CAPÍTULO 5 / TEMA 5

EL SOL, LA TIERRA Y LA LUNA

EL LUGAR DONDE VIVIMOS, NUESTRO PLANETA, SE LLAMA LA TIERRA. EL SOL ES LA ESTRELLA MÁS CERCANA, QUE NOS DA LUZ Y CALOR TODOS LOS DÍAS. LA LUNA ES LA QUE GIRA ALREDEDOR DE LA TIERRA Y SALE DE NOCHE, A VECES VEMOS SÓLO UNA PARTE Y OTRAS VECES LA VEMOS LLENA. ¿LISTO PARA APRENDER MÁS SOBRE LA TIERRA, EL SOL Y LA LUNA?

UNA ESTRELLA MUY BRILLANTE

SABEMOS QUE ES DE DÍA “CUANDO SALE EL SOL”, PERO ALGUNA VEZ TE HAS PREGUNTADO ¿QUÉ ES EL SOL?. EL SOL ES UNA ESTRELLA BRILLANTE Y ENORME, LLENA DE GAS CALIENTE, QUE PODEMOS VER EN EL CIELO. ES LA QUE NOS PROVEE DE LUZ SOLAR O LUZ ULTRAVIOLETA Y AYUDA A QUE PODAMOS VIVIR EN NUESTRO PLANETA.

¿Sabías qué?

EL SOL BRILLA DESDE HACE APROXIMADAMENTE 4 BILLONES Y MEDIO DE AÑOS, UN NÚMERO QUE ES TAN GRANDE QUE ES DIFÍCIL DE IMAGINAR. Y PUEDE SEGUIR ASÍ POR MUCHOS BILLONES DE AÑOS MÁS.

¿QUÉ ES EL SISTEMA SOLAR? ES UN GRUPO DE PLANETAS QUE GIRAN ALREDEDOR DEL SOL, ENTRE ELLOS SE ENCUENTRA LA TIERRA, NUESTRO HOGAR.

EL SOL ES EL CENTRO DE NUESTRO SISTEMA SOLAR, TODOS LOS PLANETAS GIRAN ALREDEDOR DE ÉL. EXISTEN OTRAS ESTRELLAS MÁS GRANDES QUE EL SOL, PERO LAS VEMOS MÁS PEQUEÑAS PORQUE ESTAMOS MUY ALEJADOS DE ELLAS.

¡IDENTIFICA EL SOL!

TE PRESENTAMOS NUESTRO SISTEMA SOLAR, ¿CUÁL CREES QUE ES EL SOL?

DATOS CURIOSOS DEL SOL

  • TIENE MUCHA ENERGÍA, ESTO HACE QUE TENGA UNA TEMPERATURA DE MILES Y MILES DE GRADOS.
  • EL SOL ES TAN GRANDE QUE DENTRO DE EL PODRÍAMOS GUARDAR MAS DE MIL PLANETAS TIERRA.
  • LA LUZ QUE SALE DEL SOL LLEGA A NUESTRO PLANETA EN 8 MINUTOS, A PESAR DE QUE SE ENCUENTRA TAN LEJOS DE NOSOTROS.
LAS PLANTAS NECESITAN LA LUZ DEL SOL PARA PODER NUTRIRSE Y CRECER.

¿CÓMO PODEMOS VER LAS ESTRELLAS?

A PESAR DE QUE LAS ESTRELLAS SE ENCUENTRAN A UNA DISTANCIA MUY GRANDE DE NOSOTROS, EXISTE UN INSTRUMENTO QUE NOS PERMITE VERLAS CON MÁS DETALLE: EL TELESCOPIO.

UN PLANETA LLENO DE VIDA

LA TIERRA PERTENECE AL SISTEMA SOLAR Y ESTÁ UBICADO EN UN LUGAR MUY ESPECIAL DONDE LA TEMPERATURA Y LOS RAYOS SOLARES SON ADECUADOS PARA QUE PODAMOS VIVIR, NO ESTÁ NI MUY LEJOS NI MUY CERCA DEL SOL. ES EL ÚNICO PLANETA CONOCIDO DONDE EXISTE VIDA, POR ESO ES TAN IMPORTANTE PROTEGERLO.

