Nació en Pisa el 15 de febrero de 1564. Fue un astrónomo, filósofo, matemático y físico que estuvo estrechamente relacionado con la revolución científica. Mostró gran interés por cualquier ciencia y arte (pintura, música…) Entre sus logros destacan la mejora del telescopio, que permitió una gran variedad de observaciones astronómicas, la primera ley del movimiento, y un apoyo para el copernicanismo. Está considerado como el padre de la astronomía moderna, de la física moderna y de la ciencia.Su trabajo experimental es considerado complementario a los escritos de Francis Bacon en el establecimiento del método científico y su carrera científica complementaria a la de Johannes Kepler. SU trabajo se considera una ruptura de las establecidas ideas aristotélicas y su enfrentamiento con la Iglesia Católica Romana. Murió ciego en 1642 a los 74 años de edad
1) En esta entrada a nuestro blog, hemos intentado calcular la el valor de la gravedad de la Tierra. Para ello nos hemos basado en un experimento realizado por nuestros profesores. El experimento consistía en lanzar dos bolas de acero de diferentes tamaños y comprobar que caían a la vez. Para ello han ido tomando las diferentes posiciones que toma la bola en su trayectoria de descenso y sus respectivas tomas de tiempo. Esta es la gráfica resultante de dicho experimento:
Como podemos observar se corresponde con una caída libre, que es a su vez un movimiento rectilíneo uniformemente acelerado. En este tipo de movimiento la v0=0 dado que el objeto cae partiendo del reposo. Es un movimiento que se debe únicamente a la influencia de la gravedad. La gravedad en la Tierra es aproximadamente 9,8m/s^2 lo que quiere decir que los cuerpos dejados caer en caída libre aumentan su velocidad en 9.8m/s cada segundo. Consideramos importante decir que en este tipo de movimiento no se tiene en cuenta la resistencia del aire. Aquí ponemos un gráfico de este movimiento en el que se puede ver la posición de un cuerpo en caída libre a intervalos regulares de 1 segundo, (la regla amarilla de la derecha)
Volviendo a nuestra gráfica, si hacemos un análisis de ella, observamos que el cuerpo tiene una velocidad positiva dado que la pendiente es positiva en todos los puntos. Además el cuerpo cambia de velocidad porque las pendientes entre cada punto son diferentes, hay aceleración. La velocidad va aumentando, la pendiente es cada vez mayor. Si el lector no ve estos datos en la gráfica lo puede comprobar con lo que ponemos a continuación:
2)Con los datos obtenidos del experimento hemos calculado la velocidad media de la bola. v=incremento de espacio/incremento del tiempo V1= 0/0=0m/s V2=0,025/0,08=0.31m/s V3=0.12/0.16=0.75m/s V4=0.27/0.24= 1.15 m/s V5=0.49/0.32=1,53m/s V6= 0.78/0.4= 1,95m/s V7=1.13/0.48= 2.35 m/s
3)
La ecuación que relaciona v-t en el MRUA es: V=v0+at Donde v0 y a son constantes. Estas gráficas siempre se corresponden con líneas rectas, dando su pendiente la aceleración del movimiento. En esta gráfica podemos observar que tiene una pendiente muy grande, con lo que su aceleración también lo será.
4) Para calcular la aceleración de g, tenemos que tener en cuenta a las ecuaciones de movimiento rectilíneo uniformemente acelerado (MRUA) , ya que damos por hecho que existe una aceleración
Entonces; 1,3=(a/2)·(0,48)^2 Esto nos lleva a a=2,26/0,23= 9,826m/s^2=g Redondeando g=9,82m/s^2 Y con un último redondeo g=9,8 m/s^2 5) Si tomamos g como 9,8 el error es mínimo y totalmente humano , al no tomar con total precisión las medidas. Si tenemos en cuenta la gravedad de la vida real (en realidad la media de todas las gravedades de la tierra) , 9,78m/s^2 , el error es ya mayor , de unos 0,4 m/s^2 , casi medio metro /s^2 según nuestros cálculos y 0,2m/s^2 si tomamos el modelo que se nos da de g = 9,8m/s^2
Comparando esta gráfica con la que hemos realizado anteriormente en, vemos que en ambas nos sale una recta, pero en la primera hay unas pequeñas irregularidades por la toma de datos, como también hemos dicho antes en este mismo punto. 6) “La conservación de la energía requiere que la energía mecánica total de un sistema permanezca constante en cualquier sistema aislado de objetos que interactúan solo a través de fuerzas conservativas” La velocidad de la bola es de 4,38m/s en el punto 6, y para calcular de nuevo esta velocidad usaremos la siguiente ecuación del teorema de conservación de la energía: Vf= √ 2gh Vf=√2*9,8*1.13 Vf= 4,7m/s^2
El pasado 23 de marzo con motivo del Año Internacional de la Astronomía nos pusimos de acuerdo diversos centros escolares de España para medir el radio de la Tierra, siguiendo el procedimiento que utilizó Eratóstenes en el año 240 a.C. Pero primero debemos de saber qué dedujo Eratóstenes.
