Díodos LED (Light Emitter Diodes)

Díodos LED (Light Emitter Diodes)

(8:21, 14 febrero 2015, última actualización de este post)

Los díodos LED, se llaman así por la formación de la palabra LED, que viene de Light Emitter Diode, y quiere decir, díodo emisor de luz (si fuese en español sería DEL).

Explicar este tipo (y otros) de componentes a la gran mayoría de la población, de manera que se entienda, no sólo es complicado, sino que además sería económicamente muy poco rentable, y eso es la mayor parte del problema.

De todos modos, os voy a poner unos recortes de la wikipedia española, esta vez tal cual aparecen, sin dibujos, ni textos, y los voy a comentar en texto, o si necesito dibujaros algo, lo dibujo y lo subo en otra imagen. Pero voy a empezar con estas otras, que son más técnicas, aunque las explicaré después.

Ir viendo las actualizaciones de este post, porque se va a ir transformando con mi desarrollo sobre estos temas.

cálculo de placas

cálculo de placas

cálculo de láminas

cálculo de láminas

lagrangiano de (fabada) placas

Lagrangiano de (Fabada) Placas

Esto se explica fácilmente. La descomposición de un volumen cualquiera en derivadas parciales, que es lo que es el lagrangiano, es una herramienta de cálculo que lo que hace es trasladar una variación de longitud en las tres dimensiones cartesianas del espacio euclideo. Suena rimbombante, pero en realidad no es más que alto x fondo x ancho. Se va trasladando esa variación en esas direcciones que nos son familiares (aunque los sistemas cristalográficos, por ejemplo, usan sus propias bases naturales, entre las que también se encuentran sus frecuencias de resonancia armónica).

Así que, si por ejemplo, queremos saber cuál sería el volumen de una alubia, faba en asturiano, la vamos calculando en cuadraditos (parecido a lo que se hace para calcular superficies de fincas por divisiones en áreas más pequeñas, pero con un volumen), y cuando llegamos a volúmenes que nos caen fuera, o decimos que tenemos un producto exterior, porque estamos calculando una alubia, o presionamos la alubia en un molde cúbico, pa que encaje, o vamos calculando todo el volumen interior a base de ir sumando y variando desplazamientos diferenciales infinitesimales, o infinitésimos, hasta ocupar el volumen de la alubia, que es lo que estamos calculando.

  • … ¿ Y eso se necesita pa hacer fabada ?
  • … Es un decir… pa hacer fabada, no se necesita calcular el lagrangiano de una alubia, aunque por otra parte, tendría usted que ir calculando alubia por alubia, porque como ya le he dicho.. si el cálculo, que se hace para cada alubia, nos cae fuera de la alubia, nos da un cero, que vaya usted a saber por dónde quedará.

  • ¿ En la olla ?

  • … No necesariamente, en realidad, las ollas a presión, ya han provocado varios accidentes domésticos a lo largo de la historia desde su invención.

  • Entonces… ¿ eso sería una olla paralela ?

  • No sé, pero creo que sería más bien una olla catastrófica.

∂ / ∂ (derivada parcial) es un operador matemático que se parece a % (porcentaje: cantidad dividida por cien), este nos resulta más familiar, pero una vez que has cogido una alubia y la has dividido infinitesimalmente en cubitos con una navaja haciendo cortes ortonormales: perfectamente perpendiculares entre sí y con tolerancia cero… (si queda algo reconocible…), eso mismo lo puedes hacer con cualquier otro volumen.

∂ ^2 / ∂ alto ^2,  ∂ ^2 / ∂ ancho ^2, ∂ ^2 / ∂ fondo ^2 es derivar dos veces, no el cuadrado de la derivada, se puede denotar como f ”(x), que es la derivada segunda de la función completa y sin descomponer en parciales, pero la notación de la wiki, o la que os puse yo inducen a error porque parece que es una cantidad al cuadrado.

En realidad para dividir una alubia, ya no resulta práctico.

(… salvo que quieran ustedes pasar a una alubia paralela en una dirección ortonormal a la superficie de la alubia considerada… por la tangente de la tangente…).

(????).

(nada, déjenlo…).

En la ecuación de la wiki, os están diciendo como se mide la deformación de una plancha de cualquier material en función de la electricidad que pasa por ella, y las características constructivas o NATURALES (es por remarcar un poco la atención sobre la palabra “naturales”, puesto que a muchos se les olvida que hay vida más allá de sus laboratorios, fábricas, instalaciones…) de la placa. D, es la dureza o resistencia de la plancha o placa a ser deformada por la acción del campo eléctrico (en este caso el magnetismo no lo están calculando, aunque siempre que hay electricidad hay también magnetismo).

Aquí, delta, Δ, no es delta, es el operador laplaciano (ya os decía hace tiempo que como me ponga ha hacer un desglose de símbolos para las constantes utilizadas en diferentes aplicaciones de la física, la química, y las matemáticas, os ibais a dormir antes que acabase con el listado de las minúsculas…), y su valor es la suma de las derivadas segundas parciales ∂ ^2 / ∂ alto ^2,  ∂ ^2 / ∂ ancho ^2, ∂ ^2 / ∂ fondo ^2. Como están calculando la deformación de una plancha, consideran como se distribuye la deformación de la superficie, en altura o grosor, porque es esa variación lo que se está midiendo en toda la superficie.

Δ Δ w(x,y) =   q(∂ ^2 / ∂ x ^2 + ∂ ^2 / ∂ y ^2) / D, nos da como se dobla o desplaza la placa verticalmente en cada posición de cada carga eléctrica, q, en la placa en función de las coordenadas x (ancho) e y (fondo).

