Física - Magnitudes física

densidad relativa es una comparación de la densidad de una sustancia con la densidad de otra que se toma como referencia. Ambas densidades se expresan en las mismas unidades y en iguales condiciones de temperatura y presión. La densidad relativa es adimensional (sin unidades), ya que queda definida como el cociente de dos densidades.

A veces se le llama densidad específica (del inglés specific density) especialmente en los países con fuerte influencia anglosajona. Tal denominación es incorrecta, por cuanto que en ciencia el término "específico" significa por unidad de masa. De todas maneras es importante indicar que el término "Densidad específica" ya ha sido aceptado por múltiples autores de libros, aunque si se toma textualmente según lo indicado por la Real Academia Española, esto sería un error.

Definición[editar]

La densidad relativa está definida como el cociente entre la densidad que primordialmente es de una sustancia y la de otra sustancia tomada como referencia, resultando:

${\displaystyle \rho _{r}={\frac {\rho }{\rho _{0}}}}$

donde ${\displaystyle \rho _{r}}$ es la densidad relativa, ${\displaystyle \rho }$ es la densidad absoluta y ${\displaystyle \rho _{0}}$ es la densidad de referencia.

• Para los líquidos y los sólidos, la densidad de referencia habitual es la del agua líquida a la presión de 1 atm y la temperatura de 4 °C. En esas condiciones, la densidad absoluta del agua es de 1000 kg/m³

• Para los gases, la densidad de referencia habitual es la del aire a la presión de 1 atm y la temperatura de 0 °C.

También se puede calcular o medir la densidad relativa como el cociente entre los pesos o masas de idénticos volúmenes de la sustancia problema y de la sustancia de referencia:

${\displaystyle \rho _{r}={\frac {{m_{s}}/{V}}{{m_{0}}/{V}}}={\frac {m_{s}}{m_{0}}}}$

La densidad se define como la masa por unidad de volumen.  Se obtiene dividiendo la masa de una muestra entre su volumen.

Las unidades más utilizadas son g/cm3,  g/ml y también g/l.  Dado que cada sustancia tiene una densidad única, se puede emplear este dato para identificar sustancias.

La densidad relativa relaciona la densidad de la sustancia con la del agua, ambas a la misma temperatura.

Hasta los 25ºC podemos tomar como densidad del agua 1g/ml.  Por tanto, a temperatura ambiente la densidad de una sustancia coincide con su densidad relativa.  A temperaturas más elevadas la densidad del agua discrepa de 1g/ml y dejan de coincidir ambas magnitudes.

densidad óptica es una magnitud física que mide la absorción de un elemento óptico por unidad de distancia, para una longitud de onda dada:

${\displaystyle DO_{\lambda }={A_{\lambda } \over l}=-{1 \over l}\log _{10}T={1 \over l}\log _{10}\left({I_{0} \over I}\right)}$

Donde:

${\displaystyle l}$ = la distancia que la luz viaja por una muestra (i.e., el grosor de la muestra), medido en cm

${\displaystyle A_{\lambda }}$ = la absorción a longitud de onda λ

${\displaystyle T}$ = la transmitancia por unidad

${\displaystyle I_{0}}$ = Intensidad del rayo de luz incidente

${\displaystyle I}$ = intensidad del rayo de luz transmitido

Cuanto más alta es la densidad óptica, más baja es la transmitancia.












La densitometría es una técnica por la que se puede determinar la densidad de una sustancia, de un cuerpo o incluso de partes del cuerpo humano, como ocurre en la densitometría ósea. El procedimiento más habitual se basa en la proporción de luz que deja pasar y retiene una determinada masa. En la técnica de biología molecularllamada Western blot, la densitometría se utiliza para cuantificar la cantidad de proteína que se encuentra en una determinada banda. Para este caso en particular existen algunos programas de cómputo que pueden realizar la tarea, sobre todo el Scion Image y el Image J.

desplazamiento (o volumen desalojado) cuando un objeto se sumerge en un fluido, desplazándolo al ocupar su lugar. El volumen del fluido desplazado puede ser medido y, a partir de esto, se puede deducir el volumen del cuerpo sumergido (que debe ser exactamente igual al volumen del fluido desalojado),

Un objeto que se sumerge desplaza un volumen de líquido igual al volumen del objeto. Por el Principio de Arquímedes se sabe que la masa del objeto se obtiene multiplicado su volumen por la densidad del fluido. Si la densidad del objeto es menor que la del líquido desplazado, el objeto flota; si es mayor, se hunde. En el caso de un objeto que flota, el peso de fluido desplazado será igual al peso del objeto.

