“APLICACIÓN DEL ELECTROMAGNETISMO Y ÓPTICA EN: MEDICINA Y MICROSCOPÍA.”
Electromagnetismo y óptica en medicina




EQUIPO “CIELO ABIERTO”




González González Brenda Yadira




Solís Camacho Ricardo












































Contenido




INTRODUCCION..




La óptica, la electricidad y el magnetismo.




PROPOSITO..




HIPOTESIS..




OPTICA..




Óptica física..




Óptica geométrica..




La óptica y sus áreas de aplicación..




Electromagnetismo..




El padre del Electromagnetismo: James Clerk Maxwell.




ONDA ELECTROMAGNETICA..


EXPERIMENTOS DE ELECTROMAGNETISMO..


Campos Electromagnéticos y Regeneración.. 




¿Que es la Magnetoterapia?.




EL BIOMAGNETISMO.




EFECTOS DE LOS CAMPOS MAGNÉTICOS EN LOS SISTEMAS VIVOS.


LA OPTICA Y MICROSCOPIOS..




MAGNETISMO E IMANES PERMANENTES..


Naturaleza de la luz..




Ley de la iluminación..




Polarización de la luz..




CONCLUCIONES..




BIBLIOGRAFÍA..




ANEXO..


IMÁGENES..




ESQUEMAS..




















INTRODUCCION


En la asignatura de Electromagnetismo y Óptica se pretende sentar las bases de los fundamentos físicos de la radiación electromagnética, su interacción con la materia, haciendo especial énfasis en la parte visible del espectro electromagnético, y sus aplicaciones más elementales, tanto en circuitos electrónicos como en sistemas ópticos, puesto que son la base de muchos de los instrumentos y técnicas que un físico médico.
La óptica, la electricidad y el magnetismo.


En la antigüedad la humanidad se preguntaba por qué pasaban tales fenómenos, como la lluvia, los relámpagos, la estática, los reflejos en el agua, la refracción de la luz, etc. Y sin tener explicación recurrían a la religión ó misticismos para explicarlo, como en la mitología griega, egipcia, etc., lo que nos llevan a demasiados paradigmas en la sociedad que cambian drásticamente al hallar la explicación, que no son muy bien aceptadas por diferentes ideologías o formas de pensar, como lo es la física cuántica, ¿por qué hablar de la física cuántica?, la ciencia de lo muy pequeño, en electromagnetismo explica los fenómenos ocurridos dentro del átomo., lo que aporta desarrollos en transistores que son dispositivos semiconductores que activan o desactivan según las condiciones de polaridad del voltaje, ó los circuitos integrados y microprocesadores que son circuitos ya encapsulados y creados a nivel microscópico para ahorrar tiempo y espacio en la fabricación de algún equipo electrónico. Como lo explican varios científicos, ya que estas partículas no son lo suficientemente grandes para reflejar luz, entonces no la podemos ver, lo cual era rechazado por el determinismo, ya que no se puede determinar su velocidad y posición con exactitud de las partículas y dejando así al azar explicar su movimiento. En sí todo está relacionado, el magnetismo la electricidad, la óptica el electromagnetismo.
PROPOSITO
Poder comprender qué relación hay en la óptica y el magnetismo y la forma que se emplean en medicina, tal para poder aclarar las dudas por las cuales iniciamos esta recopilación de información acerca de estos temas.
HIPOTESIS


El electromagnetismo y la óptica son aplicadas en la medicina y en muchas otras áreas, las ondas electromagnéticas tienen relación con las imágenes ópticas creadas y esto ocasiona a veces conflictos a la salud por ello se ocupa la medicina.
OPTICA


Es una rama muy antigua de la ciencia, ya que empezó desde que el ser humano despertó curiosidad e interés por todo lo que observaba a su alrededor
la óptica es el estudio de la luz, como es emitida por los cuerpos luminosos, considerando los mecanismos atómicos y moleculares que originan la luz, su propagación y los fenómenos relacionados con la luz.
Que es la luz no se tiene una respuesta clara, pero se puede afirmar que es una radiación que produce una sensación visual, científicamente sabemos que la luz es una onda electromagnética idéntica a una onda de radio, con la única diferencia de que su frecuencia es mucho mayor y su longitud más corta.
De manera más amplia, la óptica es el estudio de las imágenes en general, esta desempeña un papel fundamental en el desarrollo
Del conocimiento científico y tecnológico
se tienen registros de la fabricación de espejos y lentes desde épocas muy tempranas tales fueron en Egipto, Grecia y china, siendo la más famosa, el libro de platón, "La Republica", donde se menciona por primera vez de la refracción de la luz,
en la edad media fue cuando progreso de manera muy lenta, el árabe conocido como Alhazen, quien hizo el primer estudio realmente científico acerca de la refracción. El único inconveniente era, que no había un buen vidrio para fabricar buenas lentes. Constantinopla era el único lugar donde se fabricaban de muy alta calidad, pero al ser saqueada por Venecia los secretos de este trabajo fueron revelados.
Ahora lo que faltaba era un lugar para montarlos y así mejorar la visión.