De la ecuación anterior, sustituyendo, Δ = ∂ ^2 / ∂ x ^2 + ∂ ^2 / ∂ y ^2

Δ Δ w = ∂w^4/∂ x 4  +  ∂w^4/∂y^4 + ∂w^4/∂ x^2 y^2  al ser Δ Δ un producto, y estar multiplicando dos sumandos (ambos positivos) el último término es la cuarta derivada de la resultante de haber aplicado  la segunda derivada a x e y, multiplicando estas dos resultantes entre sí (en estas fórmulas se considera la expresión general de la función completa de partida).

Es decir, la cuarta derivada (derivando cuatro veces) cada coordenada en cada punto cargado eléctricamente, se mide, Y ESTO ES UNA FUERZA FÍSICA, el desplazamiento, deformación, flexión, o vibración de la mísma.

Las constantes que intervienen en estas ecuaciones, no las voy a comentar, pero al ir derivando, el exponente de cada monomio considerado (un monomio es cada parte que va separada entre signos + o -) se va reduciendo, y pasa a ser un factor o ratio (imagínense ustedes por donde puede caer el resultado de aplicar estas transformaciones en un sistema alubiano, más generalmente conocido como una olla donde se está cociendo una fabada a presión…).

Miedo me da ponerme a calcular yo todas estas constantes, además sería largo, complicado y difícil de demostrar, así que centraros en los efectos, y pensar que se viene manipulando todo esto desde hace muchos años, de forma que así se puede negar tranquilamente y sin palidecer que el clima está cambiando drásticamente (no hay más que ver la ola de frío tropical que tenemos encima… lo de tropical, viene de que cuando el cielo no está nublado, y no hay contaminación lumínica, ultimamente se ve Cepheus, donde debería estar la Osa Menor, y eso es lo que sería normal en los trópicos, pero no aquí, en Asturias, que está unos veinte grados mas al norte), que las antenas de telefonía movil, o el aumento de determinados elementos químicos añadidos artificialmente en la alimentación, o la contaminación, producen una incidencia de tumores cancerosos en la población, y otras verdades científicas al respecto.

Se calcula así para el caso en que el reparto de cargas en la superficie, o el campo eléctrico es constante (cosa que a nivel global no se cumple, ya que la distribución de cargas electromagnéticas en el globo terraqueo es variable de forma natural).

Al derivar una trayectoria de una masa discreta, o un sistema en movimiento cuyo centro de masas se considera una masa discreta (que en el caso de la Tierra y la Luna… como ya sabréis los que habéis estudiado cinemática… se considera despreciable…), la trayectoria que se obtiene es tangente si el movimiento es circular, como en el caso de las ondas, que se pueden construir con la superposición de porciones sucesivas de arcos de circunferencias, círculos o esferas, según estemos considerando una línea, un plano, o un volumen.

Con una línea (curvilínea o circunferencia), que es lo que tenéis dibujado en la imagen siguiente, la tangente sale perpendicularmente al ‘hilo’ que une el centro de giro con el objeto o partícula que se mueve.

Esto lo hace la derivada parcial del ancho, por ejemplo (o el largo, o el fondo, porque estamos considerando una longitud y las otras dos las derivamos en las siguientes partes).

El móvil no permanece quieto, cambia de posición, ese cambio de posición es la variación que puede ser positiva o negativa y se denota Δ, delta, (que no es lo mísmo que el laplaciano, aunque se use el mismo símbolo) con respecto a otro lugar desde donde se ve el móvil evolucionar a lo largo de su trayectoria.

Cuando un móvil describe una trayectoria circular hay una variación que es ocasionada por un cambio de fuerzas que actúan sobre ese móvil, si no fuese así el movimiento sería rectilineo. Un movimiento rectilíneo es el que se considera que describen los electrones dentro de un conductor. Esto no es así, ya os lo expliqué en la serie de posts ‘corriente continua- corriente alterna’, los electrones chocan con los nucleos de los átomos produciendo calor, y dificultando el paso de corriente cuanto más nos acercamos al centro de la sección circular del conductor (una moneda de un cartucho de monedas de esos que tienen los cajeros es lo que sería una sección del conductor, que sería el cartucho).

Esto se produce porque en la zona central hay más presión que en las partes exteriores de los conductores, por eso los cables de alta tensión se tienen que subdividir en hilos mucho más pequeños: el rozamiento aumenta, la presión aumenta, el conductor se satura, la resistencia aumenta, y en ese caso habría que subir más la tensión, pero a esas tensiones los conductores calientan tanto que se fundirían. Esto se conoce como efecto pelicular, no os lo habrán explicado así, pero es lo que pasa. Y el transporte de energía necesita esas tensiones, porque si no se disiparía (en calor) a todo lo largo del tendido eléctrico al mismo ritmo en que se van produciendo las pérdidas de carga.

electrón

electrón

  • ¡ Pero oiga ! , 1/137… ¿ no viene a ser parecidísimo a 1/14 ?
  • Pues si, en realidad hay una diferencia de tres milésimas… como están dividiendo… si se aplica la función reciproca… tendríamos 3000 unidades… ¿por qué lo pregunta…?

  • No… por nada… por cierto.. ¿ y con una millonésima que pasaría…?

  • -… ¡ Calle, no me haga calcular esas proporciones a estas horas…!

    Si os fijáis en la imagen con fondo lila, arriba a la derecha, está esquematizado cómo se comporta una carga eléctrica del tipo que sea, bajo la acción de un campo eléctrico, interceptado por un campo magnético, que viene representado como una circunferencia con un punto en el centro, y una B. Eso indica una dirección de ese campo magnético, B, que es perpendicular al plano donde viene el esquema, es decir, si la carga eléctrica se moviese por un campo electromagnético sobre la superficie del suelo, y estuviésemos viendo el plano de una ciudad cualquiera, el campo magnético sería un conjunto de edificios de la misma altura, en caso de ser de valor constante, o de distinta altura en caso de ser variable. El punto en la circunferencia B, indica que el edificio se levanta en altura sobre el suelo. Si se quiere indicar que el edificio se adentra en altura hacia abajo, como en el caso de un garage subterraneo, por ejemplo, en lugar de un punto, se pone un aspa: X. Así se indica que ‘el edificio’ va hacia adentro, y no hacia afuera, como es el caso que os viene dibujado ahí.