Aplicaciones del desplazamiento[editar]

El desplazamiento se puede utilizar para medir el volumen de un objeto sólido, incluso si su forma no es regular. Existen varios métodos para realizar estas medidas. En un caso se registra el aumento del nivel de agua cuando se sumerge el objeto en el agua. En un segundo método, el objeto se sumerge en un recipiente completamente lleno de agua, causando que se derrame. Entonces, se recoge el agua derramada y se mide su volumen.

Diagrama de Onda Estacionaria

Es la representación del módulo del fasor del voltaje a lo largo de toda la línea de transmisión. Cuando hay adaptación de impedancias, el DOE es una constante.

Ecuaciones[editar]

${\displaystyle {\tilde {V}}(z)=V^{+}(z)+V^{-}(z)=V^{+}(z)[1+\rho (z)]={\tilde {V}}^{+}(0){\rm {e}}^{-j\beta _{0}z}[1+\rho (0){\rm {e}}^{2j\beta _{0}z}]}$

${\displaystyle |{\tilde {V}}(z)|=|V^{+}(0)|[(1+\rho (0){\rm {e}}^{2j\beta _{0}z})(1+\rho ^{*}(0){\rm {e}}^{2j\beta _{0}z})]^{1/2}}$

${\displaystyle {\frac {|{\tilde {V}}(z)|}{|{\tilde {V}}^{+}(0)|}}={\sqrt[{}]{1+|\rho (0)|^{2}+|\rho (0)|2cos(2\beta _{0}z+\phi )}}}$

Máximos y mínimos del Diagrama de onda estacionaria (DOE)[editar]

El interior del coseno de la fórmula anterior nos da el período del DOE. Sabemos que habrá un máximo cuando esta cantidad sea igual a un número par de veces π. Así mismo, habrá un mínimo cuando sea igual a un número impar de veces π.

Máximos del DOE:

${\displaystyle 2\beta _{0}z+\phi =2k\pi \,}$

Mínimos del DOE:

${\displaystyle 2\beta _{0}z+\phi =(2k+1)\pi \,}$

Coeficiente de onda estacionaria[editar]

La razón del valor máximo/mínimo del diagrama de onda estacionaria se denomina coeficiente de onda estacionaria y viene dada por

${\displaystyle S={\frac {{\tilde {V}}(z)_{max}}{{\tilde {V}}(z)_{min}}}={\frac {1+|\rho (0)|}{1-|\rho (0)|}}\,}$

cuyo valor está comprendido entre 1 (no existe onda reflejada) e infinito (onda estacionaria pura). Sólo se calculará en líneas de transmisión sin pérdidas; en líneas de transmisión con pérdidas no tiene sentido definir el parámetro S, pues los máximos y mínimos no son constantes.

Periodicidad del coseno[editar]

${\displaystyle 2\beta _{0}(z+l_{0})=2\beta _{0}z\,}$

${\displaystyle 2\beta _{0}l_{0}=2\pi \,}$

${\displaystyle \rightarrow l_{0}={\frac {\pi }{\beta _{0}}}={\frac {\pi }{2\pi }}\lambda ={\frac {\lambda }{2}}}$

Cálculo de impedancias[editar]

El primer mínimo de campo ocurre en ${\displaystyle 2\beta _{0}z_{min}+\phi =\pi \,}$.

Como consecuencia el ángulo de fase ${\displaystyle \phi }$ puede determinarse, supuesta conocida ${\displaystyle \beta _{0}}$ evaluando experimentalmente ${\displaystyle z_{min}}$ (mediante la detección con un dispositivo adecuado, del primer mínimo de campo). En caso de que ${\displaystyle \beta _{0}}$ no sea conocida, se calcula mediante la distancia entre dos mínimos consecutivos. El valor de ${\displaystyle |\rho (0)|}$ se puede hallar de la relación entre el valor máximo y mínimo del campo.

${\displaystyle S={\frac {{\tilde {V}}(z)_{max}}{{\tilde {V}}(z)_{min}}}={\frac {1+|\rho (0)|}{1-|\rho (0)|}}\,}$

Diagrama[editar]

Diagrama de Onda Estacionaria