¿DÓNDE ESTÁ LA TIERRA?

VISUALIZA ESTA IMAGEN E INDICA EN QUÉ LUGAR SE ENCUENTRA LA TIERRA.

LA TIERRA ES EL ÚNICO PLANETA CONOCIDO EN EL QUE EXISTE VIDA, ES TERCER PLANETA DEL SISTEMA SOLAR, ANTES DE ELLA SE ENCUENTRA VENUS Y LUEGO DE ELLA SE ENCUENTRA EL PLANETA ROJO: MARTE.

¿CUÁLES SON LOS PLANETAS DEL SISTEMA SOLAR?

COMPLETA LOS NOMBRES DE LOS PLANETAS QUE FALTAN.

1.- ______________ 5.- JÚPITER
2.- VENUS 6.- ______________
3.- ______________ 7.- ______________
4.- MARTE 8.- NEPTUNO

DATOS SOBRE LA TIERRA

  • HACE MUCHOS AÑOS SE PENSABA QUE LA TIERRA ERA PLANA, SIN EMBARGO, AHORA SABEMOS QUE TIENE FORMA DE ESFERA.
  • LA TIERRA REALIZA UN MOVIMIENTO EN EL QUE GIRA SOBRE SÍ MISMA, SE CONOCE COMO ROTACIÓN, Y GRACIAS A ESTO ES QUE PODEMOS DISTINGUIR EL DÍA Y LA NOCHE. EL MOVIMIENTO DE ROTACIÓN DURA 24 HORAS.
  • LA TIERRA REALIZA UN MOVIMIENTO EN EL QUE GIRA ALREDEDOR DEL SOL, ESTE SE CONOCE COMO TRASLACIÓN. TARDA 365 DÍAS EN HACERLO. GRACIAS A ESTO PODEMOS DISTINGUIR LAS ESTACIONES.

¿CUÁLES SON LOS MOVIMIENTOS DE LA TIERRA?

INDICA EL MOVIMIENTO DE LA TIERRA QUE CORRESPONDE CON LA IMAGEN.

EN ESTE MOVIMIENTO LA TIERRA GIRA ALREDEDOR DEL SOL: _______________________________
EN ESTE MOVIMIENTO LA TIERRA GIRA SOBRE SÍ MISMA: _______________________________

EL SATÉLITE NATURAL DE LA TIERRA

SI MIRAMOS AL CIELO EN LAS NOCHES PODEMOS VER LA LUNA, A VECES SE VE COMPLETA, COMO UNA ESFERA Y OTRAS VECES NO. LA LUNA ES EL ÚNICO SATÉLITE NATURAL QUE TIENE LA TIERRA, GIRA ALREDEDOR DE ELLA Y TARDA 28 DÍAS EN DAR UNA VUELTA.

A MEDIDA QUE GIRA VEMOS LAS DISTINTAS FASES DE LA LUNA.

DATOS SOBRE LA LUNA

  • LA LUNA, AL IGUAL QUE LA TIERRA REALIZA EL MOVIMIENTO DE ROTACIÓN, ES DECIR, GIRA SOBRE SÍ MISMA; Y UN MOVIMIENTO DE TRASLACIÓN, ES DECIR, GIRA ALREDEDOR DE LA TIERRA. TARDA 28 DÍAS EN REALIZAR AMBOS MOVIMIENTOS.
  • LA LUNA ES CAPAZ DE REFLEJAR LA LUZ DEL SOL COMO SI FUERA UN ESPEJO.
  • ALGUNAS VECES CUANDO OBSERVAMOS LA LUNA SE VE DISTINTA, ESTOS CAMBIOS SON CONOCIDOS COMO FASES LUNARES.
  • LA LUNA NO TIENE UNA SUPERFICIE LISA, TIENE MUCHOS HUECOS Y ELEVACIONES.
RECURSOS PARA DOCENTES

Infografía “La Luna”

Esta infografía contiene información sobre las características de la Luna.