Se divide en dos clases:
Óptica física




Esta rama de la óptica se ocupa de aspectos del comportamiento de la luz tales como su emisión, composición o absorción, así como de la polarización, la interferencia y la difracción.
Óptica geométrica




Nace a partir del siglo IV a.c Snell (o Descartes según otras fuentes) de la reflexión y la refracción. A partir de ellas, basta hacer geometría con los rayos luminosos para la obtención de las fórmulas que corresponden a los espejos, dioptrio y lentes (o sus combinaciones), obteniendo así las leyes que gobiernan los instrumentos ópticos a que estamos acostumbrados.


La óptica y sus áreas de aplicación




La óptica puede clasificarse en dos grupos
Óptica básica: encargada de estudiar los fenómenos fundamentales
La fotonica se refiere a estudios más complejos: láseres, amplificadoras, fibras ópticas, electro-óptica, óptica cuántica, estadística, etc.
existen 4 áreas de aplicación: Instrumentación óptica: estudio y diseño de elementos, y sistemas ópticos que se utilizan para colectar imágenes (lentes, espejos, microscopios, etc.
Comunicaciones ópticas: se utiliza la luz como portadora de información, usando sistemas ópticos para el intercambio de señales. (fibras ópticas, detectores, láseres, entre otros) un empleo actual muy importante es internet
Metrología óptica: monitoreo de parámetros físicos, utilizando la luz, sin tener contacto físico, relacionándose la polarización, interferencia, emisión y detección de luz, etc.
y por ultimo: Óptica de frontera: investiga fenómenos relacionados con la radiación luminosa, transmisión y detección rápida de información, nuevos materiales ópticos, etc. (coherencia, óptica cuántica, fibras botánicas, óptica no lineal, etc.) es empleado para mejorar la solución de algunos problemas ya existentes y para solucionar algunos otros que habían sido considerados con anterioridad.
Electromagnetismo


La naturaleza de las ondas electromagnéticas consiste en la propiedad que tiene el campo eléctrico y magnético de generarse mutuamente cuando cambian en el tiempo.
Las ondas electromagnéticas viajan en el vacío a la velocidad de la luz y transportan energía a través del espacio. La cantidad de energía transportada por una onda electromagnética depende de su frecuencia (o longitud de onda): entre mayor su frecuencia mayor es la energía:
W = h f, donde W es la energía, h es una constante (la constante de Plank) y f es la frecuencia.
El plano de oscilación del campo eléctrico (rayas rojas en el diagrama superior) define la dirección de polarización de la onda. Se dice que una fuente de luz produce luz polarizada cuando la radiación emitida viene con el campo eléctrico alineado preferencialmente en una dirección.
Ejemplos de ondas electromagnéticas son:
• Las señales de radio y televisión
• Ondas de radio provenientes de la Galaxia
• Microondas generadas en los hornos microondas
• Radiación Infrarroja proveniente de cuerpos a temperatura ambiente
• La luz
• La radiación Ultravioleta proveniente del Sol, de la cual la crema anti solar nos protege la piel
• Los Rayos X usados para tomar radiografías del cuerpo humano
• La radiación Gama producida por núcleos radioactivos
La única distinción entre las ondas de los ejemplos citados anteriormente es que tienen frecuencias distintas (y por lo tanto la energía que transportan es diferente)
El electromagnetismo, estudia los fenómenos eléctricos y magnéticos que se unen en una sola teoría aportada por Faraday, que se resumen en cuatro ecuaciones vectoriales que relacionan campos eléctricos y magnéticos conocidas como las ecuaciones de Maxwell. Gracias a la invención de la pila de limón, se pudieron efectuar los estudios de los efectos magnéticos que se originan por el paso de corriente eléctrica a través de un conductor.
El Electromagnetismo, de esta manera es la parte de la Física que estudia los campos electromagnéticos y los campos eléctricos, sus interacciones con la materia y, en general, la electricidad y el magnetismo y las partículas subatómicas que generan flujo de carga eléctrica.