    Las cargas eléctricas positivas, no se desplazan solas, NUNCA, lo que se desplaza son los electrones. Sólo se considera que la carga positiva se desplaza en el caso de los iones positivos (cationes, átomos a los que les falta uno o más electrones para permanecer estables electromagnéticamente, desequilibrados eléctricamente), pero decir que los protones se desplazan solos es una simplificación, que a efectos de cálculo resulta más cómoda, aunque en realidad, el comportamiento físico y químico es otro.

    La parte que se curva hacia arriba en ese esquema es la correspondiente a un electrón (os lo dicen en la leyenda al pie de la imagen). Si en los aceleradores de partículas se mide otra cosa, es porque los aparatos de medida, están midiendo la reacción electromagnética resultante de la ionización (separación o salida de su órbita) del electrón.

    Podéis ver debajo de la península de la India, ese mismo patrón de comportamiento: si os fijáis en la forma del fondo del relieve del Oceano Índico, veréis a la izquierda África (con Madagascar separada y al sureste) y a la derecha Australia. Ese relieve es también el resultado de ‘abrir una circunferencia que se expande’, que es lo que pasó cuando el hierro-56 decayó en aluminio-28, justo después de haber expulsado la Luna en el proceso que ya os he explicado, y que ocurrió una vez que la circunferencia había expandido su radio liberando presión y temperatura (además de una gran parte de su masa).

    Efecto inverso Heisenberg

    díodos led

    Una válvula, un transistor, o un díodo led, funcionan por el mismo principio. Se pueden comparar con una válvula hidráulica, o neumática: dejan pasar, interrumpen, o regulan la corriente. Si se produce un golpe de presión (sobretensión, o golpe de ariete) la válvula se estropea, y la corriente pasa independientemente de por donde esté calculado y literalmente por donde le de la gana, como ocurre en el caso de los rayos (séan éstos catatumbos o no).

    Para fabricar cualquiera de estos dispositivos (la válvula no, la válvula sólo necesita la aplicación de un campo eléctrico adicional), se ‘añaden o quitan electrones’. Esto es una simplificación. Lo que se hace es alear elementos para provocar un desequilibrio electrónico, de forma que si llegan otros electrones, o fotones, como en el caso de la energía solar, al estar estas aleaciones en contacto y ligeramente electrizadas, se produce el paso de corriente en la dirección en que hay carencia de cargas eléctricas negativas, o positivas, pero que os quede bien claro que los que se mueven son los electrones en cualquiera de los dos casos, cambiando sólamente el sentido de la circulación.

    En un circuito electrónico lo que ocurre es a todos los efectos similar a lo que ocurre con las válvulas electrónicas. Pese a que se indica como mnemotécnico para transistores NPN ‘not pointing device’ (quizas la palabra ‘nevice’ existe…), en realidad esto es una mentira deleznable que se ha instalado en libros de texto de universidades de todo el mundo desde vete tú a saber cuándo, siendo el significado N negative P positive, y lo demás son cuentos sin cuento. Así que no os extrañe ver Cepheus en lugar de la Osa.

    • ¡ Anda la Osa !
  • Sí, sí, tú ríete y mira, ya verás…

  • Las constantes de Plank, Dirac, Maxwell, Fourier, y demás series de análisis ondulatorio para las ondas en general… os las voy a dejar en paz de momento, me voy a poner con las series naturales armónicas del sonido, esas se oyen bien. 🙂

    Efectos macroscópicos Heisenberg

    Efectos Heisemberg Macroscópicos

    El principio de incertidumbre dice que no se puede medir simultáneamente la velocidad y la posición de un electrón. Esto es así porque…

    Si así en frío, yo un átomo de nitrógeno no lo he pesáo nunca… imaginaros pa pesar un electrón. Como es tan pequeñito (unas veintemil veces más pequeño que un átomo de hidrógeno), no se ve. Y no se ve de ninguna de las maneras, sólo se ve cuando emite luz, o cuando lo detectan los microscopios electrónicos mediante detectores que miden sus rebotes en sensores de diferentes tipos, pero aún así, para provocar ese rebote el electrón tiene que tener un estado diferente de su estado de equilibrio.

    Los espectros de emisión y absorción de distintos átomos y moléculas se producen añadiendo o quitando energía. Y para que un electrón emita luz, o un grupo de electrones emitan un pulso, se les tiene que ionizar, aplicándoles energía. Y al aplicarles energía, se les está sacando de su órbita habitual. Podéis consultar las energías de ionización para los diferentes elementos químicos, y calcular por zillones de billones de millones de yottones… de toneladas de moles de fotones que viajan por las redes de fibra óptica, y entonces os daréis cuenta que el problema es grave, y no se solucionará a base de cruzar los dedos y mirar para otro lado.

    La ‘p’ que aparece en varias ecuaciónes de la química y la física cuánticas, se utiliza por eso, es el producto (a veces también llamado y denotado como ∏ pi mayúscula) de la masa y la velocidad, puesto que cualquier ionización requiere una velocidad para que el electrón se vaya fuera de su órbita. Esa ‘p’ se llama cantidad de movimiento, o también momento.

    El momento puede ser lineal, si el móvil va en línea recta, o angular, si el móvil está en cualquier otra trayectoria que no séa una línea recta. El caso más simple, y al que se reducen los cálculos de tecnologías industriales de cualquier tipo, y para la obtención de los diferentes procesos de generación de productos (en cantidades industriales) por todo el mundo es el del movimiento circular uniforme.

