizar los factores de riesgo asociados con la exposi-ción a rayos ultravioleta y después tendrás que hacer compromisos para que puedas protegerte mejor de las ondas ultravioleta.

¿Qué plan personal de protección de los rayos ultravioleta corresponde tanto a tus factores de riesgo, como a tu distinto estilo de vida?

DISCUTIENDO EL TE

MA

DESAFÍO

PROCEDIMIENTOParte A: Analizando a otras personas a exposición ultravioleta

1. Lee la evaluación a la exposición ultravioleta que aparece abajo.

2. Lee con atención los casos ejemplares que empiezan en la página siguiente. Para cada factor de riesgo, asigna un valor bajo, medio, o alto para cada caso, Si el caso ejemplar no te da suficiente información para asignar un valor, deja vacío el espacio. Apunta estos valores en la Hoja de Alumno 99.1, “Evaluando los riesgos a radiación ultravioleta”.

3. Cuando termines todos los casos, revísalos y asegúrate que los evaluaste consistentemente.

4. Examina cada renglón de factores de riesgo y apunta el valor del riesgo de contraer cataratas y cáncer de la piel para cada caso.

MATERIALES

Para cada alumno 1 Hoja de Alumno 99.1, “Evaluando los riesgos a la

exposición ultravioleta”

Evaluación de riesgo a la radiación UV: Cataratas y cáncer de la piel

Factores Riesgo menor Riesgo mediano Alto riesgo

Edad durante la exposición 20 o más, mismo riesgo Menos de 20

Intensidad debido a la latitud

Lejano del ecuador Distancia media del ecuador

Cercano o en el ecuador

Intensidad debido a la altura

Desde el nivel del mar hasta los 3,000 pies

De 3,000 a 6,000 pies Más de 6,000 pies

Hora del día durante la exposición

Antes del amanecer o después de la puesta del sol

Temprano en la mañana o en la tarde

De las 10:00 a.m. hasta las 2:00 p.m.

Duración de la exposición Menos de 1 hora por semana

De 1 a 10 horas por semana

Más de 10 horas por semana

Reflectividad Suelo, pasto Agua, arena Nieve

Historia familiar No hay parientes con enfermedades de la piel

Parientes con enferme-dades de la piel

Parientes cercanos con enfermedades de la piel

Tipo de piel: cáncer de la piel Piel oscura Piel morena Piel clara

Tipo de piel: cataratas El mismo riesgo

Medidas atenuantes: som-breros, lentes de sol, blo-queadores

Uso constante Uso ocasional Nunca en uso

F-51

Casos ejemplares

Leon

León tiene 65 años. Está muy orgulloso de su jardín

atrás de su casa. Ahora que está retirado, se pasa

varias horas cada la mañana cuidando el jardín. Al

crecer en la costa del golfo en Mississippi, se pasaba

muchas tardes pescando en una pequeña lancha con

su papá. Ahora, durante los fines de semana, él suele

sacar su propia lancha a una tranquila ensenada y

pasa la tarde pescando y relajándose. Como es Afro-

Americano nunca pensó que debía protegerse de los

rayos del sol. Sin embargo, recientemente, ha notado que su visión es un

poco más borrosa. Su hermana, que vive no lejos de él, dice que también

tiene dificultades de vista y acaba de hacer una cita con su doctor.

ShannonShannon tiene 50 años y ha vivido en las montañas de Maine toda su vida. Su piel es clara con muchas pecas. Debido a esto, ella tiene mucho cuidado en usar man-gas largas y un sombrero durante el verano, cuando pasa parte del día al aire libre. También usa lentes de sol todo el verano. Cuando era adolescente, Shannon y

su hermano gemelo trabajaban en la tienda de verdu-ras de su papá después de la escuela. La mayor parte de su tiempo libre lo pasaban jugando básquetbol o béisbol y todavía lo hace durante los fines de semana. El año pasado, le quitaron una mancha negra que resultó ser cáncer de la piel a su hermano gemelo, que tiene una piel similar a la suya.

José

José tiene 14 años, es de piel oscura, es alumno del

octavo grado y vive cerca de la costa en el sur de

California. Desde que recibió a su perro Freddie,

hace cinco años, pasa la mayoría de las mañanas

y las tardes jugando con Freddie en el parque. José

se sorprende que su perro nunca parezca estar can-

sado, aun cuando han estado jugando por horas.

Cada sábado, José y su amigo preparan algo de

comida y la llevan a la playa para pasar ahí todo

el día. José está preocupado de que está recibiendo

demasiada radiación del sol porque su tía abuela acaba de tener cirugía

para sus cataratas y él apenas empezó a usar lentes de sol recientemente.

F-52

Parte B: Tu propio riesgo a exposición UV

5. Crea un caso ejemplar sobre ti mismo en tu cuaderno de ciencias. Escribe un párrafo que describe dónde vives, cuáles son tus actividades y tus fac-tores de riesgo personales para cataratas y cáncer de la piel.

6. Agrega tu nombre al final de la columna en la Hoja de Alumno 99.1, “Evaluando los riesgos a radiación ultravioleta”

7. Asígnate a ti mismo tu rango estimado de riesgo de cataratas y cáncer de la piel.

ANÁLISIS 1. En los casos ejemplares que acabas de analizar, quién tiene más riesgo de:

a. ¿cataratas?

b. ¿cáncer de la piel?

2. ¿Cuáles factores de riesgo tienen en común las cataratas y el cáncer de piel?

3. ¿Por qué crees que la exposición a rayos ultravioleta en la infancia se con-sidera un factor de riesgo mayor que la exposición al ser ya un adulto?

4. En esta actividad usaste una escala de valor bajo, medio, o alto para asignar un riesgo. ¿Crees que puede haber un valor de cero para algún caso? ¿Por qué sí o por qué no?

5. Prepara un plan personal de protección haciendo una lista de todas las cosas que tú puedes hacer a fin de reducir tu exposición a rayos ultra-violeta y que te permitan seguir participando en todas las actividades al aire libe que más te gustan. Identifica después cuáles son los compromi-sos, es decir, lo que tendrás que dejar de hacer algo a fin de obtener un beneficio mayor, como parte de tu nueva estrategia.