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Infografía “El Sol”

En esta infografía encontrará mayor información sobre el Sol.

VER

Artículo “Planeta Tierra”

Este artículo contiene información sobre las principales características del planeta Tierra.

VER

 

La luz y los instrumentos ópticos

Estamos tan acostumbrados a oprimir un botón para obtener luz que nos cuesta imaginar cómo fue la vida de aquellas personas que no contaban con luz eléctrica. La palabra clave es “electricidad” gracias a su descubrimiento se generaron avances en la industria, la comunicación y la salud. A finales del siglo XIX se extendió la iluminación eléctrica en las casas y en las calles. Más confort en nuestros hogares… pero qué se sabe de la luz. La tecnología siguió avanzando y se crearon los instrumentos ópticos, como la lupa y el microscopio, con el objetivo de procesar las ondas de luz de un modo diferente y así poder ver objetos al detalle.

Un poco de historia

La primera fuente de iluminación que se utilizó fue el fuego y en función a él se construyeron diversos objetos. Las lámparas más antiguas que se tiene registro fueron empleadas en Egipto y consistían en piedras ahuecadas rellenas de aceite. Los griegos y romanos fabricaron lámparas de bronce o de arcilla y utilizaban como elemento de combustión aceite de oliva u otros aceites vegetales.

Las primeras velas fueron elaboradas por los fenicios hacia el 400 d.C., empleaban grasa animal para su fabricación. Durante el medievo se incrementó su utilización.

Sin embargo, el diseño de las lámparas continúo avanzando. Con el advenimiento de la industria del petróleo, el kerosén pasó a ser el elemento de combustión más utilizado en las lámparas.

La iluminación a gas llegó en 1795, cuando William Murdock, en Inglaterra, ideó una instalación de luz a gas para una fábrica. Rápidamente este sistema se extendió a las calles; las lámparas a gas no contaban con una mecha como las anteriores.

A finales del siglo XIX y principios del XX se fueron reemplazando las lámparas a gas por las eléctricas. En 1879, el estadounidense Thomas Edison y el inglés Joseph Swan llevaron a cabo independientemente la fabricación de la lámpara eléctrica incandescente (bombilla). Las de Edison tuvieron más éxito. Con el paso del tiempo han aparecido más variedad de lámparas y con un sistema de funcionamiento mejorado.

¿Sabías qué...?
La luz tarda más de cuatro años en llegar a la estrella más cercana.

¿Qué es la luz?

La luz es una onda transversal y electromagnética porque se puede propagar en el vacío. Alcanza una velocidad máxima en el vacío de 3.108 m/s. En cualquier otro medio la velocidad de la luz es inferior. En el agua es de 225.000 Km/s, y en el vidrio de 200.000 Km/s.

La ciencia que estudia las principales formas de producir luz, así como su control y aplicaciones, se denomina luminotecnia.

La mayor fuente de iluminación de nuestro planeta
es el Sol que emite energía en forma de luz. De toda la luz que el Sol irradia, sólo una tercera parte llega a la superficie del planeta debido a que la atmósfera actúa como un filtro.

Fuentes de iluminación

Hay cuerpos que producen y emiten su propia luz. Estos cuerpos reciben el nombre de fuentes luminosas y se los puede clasificar del siguiente modo:

Según el origen:

Fuentes naturales: por ejemplo, el Sol o un relámpago. Fuentes artificiales: por ejemplo, una linterna o una vela.