    Esto es así porque los rotores de las turbinas y motores que generan energía (y también los motores que consumen las energías así generadas y calculadas) funcionan a un régimen de revoluciones constante (en realidad puede haber pequeñas variaciones… adivinar cómo son… 🙂 ).

    Como esa velocidad de giro se considera constante, las redes de generación y distribución de energía eléctrica trabajan a un número de vueltas por cada unidad de tiempo (segundo). Una vuelta por segundo es un Hertzio.

    Esa(s) velocidad(es) de giro (50 Hz, 60 Hz, 400 Hz…) es lo que se llama frecuencia base de distribución en el tendido eléctrico (estoy traduciendo directamente del inglés: electricity grid base frequency, es posible que aquí en España… por algún motivo… lo llamen de otra manera… [pa acabar de liarla más]).

    Os voy a poner un ejemplo con agua, porque si sois técnicos de estos temas ya me habéis entendido, y si no, con circuitos hidráulicos se entiende mejor.

    Imaginaros que tenéis una superficie que se tiene que regar. Podéis  esperar a que llueva, podéis hacer canalizaciones (acequias) para distribuir el agua (riego a manta), podéis regar con una regadera, o cualquier otro recipiente, o podéis instalar un sistema de riego que se conecta a una red de distribución general.

    En este caso, hay varias formas de distribuir el riego, siendo las más conocidas y utilizadas el riego por goteo, y el riego por aspersión. El riego por goteo es análogo a la distribución por cable, el riego por aspersión es análogo a la distribución por el aire en forma de ondas de radio (= radio, televisión, telefonía móvil, datos móviles, telecomunicaciones, wifi…).

    En los dos casos el sistema de riego necesita tener una presión de trabajo, si esto no fuese así, el agua fluiría, pero no saldría por los tubos de goteo, ni por los aspersores. Y además esa presión tiene que estar entre unos valores mínimos y máximos (en el caso de un sistema alubial en proceso de cocción, esos valores deberían caer dentro de la olla pa conseguir una buena fabada lagrangiana…) porque si no los dispositivos (válvulas en cualquier caso) se estropéan, y la corriente no se comporta de la manera esperada y calculada.

    El momento angular es la resultante de multiplicar la masa (lo que pesan las fabas lagrangianas) por la velocidad angular que se denota como ‘w’ (uve doble). Al ser estos dispositivos de generación y consumo de energía en su mayoría rotores, se utilizan funciones trigonométricas para su estudio y graficación, llamando ‘n’ al número de revoluciones o vueltas de la partícula o partículas que se están considerando en el cálculo de los diferentes procesos industriales.

    Estas formas de designar las distintas constantes pueden variar de un campo de estudio a otro, dando lugar a una abstracción difícil de trasladar para todas las tecnologías intervinientes en los procesos, con lo que las resultantes (fuerzas) se transforman así en resultados (números) difíciles de cuantificar y visualizar mentalmente, con lo que una fórmula física interpretada por un técnico en Europa, puede ser interpretada de formas diversas en otras partes del mundo.

    Esto se hace así, porque es más fácil memorizar y sistematizar conceptos matemáticos que pocas personas llegan a entender en cuanto a sus efectos físicos en el medio natural, y entonces no habría trabajadores (más o menos cualificados) para llevar a cabo el despliegue de todas estas tecnologías.

    Es como lo que ocurre con los servicios técnicos de los operadores y suministradores de telefonía e internet ¿ cuál es la contraseña por defecto que viene en todos, absolutamente todos los usuarios de fábrica ? ¿ pensáis que son distintas ? pues os equivocáis, lo que cambia es el usuario, y esto es así porque si no sería mucho más caro mantener las bases de datos en primer lugar, y habría muchos menos técnicos instaladores que pudiesen llevar a cabo el mantenimiento de los servicios técnicos.

    Y ahora Apple hace unos meses que ha automatizado gran parte de sus nudos de comunicaciones, también por el mismo motivo: abaratar costes en concepto de mano de obra. Un ordenador no se pone en huelga, ni cobra subsidios, ni cotiza, ni nada de nada. Funciona mientras funciona, y cuando deja de funcionar no genera gastos.

    La famosa ecuación de Einstein: E = mc (energía = producto, pssst, PRODUCTO de la masa por la velocidad de la luz al cuadrado), es un caso especial del resultado del momento lineal ‘p’, siendo ‘c’ una constante para la velocidad de propagación de la luz en el vacío, que es un poco más de 300000 km en cada segundo. En el caso de los electrones en el vacío esta velocidad de propagación es casi igual a la velocidad de la luz. Se puede considerar que son iguales, pero la realidad es que no lo son.

    En el vacío y con dispositivos relativamente ‘rudimentarios’ se puede medir la variación del campo magnético haciendo girar las aspas de un molino dentro de un tubo por el que pasa una corriente de electrones.

    Si en lugar del vacío tenemos otro medio a través del cual se transmiten (voy a llamarlo electrones de aquí en adelante, puesto que un fotón es un electrón ionizado) los electrones, la velocidad de propagación es distinta, y es distinta porque chocan con los átomos o moléculas por las que van pasando, produciendo calor y variaciones del campo electromagnético.

    Las imágenes que siguen y hasta donde dice ‘update two’, las leéis si queréis, pero con lo que os llevo comentando creo que no hace falta mayor explicación.

    (Update two this far – actualización dos hasta aquí)

    fotón

    Fotón

    fotón02

    Fotón02

    Heisenberg

    Heisenberg

    Light Emiter Diodes LEDs

    Light Emitter Diodes

    Ondas01

    Ondas01

    Ondas02

    Ondas02

    Ondas03

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    Ondas04

    Ondas04

    (UPDATE ONE- ACTUALIZACIÓN UNO)
    Más tarde os escribire texto.