SophieSophie y su familia viven en Colorado. Tiene el cabello rubio, ojos azules y una piel muy clara. Aun cuando Sophie nació con muy poco oído, a ella le gusta mucho participar en los deportes y en particular en los depor-tes al aire libre. Pasa mucho tiempo nadando en el verano y esquiando en el invierno. Lo que más le gusta es esquiar y en el invierno, pasa la mayor parte de los fines de semana en la casa de su tío, cerca de un área de esquiar. El tío tiene su vista dañada y la piel bron-ceada de su cara también está en mal estado, lo que lo hace aparecer más viejo de lo que es en realidad. Sophie siempre recuerda de usar gafas protectoras de rayos UV cuando está esquiando y lentes de sol cuando está al aire libre en la nieve. Trata de acor-darse de usar bloqueador solar, pero seguidamente se le olvida de usarlo.

ÍndiceUn numero de página en negrilla identifica la página donde se ha definido el término.

I-1

2-Butoxyethanol, A47

AABS brakes, E51absorbtion

energy, D27light, F34–36, F42–45solar energy, D94ultraviolet rays, F46–48

accelerationdefinition, E21graphing, E15Newton’s Second Law, E21–24,

E34relation to mass and force, E21–

24units of measure, E21

accidents, cars. See automobiles, accidents.

acidic solutions, C80acids. See also pH.

chemical reactions, C96–101definition, C80diluting, C82–83effects on human skin, C86industrial use, C86measurement scale, C85–86mixing with bases, C89–91neutralization, C92–95, C96–101testing, C80–83

activated charcoal, C68air bags, E52–53air conditioners, D44. See also cooling

systems.alcohol

physical properties, C34–37as a solvent, C42–45

alternative energy, D58aluminum, A31

aluminum cans, life cycle of, B10ammonia, A47amplitude, waves, F17animal waste, as water pollutant,

C23antilock brakes, E50–51appearance test, A23appliances, energy efficiency. See also

specific appliances.cost, D102Energy Star rating, D29, D102government rating. See Energy

Star.atomic mass, B24–25atomic number, B25The Atomium, B31atoms. See also molecules.

chemical bonds, B31chemical equations, C100–102covalent bonding

definition, C97description, C97–100dissolving, C99–100electrical charge, C97

creating molecules, C34definition, B22, C34ionic bonding

definition, C97description, C97–100dissolving, C99–100salts, C100–101

ions, C98audiograms, F8automobiles

accidentscrash testing, E55–57duration of collision, E16–18fatalities, E62–64speed, and collision force,

E16–18speed, as a factor, E7–11

braking distance, E41–44reaction time, effect on stopping

distance, E46–48safety

ABS brakes, E51air bags, E52–53antilock brakes, E50–51brakes, E50collapsible steering wheels,

E54crash statistics, E63crumple zones, E53disc brakes, E50features, E4–6, E50–54, E62–64safety cage, E53seat belts, E52standardized features, E65–68tires, E50

speedometers, E7–8stopping distance, E45–48

BBaekeland, Leo, B46Bakelite, B46balanced forces, E32, E37–40bases. See also pH.

chemical reactions, C96–101definition, C80diluting, C82–83effects on human skin, C86industrial use, C86measurement scale (pH), C85–86mixing with acids, C89–91neutralization, C92–95, C96–101testing, C80–83

basic solutions, C80batteries. See also photovoltaic cells.

chemical, D67–70disposal, A16recycling, A16

bauxite ore, B10beryllium, A31biohazard label, A8biological contaminants. See

contaminants, biological.biomass energy, D60–D61blocking ultraviolet rays, F46–48blood, pH, C84

bomb (sealed container), D53bonding atoms. See chemical bonds.bottled water versus tap, C4–6bowling ball versus balloon, A39brakes, E50braking distance

definition, E41effect of speed on, E42–44role in accidents, E41–44

Ccalculating density, A36–44Calories, calculating, D53–56calories versus Calories, D53calorific rays, F38calorimeter, D53car engines, energy efficiency, D29carbon dioxide emissions

biomass energy, D61fossil fuels, D60geothermal energy, D61

cars. See automobiles.cataracts, risk from ultraviolet rays,

F50cavities, preventing, C69chemical batteries, D67–70. See also

photovoltaic cells.chemical bonds, B31chemical contaminants. See

contaminants, chemical.chemical energy, D34chemical equations, C100–102chemical formulas, B29chemical names, B29chemical properties. See also physical

properties; properties.definition, A21, B14reaction to hydrochloric acid, B17testing, B17

chemical rays, F38–39chemical reactions, B39, C96–101chlorination, C22–23, C68chlorine (Cl), B19, B29cholera

London epidemics (1832 - 1849)Board of Health poster, C11cause, determining, C12–20history of, C16–19

I-2

Índice

mapping deaths from, C12–14water supply and, C17–19

Peru epidemic (1991), C22–23symptoms of, C12

circuit boards, producing, B54–59circuits, D76circuits, electrical, D76citric acid solution, A25Cl (chlorine), B19, B29classifying matter, B29cleaning products

2-Butoxyethanol, A47coloring, A47disposing of, A14–17fragrances, A47glass cleaner

choosing, A45–49ingredients, A47sample safety data sheets,

A48–49in the home, A14–16in a hospital, A45–49isobutane, A47isopropanol, A47sample safety data sheets, A48–49surfactants, A47water content, A47

closed systems, B64coagulation. See also precipitates;

water purification.definition, C61example, C62–63flocculation, C67sedimentation, C67

coal, as energy source, D60collapsible steering wheels, E54collecting solar energy, D94–97collection centers, A16–17collisions. See automobiles,

accidents.color

comparison, F30–34transmission, F34–36

color test, B16compact fluorescent lightbulbs, D102compounds

chemical formulas, B29chemical names, B29classifying matter, B29definition, B22

compressions, waves, F14computer manufacturing

environmental impactcircuit boards, B54–59, B57concentration of waste, B60copper recycling, B71, B75–79copper waste, B58, B60dilution of waste, B60etching circuit boards, B54–59, B57

materials requirements, B51–52

toxic waste, B58waste products, B51–52,

B56–58green computers, B80–85

concentration, C51–55concentration of waste, B60condensation, C46conduction, D36conductors, D36conservation of energy. See energy,

conservation; Law of Conservation of Energy.

conservation of mass, B64–67contaminants in water. See also water

pollution.biological. See also cholera.

animal waste, C23Cryptosporidium bacteria, C24definition, C22E. coli bacteria, C23–24Giardia bacteria, C24removing. See water

purification.sources of, C22–23

chemicalcopper water pipes, C25–26definition, C25–28heavy metals, C25lawn care products, C25lead water pipes, C26mining industry, C26removing. See water

purification.sources of, C25–26vehicle emissions, C25

definition, C7diseases caused by. See water-

borne diseases.