El padre del Electromagnetismo: James Clerk Maxwell
Físico teórico escocés Es descendiente de una antigua familia escocesa, en 1850, ingresó a la universidad de Cambridge como alumno privado de William Hopkins, el instructor matemático más hábil de su tiempo. En 1856 fue nombrado en la cátedra de filosofía natural en Marichal College en Aberdeen, donde combinó sus clases con investigaciones sobre la electricidad.


Estudió las propiedades de los gases desde un punto de vista matemático y desarrolló la teoría cinética de los gases, al mismo tiempo que el físico Ludwig Boltzmann, pero trabajando por separado. Su teoría se trata de los gases como si fueran grandes conjuntos de moléculas en incesante y desordenado movimiento, chocando entre ellas y las paredes del recipiente que las contiene.
La temperatura del gas se relaciona con el grado de agitación y su presión se atribuye al continuo bombardeo de las paredes del recipiente. El calor podría interpretarse entonces como movimientos producidos al azar; ya sea moviéndose en el espacio, vibrando o girando, efectuados por los átomos y las moléculas.
A partir de esas relaciones encontradas por Faraday entre la luz, el magnetismo y la electricidad, y de su hallazgo de los campos magnéticos, Maxwell formuló 4 ecuaciones que describían todo el comportamiento de la electricidad y el magnetismo. Probó entonces que ambos fenómenos eran parte de una sola interacción electromagnética.
ONDA ELECTROMAGNETICA
"Forma de propagarse a través del espacio los campos eléctricos y magnéticos producidos por las cargas eléctricas en movimiento. Para las ondas comprendidas entre diferentes intervalos de frecuencia se emplean denominaciones especiales, como ondas radioeléctricas, microondas, ondas luminosas, rayos X, rayos gamma, etc."
EXPERIMENTOS DE ELECTROMAGNETISMO


Campos Electromagnéticos y Regeneración
Experimentalmente se ha probado que los parámetros de los campos electromagnéticos pulsados de baja frecuencia (PEMF) por sus siglas en inglés, incluyendo la forma de la onda, frecuencia, índice de repetición e intensidad, tanto de los campos magnéticos como de los eléctricos inducidos, afectan la eficacia de la estimulación. Por otro lado, estudios reportados concernientes sobre los efectos de los campos electromagnéticos a nivel celular describen que un campo magnético no produce efectos letales ni en el crecimiento celular y que además los cultivos celulares se desarrollan bajo condiciones normales de crecimiento sin importar la densidad magnética.
Si bien todos los estudios anteriormente mencionados son de invaluable contribución para dilucidar el efecto de los campos electromagnéticos sobre las células óseas, no obstante es necesario comentar que todos los estudios coinciden en destacar que los mecanismos físicos subyacentes a la interacción entre los PEMF y los sistemas biológicos aún no es claro, por ello es importante continuar el estudio que permita obtener argumentos sobre los procesos moleculares y biofísicos involucrados.
Hasta ahora la influencia de éstos campos en la actividad del ciclo celular se han asociados con los mecanismos de señalización de la membrana plasmática. Lo que se sabe hasta el momento es que el efecto estimulante se asocia más con un aumento en la diferenciación celular, pero no con el incremento con el número de células. Por consiguiente, estudios sistemáticos de los parámetros de estimulación magnética son requeridos, incluyendo la modalidad, tiempo de exposición, frecuencia e intensidad del estímulo. Es importante realizar más estudios de los efectos de la estimulación magnética en diferentes tipos de células óseas durante diferentes etapas de crecimiento para definir si la formación del tejido óseo se asocia con un incremento en el número de células y/o con un aumento en la diferenciación celular.
¿Que es la Magnetoterapia?


Se puede decir que los resultados más fáciles de checar en este tipo de Magnetoterapia son cuando se puede desaparecer un dolor muscular o un dolor de cabeza a pocos instantes de usar un imán. De igual forma, los resultados más impresionantes se presentan cuando bajan o desaparecen los tumores en el cuerpo, cuando rápidamente sueldan las fracturas en mujeres de edad avanzada o cuando se “borran” los moretones producidos por un golpe. Pero, ¿qué es la Magnetoterapia?
La Magnetoterapia o Terapia con campos magnéticos es, el tratamiento de enfermedades mediante el uso de campos magnéticos. Estos campos magnéticos pueden ser producidos por imanes permanentes o electroimanes, los cuales pueden tener un campo magnético variable. El término magnetos e imanes se usa de forma indistinta.
EL BIOMAGNETISMO.


EFECTOS DE LOS CAMPOS MAGNÉTICOS EN LOS SISTEMAS VIVOS.