    I’ll comment the images later.

    Vi spiegherò le imagini più tardi.

    (Esta es la traducción al español de los textos en italiano en la imagen de debajo).

    Este es un cartel de una exposición que hubo en Madrid hace dos o tres años.
    Lo traje cuando estuve allí para ver el trabajo de Paul Klee, un hombre que fue profesor de dibujo técnico en la Bauhause y enseñaba como se hacen las translaciones de las diversas líneas que conforman un dibujo (en aquella exposición había muchas traslaciones de puntos y polígonos).

    Según este hombre: “Una línea es un punto que se va de paseo.” (Paul Klee).

    Además de hacer estos estudios para el movimiento y sus transformaciones mientras se giran distintas formas geométricas dependiendo del punto desde el que se trazan las líneas en el dibujo, este hombre hizo también estudios del color, y este que aparece en el cartel es el estudio en el que este hombre distribuye los diferentes colores teniendo como criterio el fenómeno físico de la interferencia entre las distintas longitudes de onda que componen las diferentes maneras en que la luz visible oscila por sí mísma, en el área del círculo.

    No os preocupéis, os mostraré el cartel en otra imagen después.

    Os voy a poner un dibujo que estoy haciendo a mano en el que hago una distribución de los grados de ángulos diferentes usando sólo la relación entre las circunferencias que os expliqué en ese dibujo que se llama “La mayor errata corregida de todos los tiempos”.

    En este dibujo que estoy haciendo voy a poner algunos colores teniendo también en cuenta este fenómeno físico de la interferencia entre las distintas longitudes de onda de la luz natural, para que veáis mejor la repartición de las áreas, segmentos, círculos (y si lo pensáis en revoluciones, las distintas esferas que quedan encerradas en la superficie generada de este modo).

    Este criterio se usa también para sistematizar el color que se representa en las diferentes pantallas en algunas definiciones (de espacios de color) para aplicaciones gráficas.
    Se hace corresponder una intensidad de corriente en el circuito eléctrico, y esta intensidad es controlada por los componentes electrónicos de modo que los electrones golpean los elementos que emiten luz en distinta longitud de onda | frecuencia como respuesta.

    El ordenador calcula estos datos en la ALU (unidad aritmético lógica) de la CPU (unidad de proceso central), y después se representa en la pantalla que está organizada en posiciones de puntitos muy pequeños (pixels) cada uno con su altura (distancia vertical) y ancho (distancia horizontal), siendo el punto desde el que se calculan (origen) estas medidas dependiente del espacio de color utilizado (esto es un poco más complicado de entender que lo del RGB (red green blue) que a todos nos suena mucho más familiar). Os voy a poner en este texto un poco de lo que dicen en la wiki inglesa.

    El modelo Y U V define un espacio de color en términos de luma (Y) y dos componentes de crominancia (U V). El modelo YUV se usa en los sistemas estándar de color compuesto para vídeo PAL y SECAM. Los sistemas (de vídeo) en blanco y negro previos usaban sólo información luma (Y). La información de color (U V) se añadió separadamente por medio de una subportadora de modo que el receptor de blanco y negro pudiera ser capaz de recibir y presentar una imagen transmitida en color en el formato nativo de blanco y negro del receptor.
    ‘Y’ es de (¿ Yuma ? aaaahahhahahhha) ‘luma’ el componente para el brillo y U y V son componentes de la (definición de color) crominancia.
    Luminancia se denota con una ‘Y’ y luma con una ‘Y”- los símbolos de prima indican compresión gamma, siendo ‘luminancia’ el brillo en la representación del color, mientras que ‘luma’ es para el voltaje electrónico de la pantalla.

    [Como aquí no lo cuentan os lo cuento yo. La U del espacio YUV, Y’UV y espacios basados en esta división de la luz, es de Ultrahigh frequency, y se refiere a la frecuencia, acordaros del UHF, eso que ya no existe… bueno sí, sí existe, pero se ha liberado para ser utilizado por otras tecnologías que emiten en esas frecuencias, y la V es de Veryhigh frequency].

    [Aquí os están contando como se hace que el monitor de blanco y negro pueda interpretar el croma como luma en sus circuitos nativos]

    El modelo de color Y Pb Pr usado en el componente analógico de vídeo, y su versión digital Y Cb Cr se derivan de él, y se llaman a veces de la misma manera: Y’UV( las relaciones Cb/Pb y Cr / Pr son desviaciones del gris en los ejes azul-amarillo, rojo-cyan, mientras que U y V son variaciones en luminancia azul y luminancia roja [por eso aquí lo llama luminancia]).

    geometría redonda01

    geometría redonda01

    geometría redonda00

    geometría redonda00

    YUV Colorspace

    YUV Colorspace

    Esta imagen de debajo es una composición que hice hace tiempo para entender estas transformaciónes y equivalencias entre los diferentes modos de representar los colores en el área del soporte (pantallas en el caso de dispositivos electrónicos, películas fotográficas, celuloides, papel en el caso de imprentas o impresoras).

    Me encanta la física, creo que os lo había comentado alguna vez, pero bueno, tranquilizaros, no todos los técnicos afinan tanto en la comprensión de las medidas, dimensiones, tablas, constantes, o programas.. las aprenden o las meten en las memorias y las utilizan… (podéis leer mi serie de posts titulada ‘Silly facts’, está en inglés, para ver cómo se ha ido introduciendo todo esto a base de ir manipulando las resultantes de las nuevas tecnologías para mayor información).