I-3

Índice

environmental effects, C27harmful versus harmless, C21removing. See disinfection;

filtration; water purification.storm water, C22testing for. See testing, water

quality.in the water cycle, C46–50

cooling systems, energy efficiency, D100–101. See also air conditioners; refrigerators.

copperdata chart, B74mining, B57recycling, B71, B75–79sample, B19testing for, C58, C60waste, B58, B60in water pipes, C25–26

copper chloride reaction test, A29corrosive label, A8corrosive test, A23cost of household energy, D106covalent bonding

definition, C98description, C97–100dissolving, C99–100

crash statistics, E63crash testing, E55–57crashes, cars. See automobiles,

accidents.crash-test dummies, E55–57crease color test, B36cross-linking polymers, B49crude oil, B11crumple zones, E53Cryptosporidium bacteria, C24curves, motion around, E25–28

Ddeceleration, controlling, E49–54decibel (dB), F4decontaminating water. See water

purification.density

bowling ball versus balloon, A39calculating, A36–44identifying materials, A41–44

relative, tests for, A29relative to

alcohol, B36alcohol-water mixture, B36saltwater, B36water, B17, B36

of selected solids, A40use in identifying materials,

A39–40dilute solutions, C52diluting pH, C82–83dilution of waste, B60disc brakes, E50diseases caused by contaminated

water. See waterborne diseases.disinfection. See also water

purification.chlorination, C22–23, C68definition, C68

disposalbatteries, A16cleaning products, A14–17hazardous materials, A14–17hazmat teams, A4waste collection centers, A16–17

dissolvingcovalent bonding, C99–100ionic bonding, C99–100solids in liquids. See solutions.

dissolving one substance in another, C38–41. See also solutions.

DOT (U.S. Department of Transportation), A6

drinking water. See also water.pH, C87private wells, C65sources of, C66tap versus bottled, C4–6taste, C4–6water treatment plant, C65–70

EE. coli bacteria, C23–24efficiency, energy. See energy

efficiency.elastic energy, D34electric (current) energy, D34electric (static) energy, D34

I-4

Índice

I-5

Índice

electrical circuits, D76electrical conductivity test, A29–A30,

B17electrical fields, D74electrical generators, D22–25electrical motors, D22–25electricity generation

alternative energy, D58definition, D58generators, D58power plants, D58–59sources (2005), D98. See also

nonrenewable energy sources; renewable energy sources.

electromagnetic waves, F37–38electromagnetism, D75elements

atoms, B22classifying matter, B29combining. See compounds;

mixtures; molecules; reactive elements.

definition, B19discovery, history of, B23–27families of, B19–21. See also

Periodic Table of the Elements.molecules, B28reactive, B22smallest part of. See atoms.

Endeavor, space shuttle, E41end-of-life stage, B9energy

absorbing, D27conservation, D30. See also energy

efficiency; Law of Conservation of Energy.

lost, D28missing, D28releasing, D27transfer, D12transformation, D12types of, D34. See also specific types.

energy efficiency. See also energy, conservation.

biomass energy, D61car engines, D29coal, D60definition, D29Energy Star rating, D29, D102

fossil fuels, D60geothermal energy, D61government rating. See Energy

Star.household

air conditioners, D44annual cost, D106, D108appliances, D29, D102cooling systems, D100–101heating systems, D100–101improving, D104–108insulation, D99light bulbs, D80–85lighting, D102location, and cost, D108refrigerators, D44tradeoffs, D102typical family profile, D106in the U.S., D98–103water heaters, D101windows, D99

hydroelectric energy, D62natural gas, D60nuclear energy, D60–61petroleum, D60solar energy, D62–63solar heating, D89–93thermal energy, D28–29tidal harness, D63wind energy, D64

energy sources. See nonrenewable energy sources; renewable energy sources.

Energy Star rating, D29, D102English units of measure, A33environmental engineer, A16equations

density, A36force, mass, and acceleration, E22net force, E34Newton’s Second Law, E34reaction distance, E46speed, E7–11stopping distance, E46

etching circuit boards, B54–59, B57–58

evaporation, C46explosive label, A8

Ffamilies of elements, B19–21fatalities in auto accidents, E62–64Federal Noise Standards, F20federal water quality standards,

C56–60filtration. See also water

purification.activated charcoal, C68definition, C61example, C63–64in water treatment plants, C68

First Law, E30–31flammable label, A8flammable solid label, A8flexibility test, B16, B36flocculation, C67fluorescent lightbulbs, D102fluoridation, C69force

in automobile collisions, E16balanced forces, E32, E37–40and collisions, E16–18and mass, E19–20net force, E32, E34Newton’s Laws of Motion,

E29–36relation to acceleration and

mass, E21–24unbalanced forces, E34, E37–40unit of measure, E21

formulas. See equations.fossil fuels, D60fragrances, in cleaning products,

A47freezing, C46frequency

sound, F8, F9–13vs. wavelength, F9–13waves, F18

fresh water versus salt, distribution of, C46

frictionand accident risk. See braking

distance.definition, E31and motion, E31–32

GGalilei, Galileo, E30gamma rays, in the electromagnetic

spectrum, F40gas label, A8gases, Periodic Table of the Elements,

B26generators, electrical, D22–25, D58geothermal energy, D61–62Giardia bacteria, C24glass, raw materials for, B8glass bottles, life cycle of, B8–9glass cleaner

choosing, A45–49ingredients, A47sample safety data sheets, A48–49

global warming, D60government energy efficiency rating.