Entre quienes emplean los campos magnéticos para curar, a veces existe confusión sobre los conceptos de Biomagnetismo y Magnetoterapia.


El Biomagnetismo es una de las ramas de la Biofísica, que estudia los efectos del magnetismo en los organismos vivos. La energía magnética es fundamental para la vida.


Se ha observado que las personas que sistemáticamente se someten a tratamientos con magnetos tienden a rejuvenecer. Uno de los síntomas es la reactivación de la melanina del pelo y consecuentemente la recuperación de su color.
Los resultados de muchos trabajos de investigación demuestran que el metabolismo y el potencial de hidrógeno (pH) de los seres vivos son afectados por los campos magnéticos.
El campo magnético de la Tierra que está afectando permanentemente a todos los humanos, se modifica localmente con frecuencia, debido a las explosiones solares, el movimiento de la Luna y las tormentas eléctricas.
Los campos magnéticos internos del organismo también se alteran por intoxicaciones, infecciones, traumatismos, tensiones, calidad y cantidad inadecuados de alimentos y componentes del aire, etc.
Todo esto tiende a modificar el comportamiento del cuerpo humano, el cuál gracias a su función homeostática o de autocontrol reacciona para restablecer y conservar el estado de balance dinámico entre la mente, masa anatómica, composición, metabolismo, funciones y energía, pero cuando se rebasan ciertos límites, la homeostasis no es capaz de restablecer el equilibrio y entonces, se presenta la enfermedad.
La Magnetoterapia forma parte del Biomagnetismo y está orientada a la prevención y curación de las enfermedades de los seres vivos, ya sea que éstas sean originadas por la alteración del equilibrio de la energía interna del organismo o por otras causas.
LA OPTICA Y MICROSCOPIOS
En los estudios de Medicina la Histología es una asignatura básica de las ciencias morfológicas y dada su importancia está ubicada en el primer año de la carrera en la mayoría de las universidades, para sentar las bases del conocimiento médico. La Histología se ocupa del estudio de las células y tejidos normales, lo que permite la comprensión de los procesos fisiológicos y patológicos que se desarrollan en el cuerpo humano.


El microscopio es el instrumento insigne en el estudio histológico y uno de los principales objetivos de la Histología es permitirle al estudiante la comprensión de la estructura microscópica de las células, tejidos y órganos, al mismo tiempo que se relaciona la morfología con la función. Los numerosos descubrimientos han hecho posible que el ser humano logre ver .Más allá de sus capacidades, observando tanto aquellos objetos que están muy lejanos, como también los que por su reducido tamaño, se escapan a la capacidad del ojo humano para formar una imagen de los mismos. Los hallazgos en el campo de la física y sobretodo en una de sus ramas, la óptica, que estudia la naturaleza de la luz, sus características y sus manifestaciones, han permitido comprender el comportamiento de la misma, su interacción con la materia y notablemente su rol en la formación de las imágenes. El funcionamiento de muchos microscopios ha sido interpretado de una manera más efectiva al entender el proceso de la visión y la formación de las imágenes, estableciendo diferencias entre lo que es el objeto que se observa y la imagen que se forma a partir de él cuándo éste es iluminado. El fundamento de la microscopía es efectivamente la formación de imágenes a partir de un espécimen.
MAGNETISMO E IMANES PERMANENTES




Se dice que a partir del siglo VI a. C. ya mucha de las personas la conocía como el óxido ferroso-férrico, al que los antiguos llamaron magnetita, poseía la propiedad de atraer partículas de hierro. Hoy en día la magnetita se conoce como imán natural y a la propiedad que tiene de atraer los metales se le denomina “magnetismo”.


Los chinos fueron los primeros en descubrir que cuando se le permitía a un trozo de magnetita girar libremente, hasta mucho tiempo después esa característica no se aprovechó como medio de orientación. Los primeros que le dieron uso práctico a la magnetita en función de brújula para orientarse durante la navegación fueron los árabes.