    Los técnicos Asturiensis medios no se plantean estas tonterías adimensionales, trascendentes, irracionales que me planteo yo… Así que si lo que queréis es aprender lo justito pa poder desarrollar vuestros respectivos trabajos, fiaros de las constantes, tablas, y demás expresiones que se han venido metiendo por presión en los distintos libros de texto a lo largo de los años, así tendréis más tiempo libre, os preocuparéis menos, y rendiréis más en vuestros trabajos.

    Las unidades que aparecen señaladas debajo de la tira en que veis el espectro visible, o lo que es lo mismo, el ancho de banda dentro del espectro electromagnético en que vibran las diferentes longitudes de onda | frecuencias de la luz visible, vienen en nanómetros, nm.

    El violeta que es el primero o el último que se ve según vayas en una u otra dirección. Y también es el que tiene una longitud de onda más corta, eso hace que para un mismo tiempo, la luz violeta complete su longitud, más rápido que para las otras divisiones que van hacia la derecha en este dibujo. Su frecuencia por lo tanto es mayor (de ahí viene lo de ultrahigh), así que sus efectos se perciben antes que los del resto de longitudes (si no lo entendéis seguir leyendo, os pondré un ejemplo que entenderéis).

    La luz ultravioleta, se llama también rayos UVA, y se usa para unas cuantas aplicaciones, siendo la más conocida la de la lámpara para ponerse moreno. Esto es así porque los rayos de longitudes de onda mayores que la del color violeta son los que nos hacen ponernos morenos cuando nos da el sol, y también son los responsables de la transformación del carbono en nitrógeno, y del carbono en oxígeno de forma natural en la atmósfera (según el carbono gane energía a base de rayos electromagnéticos o la piderda), de esta parte despreciable del universo, que como ya sabréis forma parte de esa otra región despreciable de la galaxia, ese brazo giratorio, también despreciable, donde se encuentra nuestro sistema solar… despreciable también, por supuesto… 🙂

    La luz violeta mide (en horizontal) 370 nm (nanómetros), 0,37 micrómetros, ó 370 x 1 metro x 10 ^ – 9, de acuerdo con este dibujo.

    La luz roja (~= 780 nm de longitud sobre el eje horizontal de las abscisas) es el último o el primero que se ve. Tiene la longitud de onda más larga del espectro visible. La tira que veis con el color es una ampliación de la parte visible dentro de todo el espectro electromagnético

    (En la representación de las longitudes de onda de todo el ancho de banda de ondas electromagnéticas conocidas, faltan medidas menores que femtómetros, como los attometros 10 ^-18 metros, por ejemplo, por la izquierda, y por la derecha todas las que pasan de los diez megámetros, 1 metro x 10 ^6 x 10,  (mil kilómetros) como por ejemplo, el año luz, u otra que es relativa (ya que depende del punto de observación, el punto intermedio de referencia, y la distancia a la que se encuentran los objetos a medir) y se llama parsec, y además de estas que directamente no aparecen en este dibujo, faltan todas las que siguen hacia la izquierda y la derecha en esa línea, y que no se conocen).

    (En la representación de las frecuencias para esas ondas, que es la línea que aparece debajo, tenéis hasta 0,1 Yottametros / segundo, a la izquierda, y 0,1 kilómetros / segundo, a la derecha).

    1 Hertzio es una vuelta, un ciclo, o una longitud de onda completa, que se recorre en un segundo.

    CONOCIDO que va desde los rayos cósmicos a la izquierda en femtómetros, fm, 1 femtómetro = 1 metro x 10 ^- 15.

    Esa ampliación corresponde a la parte dibujada en color, que se continúa hacia arriba en gris, como podéis ver, es una porción muy pequeña. Lo que queda a la izquierda es ultravioleta, y lo que queda a la derecha es infrarrojo.

    El infrarrojo se usa en cámaras de visión nocturna, porque es sensible a ese tipo de vibraciones. Esto es así porque al tener menor frecuencia, su onda es más nítida, permanece más tiempo, se atenúa peor, y sus frecuencias de resonancia la modulan de forma natural (de manera intuitiva se puede comparar con la exactitud al dividir un kilómetro por la mitad, comparada con la exactitud al dividir un milímetro por la mitad).

    Hay otra forma parecida de impresionar imágenes con poca luz, y esa forma es lo que se llama fotografías de larga exposición. Se llama así porque al haber menos luz, los elementos que recogen, detectan y sirven para representar esas imágenes necesitan más tiempo para ser impresionados, que el tiempo que necesitarían en condiciones de mejor intensidad luminosa, puesto que están calculados y desarrollados para trabajar en condiciones de mejor iluminación. Lo que se hace en este caso es mantener abierto el obturador del dispositivo durante más tiempo. Los objetos que se quieren plasmar en la imagen deben permanecer inmóviles si no los objetos en la imagen salen borrosos, o movidos, y los dispositivos también, si no la imágen sale movida. Esas imágenes nocturnas de las ciudades en que se ven lineas rojas y blancas son así porque los coches llevan las luces encendidas, y como se mueven, el rebote de la luz electromagnética los va captando en distintas posiciones, pero como van todos por la misma calle, parecen líneas continuas. Si hacéis esto mismo de día la foto sale sobre-expuesta, o movida, salvo que pongáis un filtro que atenúe la intensidad de la luz.

    La luz estroboscópica, no es más que un foco de luz, que se interrumpe con una ‘rejilla’, de forma que si esa rejilla queda entre la luz y el objeto que se ilumina desde el foco, a intervalos iguales sobre un movimiento que se repite, los efectos pueden ser de diversas formas, debido a que nuestra percepción sólo ve cuando el objeto está iluminado, aunque también se esté moviendo cuando no lo vemos.

    La larga exposición es como ir golpeando más de una vez en el mismo punto, así se acaban sumando los efectos de forma que…

    Os lo voy a explicar de otra manera.