See Energy Star rating.gravitational fields, D74gravitational potential energy, D8,

D34green computers, B80–85groundwater, C66

HH2O (water), B29hair cells (human ear), F19hardness test, B16, B36hazardous materials. See also specific

materials.collection centers, A16–17definition, A4disposing of, A14–17handlers, A4handling, A4–5in the home, A13–18in household products, A14–16labels, A6, A8mixtures, separating, A10–12,

A19–20recycling, A16–17types of hazards, A6–9

hazmat teams, A4HDPE (high-density polyethylene),

A31

I-6

Índice

headphones and hearing loss, F19hearing

losscauses of, F4Federal Noise Standards, F20hair cells (human ear), F19headphones, F19inner ear, F19nerve deafness, F19noise-induced (NIHL), F19–22preventing, F19–22scope of, F8sensorineural, F19

sensitivity, graphing, F8–9heat

definition, D19and energy transformation. See

thermal energy.heating systems, energy efficiency,

D100–101heating with solar energy, D89–93heavy metal contaminants, C25height, and gravitational potential

energy, D8Herschel, Frederick William, F37–38hertz (Hz), F8Hoover Dam, D62hospital, cleaning products. See

cleaning products.hot and cold water mix, D46–49household cleaners. See cleaning

products.household energy use

air conditioners, D44comparison chart, D6energy efficiency

annual cost, D106, D108appliances, D102biggest cost, D99cooling systems, D100–101heating systems, D100–101improving, D104–108insulation, D41, D99lighting, D102location, and cost, D108tradeoffs, D102typical family profile, D106in the U.S., D98–103

water heaters, D101windows, D99

ice boxes, D42–43reducing, D4–7refrigerators, D42–44

hydroelectric energy, D62

Iice

converting to liquid, C46definition, C29and energy transfer, D36–38melting, C46

ice boxes, D42–43identifying substances

liquids, A21–25solids, A26–31, A36, A39–44

incineration, B68inertia

definition, E25and mass, E25and motion, E25–28and Newton’s First Law, E30–31passengers in an accident, E51–52

infra- prefix, F38infrared rays

in the electromagnetic spectrum, F40

night vision, F41overview, F38

inner ear, F19insoluble solids, C76insulation

energy efficiency, D99household, D41, D99ice boxes, D42–43refrigerators, D44

insulators, D39intensity, sound

definition, F4human hearing range, F5measuring, F4some common sounds, F6

iodine solution, A25ionic bonding

definition, C98, C98description, C97–100

I-7

Índice

dissolving, C99–100salts, C100–101

ions, C98iron

characteristics of, A31, B74testing for, C58–59

iron nitrate solution, A25isobutane, A47isooctane solution, A25isopropanol, A47

Kkilograms, E21kilometers per hour, E7kinetic energy

compared to other forms, D34definition, D8

Kingda Ka roller coaster, D15

Llabels for hazardous materials, A6,

A8lauric acid solution, A25Law of Action-Reaction, E35Law of Conservation of Energy, D28.

See also energy, conservation.Law of Inertia, E30–31lawn care products, contamination

from, C25lead water pipes

chemical contaminants, C26and pH, C87

life cycle of productsaluminum cans, B10computer, B81–82definition, B7end of life, B9glass bottles, B8–9life-cycle diagram, B7manufacturing, B8plastic bottles, B11raw materials, B8useful life, B9

life-cycle analysis, B81–82light. See also sunlight.

absorbed, F34–36, F42–45calorific rays, F38

chemical rays, F38–39. See also ultraviolet rays.

color comparison, F30–34color transmission, F34–36comparing temperatures, F35–36infrared, F41infrared rays, F38night vision, F41reflected, F34–36, F42–45speed, in various media, F27ultraviolet, F36, F38–39visible spectrum, F30–34

light energy, D34light transmission, testing, B16light waves, F26lightbulbs

in circuits, D77–79compact fluorescents, D102energy efficiency, D80–85types, efficiency comparison, D85

lighting, energy efficiency, D102liquid mercury, A16liquids

chemical properties, A21citric acid solution, A25converting to vapor, C46elements in the Periodic Table, B26identifying, A21–25iodine solution, A25iron nitrate solution, A25isooctane solution, A25lauric acid solution, A25mineral oil, A25phase of water, C29physical properties, A21, C29–33sample types, A25

London cholera epidemics. See cholera, London epidemics.

longitudinal waves, F14–16, F24–25lost energy, D28lunar rock, A27luster test, B16

Mmagnesium, A31, A40magnetic fields

definition, D71types of, D74. See also specific types.

I-8

Índice

manufacturing computers. See computer manufacturing.

manufacturing stage, B8mass

bowling ball versus balloon, A39calculating density from, A36center of, E58–61and collisions, E19–20, E58–61definition, A36and force, E19–20and gravitational potential

energy, D8and inertia, E25measuring, A36–40relation to acceleration and force,

E21–24unit of measure, E21

materials. See also hazardous materials; specific materials.

creating, B39–41definition, A3, B4in a desktop computer, B52reactions with other substances,

B14materials engineers, B4materials scientists, B4, B39measuring

density, A36–40energy

bomb (sealed container), D53calories versus Calories, D53calorimeter, D53melting ice, D36–38, D50metal pellet activity, D18–21missing energy, D28mixing hot and cool water,

D46–49movement energy. See kinetic

energy.nutrition facts label, D56

mass, A36–40volume, A32–35

measuring cup, A32melting ice, C46Mendeleev, Dmitri, B23–24mercury, A16metals. See also specific metals.

copper recycling, B71, B75–79copper waste, B58, B60

data chart, B74recycling, B75–79type of, A31

meters per second, E7metric units of measure, A33microwaves, in the electromagnetic

spectrum, F40miles per hour, E7mineral oil, A25mining industry, contamination

from, C26miscibility test, A23mixtures

classifying matter, B29definition, A10separating, A10–12, A19–20

molecules. See also atoms.creating, C35–37definition, C34modeling, B31–33water versus alcohol, C35–37

mono-, prefix, B42, B47monomers, B42, B47moon (lunar) rock, A27motion

around a curve, E25–28changes in, E16–24, E29–36laws governing. See Newton’s Laws

of Motion.motion, energy of. See kinetic energy.motion graphs, E12–15motors, electrical, D22–25municipal water treatment, C65–70

NNa (sodium), B29NaCl (salt, sodium chloride), B29natural gas, D60nerve deafness, F19net force, E32, E34neutral pH, C80neutralization of pH, C92–95, C96–

101Newton, Isaac, E29newtons (N), E21Newton’s Laws of Motion

First Law, E30–31original text, E29

I-9

Índice

Second Law, E21–24, E33–34Third Law, E35

night vision, F41NIHL (noise-induced hearing loss),

F19–22nitrates, testing for, C58–59noise. See sound.nonrenewable energy sources. See also

renewable energy sources.coal, D60definition, D57fossil fuels, D60natural gas, D60nuclear energy, D60–61petroleum, D60

nuclear energy, D34, D60–61nutrition facts label, D56nuts, caloric content, D53–56

Ooil. See petroleum.open systems, B64O’Shaughnessy, W. B., C12oxidizer label, A8

Pparallel circuits, D76, D78–79parts per billion/million, B60, C51–

55passive-energy design, D100–101Periodic Table of the Elements

atomic number, B25definition, B24gases, B26history of, B23–27illustrations, B25, B27liquids, B26number of elements in, B25reactivity, B26solids, B26