Según cómo se produce la emisión:

Fuentes incandescentes: Son aquellas que emiten luz y calor al ambiente. Por ejemplo, el filamento de una lamparita.
Fuentes luminiscentes: Son aquellas que emiten luz sin emitir calor al ambiente. Los tipos de fuentes luminiscentes que podemos encontrar son:

Triboluminiscencia: es la luz emitida por fricción. Cuando algunos cristales, como el azúcar, se trituran súbitamente, la fricción les hace emitir luz durante un breve instante.
Bioluminiscencia: se denomina así a la luz emitida por los seres vivos. Por ejemplo, insectos como las luciérnagas poseen compuestos químicos que liberan energía luminosa.
Fosforescencia: es la luz emitida gradualmente luego de su almacenamiento. Hay ciertas pinturas que brillan en la oscuridad, éstas absorben energía luminosa y la liberan lentamente. La energía luminoso se percibe en la oscuridad, un clásico ejemplo son las agujas del reloj.
Fluorescencia: es la rápida emisión de energía luminosa. Los tintes fluorescentes a menudo contienen productos químicos que absorben brevemente la luz ultravioleta y luego la emiten como luz visible.

Bioluminiscencia.

Propagación de la luz

La luz emitida por una fuente luminosa es capaz de llegar hasta otros objetos e iluminarlos. Este recorrido de la luz, desde la fuente luminosa hasta los objetos, se denomina rayo luminoso.
Las características de la propagación de la luz son:

  • La luz se propaga en línea recta. Por eso la luz deja de verse cuando se interpone un cuerpo entre el recorrido de la luz y la fuente luminosa.
  • La luz se propaga en todas las direcciones. Esa es la razón por la cual el Sol ilumina todos los planetas del sistema solar.
  • La luz se propaga a gran velocidad.

Existen dos propiedades de la luz que son comunes a todos los tipos de luz que existen:

  • Reflexión: el rayo luminoso se refleja cuando llega a una superficie reflectante. Por ejemplo: Los espejos son capaces de reflejar la luz que reciben.
  • Refracción: el rayo luminoso cambia de dirección cuando pasa de un medio a otro. Por ejemplo, cuando el rayo de luz pasa del aire al agua.

Color y luz reflejada

El color que poseen los objetos no es una propiedad intrínseca de ellos, sino que se relaciona con la naturaleza de la luz que reciben. Un objeto absorbe gran parte de la luz que lo ilumina y refleja una parte más o menos pequeña.
Al iluminar un objeto con luz blanca, veremos el objeto del color que éste más refleja. Es decir, si en este momento estamos viendo un objeto azul, es porque absorbe todos los colores menos el azul, que lo refleja.

¿Y qué pasa con los objetos blancos? ¿Qué reflejan?
Newton descubrió que al hacer girar rápidamente un disco pintado con diferentes colores, éste se veía blanco. Gracias a la experiencia de Newton se concluyó que el blanco es el producto de la superposición de varios colores, es decir, los objetos blancos reflejan todos los colores y como consecuencia se ven blancos.

¿Qué colores reflejan los objetos negros?
Los objetos negros absorben todos los colores y no reflejan ninguno. Por eso se ven negros.

¿Sabías qué...?
La luz solar puede penetrar el océano a una profundidad de 72 metros.

Instrumentos ópticos

Los instrumentos ópticos sirven para procesar ondas de luz con el objetivo de mejorar una imagen para su visualización. A continuación vamos a ver las características de algunos instrumentos ópticos:

Prismático
Los prismáticos, comúnmente denominados binoculares, largavistas o catalejos, cumplen la función de agrandar los objetos lejanos. A diferencia del telescopio, los prismáticos tienen dos tubos en vez de uno, esto permite estimar mejor las distancias. La ampliación se logra cuando la luz atraviesa cada serie de lentes.

Lupa
Las lupas se conocen también con el nombre de microscopio simple, cuentan con una lente biconvexa (por lo tanto, convergente) de distancia focal pequeña, que se emplea para observar cosas situadas entre el foco y la lente. La imagen que se obtiene es virtual y de mayor tamaño que el objeto.

Las lupas utilizadas en la práctica tienen una distancia focal que va desde 5 mm hasta 5 cm.

Telescopio óptico
Existen dos tipos de telescopios ópticos: los refractores (anteojos astronómicos) y los reflectores. En los primeros los rayos de luz se refractan al atravesar el objetivo y forman una imagen en el plano focal. Esta imagen se mira a través de un ocular, que la amplía y mejora gracias a diversas lentes correctoras.