    Imaginar que tenéis una piscina. Si os ponéis a ras del suelo a mirar la superficie, sólo veréis lo que sobresale desde la superficie hacia arriba. Para ver algo tendría que haber alguna cosa flotando, o también sumergida que sobresaliese por encima.

    La luz del día ‘flota’, la luz de noche no. Para ver de noche (con una cámara) en lugar de una pelota de playa hinchable (que es lo que sería un fotón por el día) como estáis mirando de la misma forma, tenéis que apilar balones de piedra del tamaño del balón de playa hasta que la pila sobresalga por encima. Así es como funcionan los dispositivos de larga exposición.

    • ¿Y no sería al revés ?

    -No.

    Dentro de la parte infrarroja, es donde están las ondas de calor. El calor también se transmite en ondas. El calor ‘pesa’ más que la luz, por eso, de noche para contrarrestar su ‘peso’ en materiales de alto calor específico, como el agua o el suelo, el calor se almacena y se va devolviendo a la mezcla de gases que hay en la atmósfera cuando la atmósfera está más fría.

    Eso no pasa con la luz: -> la luz calienta más (porque lleva calor incorporado, vibrando de otra forma, así funcionan los rayos laser, por ejemplo), pero el calor es ‘electricidad hiperdensa’ que queda atrapada en cuerpos de gran densidad y tamaño (por eso, entre otras cosas se produce el decaimiento beta, el efecto Joule, y el efecto pelicular en conducciones de electricidad).

    Todas las ondas tienen sus longitudes de onda que se apilan de forma natural. Esto no es exactamente lo mísmo que el ejemplo que os puse antes, pero se parece y además se produce con la materia y la energía en todos los estados independientemente de que sepamos o no sepamos controlarlo, o que seamos conscientes de que existan o no.

    wavelengths

    wavelengths

    Os termino de explicar la imagen de arriba y luego sigo con lo de los armónicos naturales.

    El resto de esa composición son las conversiones entre el estándar RGB y el HVS, siendo el R, rojo,  G (green) verde y B (blue) azul, y la H (hue) color, la V (value) la intensidad para el rojo, el verde, o el azul, y la S la saturación que es lo que sería la luminancia, o el brillo, o el balance de blancos. Es un espacio definido sobre un cono: en el vertice del cono está el blanco, si giráis los grados de circunferencia (en la base del cono) que establece este estándar, os vais desplazando hacia el color que queráis. Lo tenéis dibujado a la derecha de la tira del espectro electromagnético.

    La V es la intensidad en porcentaje y va de 0%, en el origen, a 100% sobre el vertice del cono (eje vertical del cono).

    La saturación, S, también va en porcentaje de 0% (sobre la circunferencia), a 100% (sobre el origen) [eje horizontal].

    mod es una operación que se llama resto de la división entera: 29 mod 6 es el resto de dividir 29 entre 6: 6 x 4 = 24 + resto -> 29 mod 6 = 5 (es lo que hacemos para las horas en los días, mañana a esta hora será el resto de dividir el tiempo en días que empiezan a las 00:00 horas).

    Aquí dividen grados de ángulos, lo sistematizaron así. el hue (matiz, color) es el resto (las ondas son periódicas, como los días) de dividir los ángulos entre 60 grados (una circunferencia completa son 60 x 6 = 360 grados, esa división da cero y estaríamos sobre la zona de color rojo).

    mod es también el módulo del vector director (la unidad de medida) para este espacio de color. Esa unidad de referencia es el ángulo de 60 grados.

    Hay seis valores para H:

    H=0 se consideran el valor R=V, G=t, y B=p

    H=1      R=q, G=V, B=p

    H=2     R=p, G=V, B=t

    Tenéis el resto de conversiones en el dibujo.

    f es el valor para el color a representar, y es el resto de dividir el valor de H (hue) entre 60 y multiplicar ese cociente por el H(sub i == para cada índice | color) del vector que se calcula en los circuitos, F es V(1 – S),

    [Un 1, porque se multiplica por el valor para RGB;  F, es lo mismo que V((255/255)) – S) (en %)].

    la intensidad de color (croma) multiplicado por la diferencia entre 1 (el valor máximo, 255 en RGB) y el porcentaje de saturación (luma, o luminancia).

    Cada color (o su equivalente en blanco y negro) queda así posicionado sobre la superficie (o la base, abatiendo el valor de V sobre S, en el caso del blanco y negro) del cono.

    El brillo o luminosidad de la imagen es lo que viene en S, saturación (0 al 100)%.

    El amarillo quedaría en la parte cercana a 90 –  110 grados de ángulo, entre el rojo y el verde que tenéis situados en dos círculos en la derecha. Si es claro la saturación es alta, si es oscuro la saturación es baja.

    Se parece mucho al YUV, Y’UV, en que el color se define en términos de diferencia respecto al amarillo. Todo esto deriva del tema de las patentes y las formas de definir estándares asociados a tecnologías o marcas que van saliendo. Le van cambiando el nombre a las cosas, pero en realidad funcionan igual. Si os dedicáis a trabajar con gráficos ya sabéis (y si no lo sabéis… ya estáis cogiendo la RFC correspondiente…) como funciona.

    Podría poneros algún diagrama de Feynman que suelen venir en rojo, verde y azul… pero mejor no… que creo que ya es suficiente para hechar humo por las orejas durante unas horas.

    🙂

    Klee color circle

    Klee color circle

    Controversial polygons

    Controversial polygons

    Este es mi dibujo, y como podéis ver debajo, también es la cuadratura del círculo. No es complicado, sólo hay que verlo.

    Una circunferencia cumple que si haces centro sobre ella y giras el compás, intercepta otros dos puntos que están a las mismas distancias, y pasa también sobre el centro. Es una propiedad ampliamente utilizada para trazar mediatrices y bisectrices.