Peruvian cholera epidemic (1991), C22–23

petroleum (oil)energy efficiency, D60as an energy source, D60global warming, D60oil power plants, D60

oil spills, A21in plastic materials, B11pollution, D60

pHacidic solutions, C80acids

chemical reactions, C96–101definition, C80diluting, C82–83effects on human skin, C86industrial use, C86measurement scale (pH), C85–86

mixing with bases, C89–91neutralization, C92–95, C96–

101testing, C80–83

baseschemical reactions, C96–101definition, C80diluting, C82–83effects on human skin, C86industrial use, C86measurement scale (pH), C85–86

mixing with acids, C89–91neutralization, C92–95, C96–

101testing, C80–83

basic solutions, C80chemical equations, C100–102definition, C58diluting, C82–83drinking water, C87environmental effects, C87human blood, C84indicators

color change, C86definition, C80

and lead pipes, C87measurement scale (pH), C85–86neutral, C80neutralization, C92–95pH scale, C85pure water, C80testing, C58–59, C80–83water quality, C58–59, C84

phases of matter, C29–33photovoltaic cells, D86–88. See also

batteries.

I-10

Índice

physical properties. See also chemical properties; properties.

alcohol, C34–37color test, B16definition, A21, B14density relative to water, B17electrical conductivity test, B17flexibility test, B16hardness relative to glass, test, B16light transmission test, B16liquids, C29–33luster test, B16tests to determine, B16–17texture test, B16water, C29–37

pitch, sound, F8plastic bottles

compacted for recycling, B12life cycle of, B11

plastics. See also polymers; specific plastics.

Bakelite, B46polyethylene, B47–48properties, B34–38PS (polystyrene), A31PVC (polyvinyl chloride), A31raw materials, B11

pollutionbiomass energy, D61coal, D60fossil fuels, D60geothermal energy, D61–62hydroelectric energy, D62natural gas, D60nuclear energy, D60–61petroleum, D60solar energy, D62–63tidal harness, D63water. See water pollution.wind energy, D64

poly-, prefix, B42, B47polyethylene, B47–48polymers. See also plastics.

atomic structure, B48–49cross-linking, B49definition, B42, B47naming, B47–48parts of, B46–50plastics, B47–48polyethylene, B47–48

recycling, B49rubber, B49structure of, B48–49

polystyrene (PS), A31polyvinyl chloride (PVC), A31potential energy, D8, D34. See also

gravitational potential energy; kinetic energy.

power plants, D58–59precipitates, C76. See also

coagulation.precipitation (copper), B71precipitation (water), C46precipitation reactions, B79private wells, C65product life cycle. See life cycle of

products.products of chemical reactions, B39properties. See also chemical

properties; physical properties.crease color test, B36flexibility test, B36hardness test, B36plastics, B34–38relative density, B36

PS (polystyrene), A31purifying water. See water

purification.PVC (polyvinyl chloride), A31

Qquantitative analysis, A36

Rradar guns, E11radar waves, F28radio telescopes, F41radio waves, in the electromagnetic

spectrum, F40radioactive label, A8rarefactions, F14raw materials stage, B8reactants, B39reaction distance, calculating, E46reaction time, effect on stopping

distance, E46–48reactions between substances, B14

I-11

Índice

reactive elements, B22, B26reactivity, B22reclaiming metal, B71recycling

batteries, A16copper, B71, B75–79hazardous materials, A16–17metals, B71, B75–79plastic bottles, B12polymers, B49rubber tires, B49

reflected solar energy, D94reflection

light, F34–36, F42–45ultraviolet rays, F46–48

refrigerant, D43–44refrigeration cycle, D44refrigerators

energy efficiency, D44history of, D42–44insulation, D44

relative density. See density, relative to.

releasing energy, D27removing contaminants. See water

purification.renewable energy sources. See also

nonrenewable energy sources.biomass energy, D61definition, D57geothermal energy, D61–62hydroelectric energy, D62. See also

tidal harness.solar energy, D62–63tidal harness, D63. See also

hydroelectric energy.wind energy, D64

Ritter, Johann Wilhelm, F38–39roller coaster, and transformed

energy, D12–17rubber, polymers, B49rubber tires, recycling, B49

SSafe Drinking Water Act (1974), C65safety cage, E53safety data sheets, samples, A48–49salt (NaCl), B29

salts, C100–101saltwater versus fresh, distribution of,

C46seat belts, E52Second Law, E33–34sedimentation, C67sensorineural hearing loss, F19separating mixtures, A10–12, A19–20series circuits, D76, D78–79settling out solids. See coagulation;

precipitates.shot activity, D18–21skin cancer, risk from ultraviolet rays,

F50Snow, John, C12–20sodium (Na), B29sodium chloride (NaCl), B29solar cells. See photovoltaic cells.solar energy

absorbed, D94collecting, D94–97electricity from, D62–63heating with, D89–93photovoltaic cells, D86–88reflected, D94solar heating, D89–93tracing energy from, D32–35transmitted, D94

solar wind, D74solid phase of water, C29solids. See also density; mass; volume.

aluminum, A31, A40beryllium, A31, A40converting to liquid, C46HDPE (high-density polyethylene),

A31identifying, A26–31, A41–44insoluble, C76iron, A31, A40magnesium, A31, A40metals, A31. See also specific

metals.moon rock, A27Periodic Table of the Elements, B26plastics, A31. SSee also specific

metals.PS (polystyrene), A31PVC (polyvinyl chloride), A31sample types, A31

I-12

Índice

soluble, C38zinc, A31, A40

soluble solids, C38solute, C38solutions

alcohol vs. water, C42–45combining to form precipitates,

C76concentration, C51creating, C38–41definition, C38dilute, C51dissolving, C38insoluble solids, C76measuring concentration, C51–55parts per billion, C51parts per million, C51precipitates, C76soluble solids, C38solute, C38solvents, C38, C42–45

solvents, C38, C42–45sonar waves, F28sound

decibel (dB), F4Federal Noise Standards, F20frequency, F8, F9–13hertz (Hz), F8intensity

definition, F4human hearing range, F5measuring, F4some common sounds, F6

pitch, F8speed, in various media, F27watts per square meter (W/m2), F4wavelength vs. frequency, F9–13

sound energy, compared to other forms, D34

sound waveslongitudinal, F14–16vs. other types of waves, F14–16

space shuttle Endeavor, E41speed. See also time and distance,

measuring.as a cause of automobile

accidents, E7–11and collision force, E16–18definition, E7

effect on braking distance, E42–44formula for calculating, E7graphing. See motion graphs.light, in various media, F27measuring, E7–11radar guns, E11sound, in various media, F27units of measure, E7waves, F26–27

speedometers, E7–8standardized safety features, E65–68Staudinger, Herman, B48steam, C29stopping distance, E45–48stored energy. See potential energy.storing safe water, C69storm water, as pollutant, C22Sun. See solar.sunglasses comparison, F33sunlight, electromagnetic spectrum,