El Polo Norte geográfico es el punto donde coinciden todos los meridianos que dividen la Tierra, al igual que ocurre con el Polo Sur.
Naturaleza de la luz                                                                                                                                                                                    La energía radiante tiene una naturaleza dual, y obedece a leyes que pueden explicarse a partir de una corriente de partículas o paquetes de energía, los llamados fotones, o a partir de un tren de ondas transversales (Movimiento ondulatorio). El concepto de fotón se emplea para explicar las interacciones de la luz con la materia que producen un cambio en la forma de energía, como ocurre con el efecto fotoeléctrico o la luminiscencia. El concepto de onda suele emplearse para explicar la propagación de la luz y algunos de los fenómenos de formación de imágenes. En las ondas de luz, como en todas las ondas electromagnéticas, existen campos eléctricos y magnéticos en cada punto del espacio, que fluctúan con rapidez. Como estos campos tienen, además de una magnitud, una dirección determinada, son cantidades vectoriales. Los campos eléctrico y magnético son perpendiculares entre sí y también perpendiculares a la dirección de propagación de la onda. La onda luminosa más sencilla es una onda senoidal pura, llamada así porque una gráfica de la intensidad del campo eléctrico o magnético trazada en cualquier momento a lo largo de la dirección de propagación sería la gráfica de un seno.
Ley de la iluminación
Iluminación: cantidad de luz que reciben las superficies de los cuerpos. Unidad: lux (lx) que es la iluminación producida por una bujía decimal sobre una superficie de 1m2, a 1m de distancia. Ley de la iluminación: La iluminación que recibe una superficie es directamente proporcional al cuadrado de la distancia que existe entre la fuente y la superficie E = I/d2; donde E= iluminación (lx) I= intensidad de la fuente luminosa (cd)} d= distancia entre la fuente luminosa y la superficie. Esta ley está muy interesante ya q jamás sabrás cuanta luz hay exactamente.
Luz: Tipo de onda electromagnética No requiere medio para transmitirse Pequeño rango del espectro (400nm-700nm) Vel. De propagación: 3x108 m/s (en el vacío) Cuerpos opacos impiden paso de la luz (crean sombras) Cuerpos transparentes permiten paso de luz y visibilidad total Translúcidos difunden la luz (objetos no se ven claramente a través de ellos).
Reflexión de la luz Se da cuando el rayo de luz no pasa a otra superficie, sino que regresa al medio original Reflexión especular: Se da cuando la superficie es lisa (espejo, agua) n Rayo incidente (i) i r Rayo reflejado (r) θ1 θ 2 Normal (n) Reflexión difusa: si la superficie no es lisa Leyes de reflexión Rayo incidente, normal y rayo reflejado están en el mismo plano. Ángulo de incidencia θ1 = ángulo de reflexión θ2.
Polarización de la luz
Los átomos de una fuente de luz ordinaria emiten pulsos de radiación de duración muy corta. Cada pulso procedente de un único átomo es un tren de ondas prácticamente monocromático (con una única longitud de onda). El vector eléctrico correspondiente a esa onda no gira en torno a la dirección de propagación de la onda, sino que mantiene el mismo ángulo, o acimut, respecto a dicha dirección. El ángulo inicial puede tener cualquier valor. Cuando hay un número elevado de átomos emitiendo luz, los ángulos están distribuidos de forma aleatoria, las propiedades del haz de luz son las mismas en todas direcciones, y se dice que la luz no está polarizada. Si los vectores eléctricos de todas las ondas tienen el mismo ángulo acimutal (lo que significa que todas las ondas transversales están en el mismo plano), se dice que la luz está polarizada en un plano, o polarizada linealmente.




Cualquier onda electromagnética puede considerarse como la suma de dos conjuntos de ondas: uno en el que el vector eléctrico vibra formando ángulo recto con el plano de incidencia y otro en el que vibra de forma paralela a dicho plano.


CONCLUCIONES


CON ESTA INFORMACION PODEMOS ENTENDER QUE LA OPTICA EL MAGNETISMO TIENEN UNA RELACION Y UN RAZON AL IGUAL QUE UNA CAUSA Y EFECTO EN NUESTR SALUD.


BIBLIOGRAFÍA








http://electromagnetismo.idoneos.com/index.php/Maxwell. (s.f.).




http://genesis.uag.mx/edmedia/material/fisicaII/electromagnetismo.cfm. (s.f.).




http://www.asifunciona.com/electrotecnia/ke_electromag/ke_electromag_1.htm QUÉ ES EL ELECTROMAGNETISMO www.asifunciona.com. (s.f.).






































ANEXO




http://www.youtube.com/watch?v=iLusqZvtUDo
http://www.youtube.com/watch?v=d_9XaVUSzCY




http://www.youtube.com/watch?v=Z5t-fYfBpFA




http://www.youtube.com/watch?v=Dbo8ovHRZFU




























ESQUEMAS
http://bibliotecadigital.ilce.edu.mx/sites/ciencia/volumen2/ciencia3/057/htm/sec_5.htm




http://issuu.com/acv57/docs/esquemas_estudiar




http://www.plusformacion.com/Recursos/r/modelo-conceptual-del-Electromagnetismo-estudiantes

             

       

                  

gonzalez gonzalez brenda yadira
solis cmacho ricardo