En los telescopios reflectores del tipo Newton los rayos de luz que penetran en el telescopio e inciden sobre un espejo cóncavo en el que se forma una imagen que se refleja sobre otro espejo auxiliar plano, colocado oblicuamente. La imagen formada sobre este segundo espejo se observa con una lente (ocular) que la amplía y mejora.

Microscopio óptico
El máximo de aumento que se puede conseguir con los microscopios ópticos es de 2.000 aumentos. Funciona cuando la luz procedente del objeto iluminado penetra en el objetivo. Éste actúa como una lupa, dando una imagen muy ampliada del objeto. La imagen se puede examinar a través del ocular, que de nuevo la amplía. El aumento final conseguido es el producto de los aumentos del objetivo por los del ocular.

Microscopio electrónico
Los microscopios electrónicos poseen una capacidad de hasta un millón de aumentos, incluso se ha logrado ver átomos individuales. Las imágenes logradas con este tipo de microscopios son en blanco y negro; generalmente son coloreadas posteriormente para contrastar mejor los detalles.

Este tipo de microscopios no cuenta con lentes de cristal, sino con electroimanes que dirigen un haz de electrones por una cavidad en la que se ha hecho el vacío. Los electrones inciden sobre una muestra cuya superficie se ha metalizado previamente.

Cámara fotográfica analógica
Las cámaras fotográficas emplean un sistema óptico para la representación de objetos exteriores sobre una placa o una película fotográfica. Básicamente las cámaras son una caja negra que cuentan con un agujero (diafragma) por el que entra la luz reflejada del objeto o paisaje que deseamos fotografiar. Luego, por medio de un proceso químico casi instantáneo, la imagen queda plasmada en el negativo o película. Los haluros de plata del negativo reaccionan a la luz formando diminutos puntitos. Las zonas que reciben más luz aparecen más oscuras pues se ha formado un mayor número de cristales, mientras que las más blancas son las menos impresionadas.

Este proceso da como resultado una imagen negativa, es decir, con los colores invertidos. Debe ser positivada mediante el revelado para obtener la copia final con los colores originales.

Cámara fotográfica digital
Las cámaras digitales en lugar de tener una película, cuentan con un sensor CCD (Changed Couple Device o dispositivo de transparencia de carga). Este censor es un chip sensible a la luz, electrónico y con una superficie fotosensible que
reacciona a la luz. Las imágenes capturadas se guardan en formato digital en un dispositivo de almacenamiento, normalmente una tarjeta de memoria que se conecta posteriormente al ordenador.

Características de las estrellas

Básicamente, las estrellas son grandes bolas de gas en explosión, principalmente hidrógeno y helio. Nuestra estrella más cercana, el Sol, está tan caliente que la enorme cantidad de hidrógeno experimenta una reacción nuclear constante en toda la estrella, como en una bomba de hidrógeno.

¿Qué son las estrellas?

Las estrellas son astros gaseosos e incandescentes (por ejemplo, el Sol) y aparecen como simples puntos de luz a causa de la enorme distancia a que se encuentran. En una noche sin luna se pueden observar a simple vista entre 2.500 y 3.000 estrellas en cada hemisferio. El catálogo estelar o mapa celeste más antiguo conocido es el confeccionado por Claudio Tolomeo (hacia el 150 d. C.), basado probablemente en el de Hiparco (130 a. C.). Tolomeo catalogó 1.022 estrellas y las subdividió en seis clases de magnitudes: desde las más brillantes, Sirio y Vega, que definen la primera magnitud, hasta llegar a las más débiles, que corresponden a la sexta magnitud. El término galaxia designa los sistemas independientes de estrellas que se hallan situados fuera del nuestro, la denominada Vía Láctea. Contienen entre 3.000 millones y un billón de estrellas, además de una gran cantidad de polvo y gas interestelar.