F39–40. See also light; ultraviolet rays.

sunscreen, F46–48surface water, C66surfactants, A47

Ttap water, versus bottled, C4–6taste, water, C4–6telescopes, F41temperature, D19testing

acids, C58–59, C80–83appearance, A23bases, C58–59, C80–83chemical properties, B17color, B16copper chloride reaction, A29corrosiveness, A23crease color, B36electrical conductivity, A29–A30,

B17flexibility, B16, B36hardness, B16, B36hazardous liquids, A23hazardous solids, A29light transmission, B16luster, B16

I-13

Índice

miscibility, A23pH, C58–59, C80–83physical properties, B16–17relative density, A29, B36texture, B16toxicity, A23water content, A23water quality

copper, C58, C60evaluating results, C107–109federal quality standards,

C56–60iron, C58–59nitrates, C58–59pH, C58–59, C80–83private wells, C65Safe Drinking Water Act

(1974), C65sample report, C71–75wastewater, C103–105

texture, test, B16thermal energy

compared to other forms, D34conduction, D36conductors, D36efficiency, D28–29heating process, D28–29insulators, D39, D41. See also

insulation.transferring

household insulation, D41, D99

insulators, D39melting ice, D36–38mixing hot and cold water,

D46–49preserving ice, D39–45

Third Law, E35tidal harness, D63time and distance, measuring. See

also speed.model cart, E8–10motion graphs, E12–15radar gun, E11

tires, E50titanium, density, A40tooth decay, preventing, C69toxic label, A8toxic waste, B58

toxicity test, A23transferred energy

conduction, D36conductors, D36definition, D12electrical circuits, D76–79insulators, D39, D41maximizing, D36–38minimizing. See insulation;

insulators.from the Sun, D32, D35thermal. See thermal energy,

transferring.transformed energy. See also batteries.

definition, D12electrical circuits, D76–79following, D32–35heat from. See thermal energy.potential to kinetic, D8–17roller coaster example, D12–17

transmitted solar energy, D94transverse waves, F14–16, F24–25tungsten, density, A40turbidity, C58, C61turbines, D582-Butoxyethanol, A47

Uultra- prefix, F38ultraviolet rays

absorption, F46–48analyzing exposure to, F49–52blocking, F46–48cataracts, risk of, F50in the electromagnetic spectrum,

F40overview, F38–39potential health problems, F49–52reflection, F46–48skin cancer, F50sunscreen, F46–48temperature comparison, F36

unbalanced forces, E34, E37–40United States

annual electricity consumption, D59, D65

Department of Transportation (DOT), A6

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Índice

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Índice

energy efficiency, D98–103power plants, types and

distribution, D58–59units of measure, volume, A33useful life stage, B9

Vvapor, converting to liquid, C46vapor phase of water, C29vehicle emissions, C25vehicle types, crash statistics, E63visible light spectrum, F30–34visible rays, in the electromagnetic

spectrum, F40volume

bowling ball versus balloon, A39calculating density from, A36definition, A32English units, A33measuring, A32–35measuring cup, A32metric units, A33units of measure, A33

Wwaste collection centers, A16–17waste products

circuit board production, B56–58from computer manufacturing,

B52incinerating, B68

wastewater, C103–105water

chemical formula, B29dissolving solids in. See solutions.drinking

pH, C87private wells, C65sources of, C66tap versus bottled, C4–6taste, C4–6water treatment plant, C67–69

ice, C29ice to liquid, C46liquid phase, C29liquid to vapor, C46phases of matter, C29–33

physical properties, C29–37salt versus fresh, distribution of,

C46solid phase, C29solid to liquid, C46as a solvent, C42–45steam, C29tap versus bottled, C4–6taste, C4–6testing. See testing, water quality.vapor phase, C29vapor to liquid, C46

water contentcleaning products, A47test for, A23

water cyclecondensation, C46contaminants in, C46–50definition, C46evaporation, C46freezing, C46melting, C46precipitation, C46saltwater versus fresh, distribution

of, C46water heaters, energy efficiency, D101water pollution. See also

contaminants.definition, C21diseases caused by. See waterborne

diseases.environmental effects, C27sources of, C22testing. See testing, water quality.

water purificationbiological contaminants. See

disinfection.coagulation. See also precipitates.

definition, C61example, C62–63flocculation, C67sedimentation, C67

delivering safe water, C69disinfection. See also filtration;

water purification.chlorination, C22–23, C68definition, C68

filtrationactivated charcoal, C68definition, C61

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Índice

example, C63–64in water treatment plants, C68

fluoridation, C69groundwater, C66precipitates, C76. See also

coagulation.private wells, C65Safe Drinking Water Act (1974),

C65settling out solids. See coagulation;

precipitates.solid contaminants. See

coagulation; filtration; precipitates.

at the source, C66storing safe water, C69surface water, C66trapping solids. See filtration.turbidity, C58, C61typical process, C67wastewater, C103–105water treatment plant, C65–70waterborne diseases. See also

cholera.Cryptosporidium bacteria, C24definition, C22E. coli bacteria, C23Giardia bacteria, C24preventing. See disinfection.

watershed, C66water treatment plant, C65–70waterborne diseases. See also cholera.

Cryptosporidium bacteria, C24definition, C22E. coli bacteria, C23Giardia bacteria, C24preventing. See disinfection.

watershed, C66watts per square meter (W/m2), F4

wavelength vs. frequency, F9–13waves. See also electromagnetic

waves; light; sound.amplitude, F17characteristics, F26–27compressions, F14definition, F4frequency, F18human detection of, F27–29light, F26longitudinal, F14–16, F24–25radar, F28rarefactions, F14sonar, F28speed, F26–27transverse, F14–16, F24–25travel media

definition, F24transmission characteristics,

F26types of, F14

well water, C65Whiting, John Joseph, C17–19wind energy, D64wind farms, D64windmills, D64windows, energy efficiency, D99wood, as energy source, D61

XX-rays, in the electromagnetic

spectrum, F40

Zzinc, A31, B74

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CréditosAbreviaciones: t (top), m (middle), b (bottom), l (left), r (right), c (center)

Todas las ilustracione por Seventeenth Street Studios/Valerie Winemiller.