    Si de esta forma determináis dos longitudes iguales contenidas en la misma línea (esas entre los puntos 0, 1, y 1, 2, que os rodeé dentro de unas circunferencias pequeñitas hechas a mano alzada [también rodee el número 3, para haceros más evidente el pentágono]). Entre esos segmentos y el segmento sobre el que la circunferencia se apoya, que está interceptado por otra circunferencia más (a lápiz), tenéis una relación de dos a uno, o de uno a dos según el punto en el que considereis la transformación. Centrando otra circunferencia en el punto uno (1), interceptáis a la mediatriz. En ese punto (3) está uno de los vértices del pentágono.

    Si dividís estas distancias por la mitad, tenéis 1 / 2 de la distancia, séa ésta la que séa (ese cuadradito indicado debajo a la izquierda de la circunferencia base, coloreada) con lo que la relación desde ese punto a los puntos (1) y (2) es la misma que hay de 1/2, a 3/2, o lo que es lo mismo: 1 a 3, puesto que son proporcionales (quitar el dos del quebrado si no lo entendéis).

    La distancia desde el (0), al punto que os he rodeado ( 3) es mayor que el radio de la circunferencia, que llega justo debajo donde se interceptan las otras circunferencias.

    Haciendo centro en los otros puntos (0, 1, 2, … n …) podéis seguir haciendo divisiones exactas de ángulos, áreas, y arcos, para hacer cualquier cálculo geométrico y su correspondiente cálculo numérico haciendo las subdivisiones que séan necesarias.

    Por ejemplo, la línea que divide el uno por la mitad, sale de unir los puntos donde se cruzan las dos circunferencias de arriba a la izquierda y prolongando esta línea hasta cortar la circunferencia con centro en el (0), abajo a lápiz. Esa distancia es un medio:  1/2.

    Así que lo único que hay que hacer es ir trazando circunferencias de igual diámetro tangentes entre sí, para obtener cualquier distancia ya séa como un producto, o como una división, y así los cálculos salen exactos, y sin números irracionales.

    Así se pueden convertir áreas en cualquier forma de manera exacta. Si no queréis dividir por la mitad, dibujad más circunferencias y os saldrá igualmente.

    Lo único que hay que tener en cuenta es las distancias entre las circunferencias , y la propiedad que os dije arriba.

    pentágono regular inscrito

    pentágono regular inscrito

    inscripted regular pentagon

    inscripted regular pentagon

    pentagono regolare inscrito

    pentagono regolare inscrito

    Y esta es una serie de fotografías que he hecho esta mañana para enseñaros como la luz del sol incide en el mapa que tengo en mi casa. Si os fijáis en el nombre, aparece el año, la fecha, la hora, los minutos, y los segundos. Podeís ver como en unos pocos minutos recorre esa banda donde se encuentra el cambio de fecha, que en realidad es una línea pero los horarios de cada país la hacen aparecer en el mapa a distintas longitudes (Este-Oeste), es lo que veis en la línea de trazos.

    En esta justo debajo se ve también la cadena para subir y bajar la cortina. La parte derecha está iluminada, la izquierda no. Esto hace que una y otra parte parezcan de distinto tamaño, sin embargo sólo lo parece, la realidad es que miden lo mismo. También podéis ver la sombra de la parte iluminada de la cadena en la banda de luz en el mapa. El ancho de esa banda se va reduciendo a medida que la Tierra va rotando. En unos diez minutos recorre cuatro centímetros en este mapa, y la distancia desde el borde derecho de la banda hasta el hueco en la pared de mi ventana es de 230 centímetros, siendo la separación de la línea de trazos que veréis abajo del todo en esta serie de fotografías de 50 centímetros en la dirección perpendicular a la pared donde está el hueco de mi ventana (sumando el grosor de la pared interior y exterior). Así puedo medir la velocidad a la que gira nuestro planeta.

    • ¿ Cuál ?
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    Aquí veis la parte en sombra y la parte en luz en la ventana por donde entraba justo después de la foto anterior.

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    En  febrero debería incidir ahí a las once y media, hora española (invierno), pero hace unas semanas, cuando escribí ‘What is happening to true north (precession movement, angle increase)?’ me dí cuenta que el ángulo de inclinación del planeta Tierra se ha desplazado bastante más de lo que se dijo, sólo tenéis que pensar que una diferencia de dos horas, que es lo que acabáis de ver en estas fotografías, son 30º grados, pero es que esa diferencia no se mantiene por la noche, porque por la noche son 25º grados, eso quiere decir que oscila, además de no ser normal en absoluto, ya veis como está empezando el ‘invierno’, porque si son 55º más de luz (3 horas y cuarenta minutos de reloj) estamos a punto de llegar al solsticio de verano, y todavía estamos en invierno, y falta más de un mes para el equinocio de primavera. Así que ya me contaréis.

    Respecto a la serie de armónicos naturales, os voy a dar uno: la octava.

    Una octava se produce cuando las dos frecuencias consideradas están separadas por esa distancia, la octava, y esa distancia es un armónico natural resonante para cualquier tipo de onda.

    Una octava se produce cuando la proporción entre una frecuencia (longitud, superficie, volumen en vibración) son multiplicadas o divididas por dos.

    En sistemas de base dos, se cumple SIEMPRE.

    Seguiré con esto en otro post, porque este ya queda suficientemente largo y se hace pesado seguir actualizando sobre este tema, pero no he acabado de comentar, aunque creo que os vais dando cuenta de lo que pasa.

    Acerca de María Cristina Alonso Cuervo

    I am a teacher of English who started to write this blog in May 2014. In the column on the right I included some useful links and widgets Italian is another section of my blog which I called 'Cornice Italiana'. There are various tags and categories you can pick from. I also paint, compose, and play music, I always liked science, nature, arts, language... and other subjects which you can come across while reading my posts. Best regards.
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