¿Sabías qué...?
Con un pequeño telescopio se pueden ver unas 300.000 estrellas; con uno de tamaño mediano hasta 250 millones, y más de 3.000 millones con los más perfeccionados.

Las estrellas constituyen uno de los principales tipos de cuerpos que pueblan el universo. Una estrella es una bola caliente de gas que brilla como consecuencia de las reacciones de fusión nuclear que se producen en su núcleo. Al igual que los demás cuerpos celestes, están compuestas en su mayor parte por hidrógeno, el más simple y ligero de los elementos.

Resto de la supernova conocida como Casiopea.

Características de las estrellas

Además del brillo, las características físicas más importantes de una estrella son el color, el diámetro y la masa.

El color

A mediados del siglo pasado se clasificaban las estrellas por su color, se creía que éste dependía de la temperatura superficial, del mismo modo que una barra de hierro calentada hasta la incandescencia se vuelve primero roja, luego anaranjada, más tarde amarilla y finalmente blanca, a medida que la temperatura aumenta. En la actualidad está correctamente establecida la relación entre la temperatura y el color.

El espectro del Sol y las estrellas forma un continuo surco de rayas oscuras, a veces brillantes, a partir de las cuales es posible identificar los elementos químicos presentes y el porcentaje de los mismos. De tales rayas es posible obtener también la temperatura y características físicas como la presión o los campos magnéticos y eléctricos.

Por tanto, es evidente que debe existir también una relación entre el color y las características del espectro lineal, siendo ambos esencialmente dependientes de la temperatura.

El diámetro y la masa

Determinar el diámetro de las estrellas es también un gran problema ya que los mayores telescopios muestran sólo puntos y no discos. En 1930, Albert Michelson (1852-1931), mediante el uso de interferómetros (aparatos para realizar mediciones muy precisas basadas en los fenómenos de interferencia de la luz que incide sobre ellos), logró medir el diámetro de algunas estrellas supergigantes relativamente cercanas, como Antares y Betelgeuse; resultaron tener, respectivamente, unos diámetros 400 y 300 veces mayores que el del Sol.

Existen estrellas con diámetros centenares de veces mayores que el del Sol y otras con diámetros casi iguales al de éste. Puede afirmarse que los diámetros estelares varían desde 10.000 kilómetros a 1.000 millones de kilómetros, pero la mayoría de las estrellas de la secuencia principal tienen diámetros comprendidos entre 0,5 (enanas rojas) y 10 veces el diámetro del Sol.

La estrella Beta Pictoris, segunda en importancia de la constelación del Pintor, está a 50 años luz de la Tierra. Como puede apreciarse en la imagen, la rodea un disco de materia que se extiende hasta 60 billones de km.

Para calcular las masas de las estrellas, Arthur Stanley Eddington (1882-1944), en 1924, halló de manera teórica la existencia de una relación entre masa y luminosidad (las estrellas de masa mayor son también las más luminosas), relación que había sido ya demostrada empíricamente a partir de las pocas estrellas cuyas masa y luminosidad se conocían.

Las variaciones de las distintas masas son bastante más reducidas que las de los volúmenes, pasando de unas 0,2 a 50 veces la masa solar. Por consiguiente, la densidad media de las estrellas gigantes rojas resulta del orden de 0,0001 g/cm3, y la de las enanas blancas es de 105 g/cm3. Véanse algunos ejemplos: el Sol, que es una estrella, tiene una densidad poco mayor que la del agua, o sea 1,41 g/cm3; Antares, una estrella supergigante roja, una millonésima parte de la densidad del agua; una estrella enana blanca, como la compañera de Sirio, llamada Sirio B, con la misma masa que el Sol y un diámetro sólo cuatro veces el de nuestro planeta, la Tierra, tiene una densidad de 1.000 000 veces la del agua. Con tan enorme densidad, el gas que constituye la enana blanca se encuentra en un estado degenerado.

S. Eddington

Astrónomo y físico británico (1882-1944). Desarrolló métodos para la determinación de la masa, la temperatura y la constitución interna de las estrellas.