Foto de cubierta: wind power generators: Digital Vision/Getty Images

“Problem Solving” icon photo: ©Thom Lang/Corbis

“Talking It Over” icon photo: ©Michael Keller/Corbis

UNIDAD ACubierta de la unidad (A-1): Charles D. Winters/Photo Researchers, Inc.; Unit Opener (A-2, A-3): tl: David Woodfall/Getty Images; tr: Creatas/Fotosearch; cl: Martin Shields/Photo Researchers, Inc.; bl: ©Richard T. Nowitz/Corbis; br: Joseph Sohm, ChromoSohm Inc./ Corbis; A-6 l: Jack Star/ Photolink/Getty Images; r: Phanie/Photo Researchers, Inc.; A-15 ©Joel W. Rog-ers/Corbis; A-16 ©Richard T. Nowitz/Corbis; A-17 Joseph Sohm, ChromoSohm Inc./Corbis; A-19 Creatas/Fotosearch; A-21 David Woodfall/Getty Images; A2-6 t: MedioImages/Getty Images; b: Photo-Cuisine/Corbis; A-27 ©Roger Ressmeyer/Corbis; A-30 Andrew Lambert Pho-tography/Photo Researchers, Inc.; A-32 Lisa Preuss/ Shutterstock; A-39 Aaron Haupt/Photo Researchers, Inc.; A-41 Martin Shields/Photo Researchers, Inc.; A-45 Larry Mulvehill/Corbis; A-46 AJPhoto/Photo Researchers, Inc.

UNIDAD BCubierta de la unidad (B-1): ©Wolfgang Kaehler/Corbis; Unit Opener (B-2, B-3): tl: Bob Krist/Corbis; tr: Peter Bowater/Photo Researchers, Inc.; cl: John-Francis Bourke/Getty Images; bl: ©Amet Jean Pierre/ Corbis Sygma; br: ©Free Agents Limited /Corbis; B-7 John-Francis Bourke/Getty Images; B-8 © DK Limited/Corbis; B-9 Chris Knapton/Photo Researchers, Inc.; B-10 l: Beh Johnson/Photo Researchers, Inc.; r: Juan Silva/Getty Images; B11 l: ©Bob Krist/Corbis; r: ©Amet Jean Pierre/ Corbis Sygma; B-12 David Nunuk/Photo Researchers, Inc.; B-14 l: © image100/ Corbis; r: PhotoDisc; B-19 Andrew Lambert Photograph/Photo Researchers, Inc.; B-22 Tom Morrison/Getty Images; B-23 SPL/Photo Researchers, Inc.; B-24 l: Hulton Archive/Getty Images; r: Wikipedia; B-29 t: ©Tom Grill/Corbis; b: Photodisc; B-31 © Free Agents Limited/Corbis; B-34 ©Wolfgang Kaehler/Corbis; B-39 l: Mauro Fermariello/Photo Researchers, Inc.; r: Volker Steger/Photo Researchers, Inc.; B-41 Lab-Aids©, Inc.; B-42 Spencer Grant/Photo Researchers, Inc.; B-43 Lab-Aids©; B-44 t, b: Lab-Aids©, Inc.; B-46 l: © Underwood & Underwood/Corbis; r: ©Alen MacWeeney/Corbis; B-48 l: Keystone/Getty Images; r: Lab-Aids©, Inc.; B-49 Doug Menuez/ Getty Images; B-51 l: © Comstock/ Corbis; r: © Bisson Bernard/Corbis Sygma; B-54 l: Maximiliam Stock/Photo Researchers, Inc.; r: Maximiliam Stock/Photo Researchers, Inc.; B-57: tl: Per-Anders Pettersson/Getty Images; tr: Peter Bowater/Photo Researchers, Inc.; bl: © Farrell Grehan/ Corbis; B-58 l: © Ed Young/ Corbis; r: © Lowell Georgia/Corbis; B-64 Lawrence Migdale/Photo Researchers, Inc.; B-68 ©Vince Streano/Corbis; B-71 l: David Taylor/Photo Researchers, Inc.; r: Andrew Lambert Photography/Photo Researchers, Inc.; B-75 © Philippe Eranian/ Corbis; B-80 Paul J. Richards/AFP/Getty Images; B-83 tl: © Karen Kasmauski/Corbis; br: © SW Productions/Brand X/Corbis; B-84 tl © Tom Grill/Corbis, br: © Colorblind/Corbis.

Kit item: Element Card Photos: © 2007 Theodore Gray/www.periodictable.com

UNIDAD CCubierta de la unidad (C-1): Ted Mead/Getty Images; Unit Opener (C-2, C-3): tl: John Lund/Getty Images; tr: Chris Knapton/Photo Researchers, Inc.; cl: Karl Weatherly/Getty Images; bl: Russell Illig/Getty Images; br: Mike Kemp/Getty Images; C-4 l: Louis Fox/The Image Bank/Getty Images; r: Lawrence Migdale/Photo Researchers, Inc.; C-11 RM/©Bettman/Corbis; C-15 Herbert D. Thier; C-16 Wellcome Library, London; C-17 courtesy Mary Evans Picture Library; C-21 Ted Mead/Getty Images; C-22 Fotosearch; C-23 t: CNRI/Science Photo Library/Photo Researchers, Inc.; b: Altrendo Images/Getty Images; C-25 Ernst Haas/Getty Images; C-26 © Patrick Barta/Corbis; C-34 Roine Magnusson/Getty Images; C-38 Phanie/Photo Research-ers, Inc.; C-42 Mike Kemp/Getty Images; C-48 Russell Illig/Getty Images; C-49 Mary Hollinger/NOAA; C-51 © Florida Department of Citrus; C-56 Colin Cuthbert/Newcastle University/Photo Researchers, Inc; C-62 ©Raymond Gehman/Corbis; C-65 Chris Knapton/Photo Reseachers, Inc; C-76 Lawrence Migdale/Photo Researchers, Inc.; C-80 l: Andrew Lambert Photography/Photo Researchers, Inc.; r: Andrew Lambert Photography/Photo Researchers, Inc.; C-84 Karl Weath-erly/Getty Images; C-86 l: © Envision/Corbis, r: Susan Spann; C-92 Bob Handelman/Getty Images; C-96 Andrew Lambert Photography/Photo Researchers, Inc.; C-105 Michael St Maur Sheil/Getty Images.

UNIDAD DCubierta de la unidad (D-1): © John Nakata/Corbis; Unit Opener (D-2, D-3): tl: Stockbyte/Getty Images; tr: © Mick Roessler/Corbis; cl: Purestock/Getty Images; bl: John A Rizzo/Getty Images; br: Don Farrall/Getty Images; D-6 l, r: ©Brad Simmons/Beateworks/Corbis; D-12 Purestock/Getty Images; D-15 © Noah K. Murray/Star Ledger/Corbis; D-16 © Richard Cummins/Corbis; D-20 Lab-Aids©; D-22 l: Copyright © 2003-06 California Cars Initiative, an activity of the International Humanities Center, http://www.calcars.org/; r: © Issei Kato/Reuters/Corbis; D-26 © John Nakata/Corbis; D-27: Martin Shields/Photo Researchers, Inc.; D-29 t: Andrew Lambert Photography/Photo Researchers, Inc.; c: Porterfield–Chickering/Photo Researchers, Inc.; b: Philippe Psaila/Photo Researchers, Inc.; D-30 William Thomas Cain/Stringer/Getty Images; D-32 NASA; D39 © Jonathan Feinstein/Shutterstock; D-41 tl: © Margot Granitsas/The Image Works; tr: © Alan Weintraub/Arcaid/Corbis; bl: Taylor S. Kennedy/Getty Images; br: George Hunter/Getty Images; D-42 Bernard Hoffman/Time Life Pictures/Getty Images; D-43 © Underwood & Underwood/Corbis; D-46 © Comstock Select/Corbis; D-50 John A Rizzo/Getty Images; D-55 Lab-Aids, Inc.; D-57 Russell Illig/ Getty Images; D-60 t: Kevin Phillips/ Getty Images; b: © Larry Lee Photography/Corbis; D61: t: Stephen Simpson/Getty Images; b: Pete Turner/Getty Images; D-62 © Larry Lee Photography/Corbis; D-63 © t: Mick Roessler/Cor-bis; b: Martin Bond/Photo Researchers, Inc.; D-64 John R. Foster/Photo Researchers, Inc.; D-66 Stockbyte/Getty Images; D-74 Mike Agliolo/Photo Researchers, Inc.; D-75 tl: André Karwath; br: Spencer Grant/Photo Researchers, Inc.; D-76 Paul Katz/Getty Images; D-80 Yamada Taro/Getty Images; D-84 © Annebicque Bernard/Corbis Sygma; D-85 © Lawrence Manning/ Corbis; D-86 GIPhotoStock/Photo Researchers, Inc.; D-89 Dennis O’Clair/Getty Images; D-93 Frederic J. Brown /AFP/Getty Images; D-94 Sam Diephuis/Getty Images; D-96 Don Farrall/Getty Images; D-100 Tek Image/Photo Researchers, Inc.; D-101 © Morley Von Sternberg/Arcaid/Corbis; D-103 Melanie Conner/Getty Images.

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Créditos

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UNIDAD ECubierta de la unidad (E-1) David Madison/Photodisc/Getty Images; Unit Opener (E-2, E-3) tl: Photodisc/Getty Images, tr: ©Jason Horowitz/zefa/Corbis; cl: © Royalty-Free/ Corbis; bl: Steve Smith/Taxi/Getty Images; br: Jess Alford/Photodisc/Getty Images; E-7 Stockdisc Classic/Getty Images; E-8 © Duomo/Corbis; E10 Image Source/Getty Images; E-11: © Joseph Sohm, Chro-moSohm Inc./Corbis; E-12 Sarah Leen/National Geographic/Getty Images; E-13 © Thinkstock/Corbis; E-16 TRL Ltd./Photo Researchers, Inc.; E19 Photodisc/Getty Images; E-21 l: © Chris Trotman/NewSport/Corbis, r: © Chris Trotman/NewSport/Corbis; E-23 © Thinkstock/Corbis: E-25 Lutz Bongarts/Getty Images News/Getty Images; E-27 ©Jason Horowitz/zefa/Corbis; E-29 l, r: Rare Book and Special Collections/Library of Congress; E-31 l: © Royalty-Free/Corbis,br: © Royalty-Free/Corbis; E-32 l: David Madison/Photodisc/Getty Images, r: Steve Smith/Taxi/Getty Images; E-33 Jess Alford/Photodisc/Getty Images; E-34 Matt Campbell/AFP/Getty Images; E-35 Indian Space Research Organisation/Photo Researchers, Inc.; E41 NASA/Photo Research-ers, Inc.; E-45 Patrick Molnar/Taxi/Getty Images; E-47 Jim Reed/ Photo Researchers, Inc.; E-49 © Royalty-Free/Corbis; E-50 Courtesy of U.S. Representative Frank R. Wolf (Va.); E-51 l: Martyn F. Chillmaid/Photo Researchers, Inc.; r: David R. Frazier/Photo Researchers, Inc.; E-53 Patti Con-ville/Getty Images; E-54 Ryan McVay/Photodisc/Getty Images; E-55 TRL Ltd./Photo Researchers, Inc.; E-56 Maximilian Stock Ltd/Photo Researchers, Inc.; E-62 Chad Slattery/Stone/Getty Images

UNIDAD FCubierta de la unidad (F-1): ©Pete Ginter/Getty Images; Unit Opener (F-2, F-3): tl: ©Philippe Henry/Getty Images; tr: ©Ken Straiton/ Corbis; cl: © Charles Dharapak/AP/Corbis; bl: © Leonard Lessin/Photo Researchers, Inc.; br: ©Eric & David Hosking/Photo Researchers, Inc.; F-6 ©Gary Braasch/Stone/Getty Images; F-14 ©Leonard Lessin/Photo Researchers, Inc.; F-19 ©Ken Straiton/ Corbis; F-23 l: ©Eric & David Hosking/Photo Researchers, Inc.; r: F. Stuart Westmorland/Photo Researchers, Inc.; F-28: l: ©Anthony Cooper/Ecoscene/Corbis; r: ©Charles Dharapak/AP/Corbis; F-32 ©Philippe Henry/Getty Images; F-34 ©Maziar Nikkholgh/Docu-ment Iran/Corbis;F-41 ©Peter Ginter/Getty Images; F-42 l: Steven Kazlowski/Science Faction/Corbis; r: ©Pete Turner/Getty Images; F-46 ©Steve Horrell/Photo Researchers, Inc.

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