ERATÓSTENES:
En Alejandria en el siglo III a.C vivó Eratóstenes, también conocido como “beta” la segunda letra del alfabeto griego ya que según un envidioso contemporáneo suyo era el segundo mejor del mundo en todo. Aunque debería llamarse alfa puesto que fue astrónomo, historiador, geógrafo,filósofo, poeta, matemático y crítico teatral. Su principal motivo de celebridad es la determinación del tamaño de la Tierra. Para ello inventó y utilizó la trigonometría, así como los conceptos de longitud y latitud, aunque al parecer, estos conceptos ya los introdujo Dicearco. Lo que Eratóstenes descubrió fue que en Syene, en el día más largo del año (el 21 de junio) la sombra de las columnas o de cualquier objeto puesto en vertical, disminuía de longitud al acercarse las doce del mediodía. En ese mismo día, conforme avanzaban las horas hacía el medio día los rayos del sol iluminaban las paredes interna de un pozo en el que, habitualmente, no llegan los rayos del sol. Justo a las doce del mediodía las columnas no proyectaban sombra y la luz del sol caía en el agua del pozo. En ese momento el Sol estaba en su altura máxima, es decir, en su cenit. Esto parece no tener mucha importancia, pero Eratóstenes era científico y se veía en la obligación de saber porqué pasaba esto. Quiso saber la respuesta de forma experimental y por ello colocó una estaca en Alejandria para ver si el 21 de junio a las doce del mediodía, la estaca proyectaba sombra, y así fue. Eratóstenes no comprendía como era posible que en el mismo día y a la misma hora una estaca proyectara una sombra en Alejandria pero en Syene a 800 km no.
Lo que hizo fue pensar que una había una estaca en Alejandria y otra de la misma longitud en Syene. Si la Tierra fuese plana tendría lógica que en un momento ninguna de las dos proyectará sombra, o que proyectaran la misma sombra. Pero esto no es lo que ocurría. La única respuesta que consiguió fue que la Tierra no fuese plana si no curva, y llego a la conclusión de que cuanto mayor fuese esa curva mayor sería la diferencia de la sombra. Como el Sol está tan lejos, sus rayos caen paralelos a la Tierra y por tanto dos estacas a diferentes ángulos proyectaran sombras diferentes.
Por la diferencia entre las dos sombras, la distancia entre las dos ciudades debería de ser de 7º sobre la superficie de la Tierra. Además se dio cuenta de que, si esto era así, la Tierra debía estar inclinada de tal manera que los rayos cayesen en unos sitios de la Tierra perpendiculares y en otros no:
Sin embargo si no estuviera inclinada esto no sería posible. Eratóstenes sabía la distancia que había entre las dos ciudades porque contrato a un hombre para que se recorriera a pie la distancia y así saber su medida. Ahora pensó que 7º es como un quincuagésimo de una esfera de 360º, por lo tanto 800 * 50= 40000 km y esa era la longitud de la Tierra.
AHORA NOS TOCA A NOSOTROS:
Nosotros hemos querido imitar este proceso para poder sacar por nosotros mismos la longitud de la Tierra. Para ello hemos utilizado el siguiente material:
Un gnomon: Objeto alargado que proyecta una sombra, independientemente del ángulo que forme con el cuadrante ; estará inclinado con respecto al plano horizontal con un ángulo igual a la latitud del lugar en el que se encuentre. En este caso nuestro gnomon es un recogedor.
Una plomada Nos servirá para determinar la horizontalidad del suelo.
Papel kraft Donde pintaremos la evolución de la sombra
Cinta adhesiva Para fijar el papel en el suelo
Rotuladores o bolígrafos Para poner las marcas en el papel
Una brújula Para poner el papel en una dirección este-oeste para que la sombra no se salga del papel.
Reloj Para controlar cada cuanto tiempo tomamos las medidas
Compás El compás estará formado por un taco de madera y una cuerda.
Metro:
PREPARACIÓN 1)Tenemos que asegurarnos que el suelo esté lo mas horizontal posible. Para ello vamos a atar la plomada al mango del recogedor para que la plomada quede perpendicular a este.
2)Extendemos el papel kraft donde tomamos las medidas pero primero, con ayuda de la brújula, nos tenemos que asegurar de que el papel esté puesto en dirección este-oeste, de tal manera que no se salgan las sombras del papel.
3)Una vez tenemos el papel colocado lo fijamos con la cinta adhesiva.
4)Ponemos el gnomon en el papel y con un rotulador bordeamos su perfil. De esta manera si el gnomon se mueve, sabremos donde estaba.
5)Tenemos que asegurarnos de que el mango del gnomon esté bien vertical y para ello vamos a atar la plomada al mango del recogedor para que la plomada quede perpendicular a este.
6)Es recomendable poner un peso en el recogedor para que no se mueva.
TOMANDO MEDIDAS: Tenemos que tomar las marcas justo en el punto en el que se termina la sombra del gnomon en el papel. Nosotros tomamos cada toma cada 5 minutos. A la hora de hacer los cálculos nos será util saber cuando se realizó cada toma, así que cada vez que hagamos una marca pondremos al lado la hora exacta en la que la hemos tomado. Este proceso se debería hacer desde las 11 de la mañana hasta aproximadamente la 13:30 de la tarde. Conforme vamos haciendo las marcas nos damos cuenta de que la trayectoria seguida por la sombra es parabólica pero muy poca curva, casi una recta.
HACIENDO CÁLCULOS: Lo que tenemos que hacer ahora es tomar la medida mínima y en que momento se a producido. Para ello, y haciendo centro en el centro del gnomon, tendremos que hacer surcos de circunferencia de cualquier radio, lo importante es que corte en dos puntos a la trayectoria. Una vez tenemos esos dos puntos sabemos que esos puntos, en tiempos diferentes, tenían la misma longitud de sombra, por lo tanto el punto mínimo se encontrará en los puntos que se encuentran entre esos dos. A esos dos puntos les llamamos P1 y P2. Ahora tenemos que hacer las mediatrices de P1 y P2.
Esta linea (en la ilustración, la linea azul) sería la dirección norte-sur. En el momento en el que la trayectoria de la sombra cortó la linea norte-sur, ese punto, sería la longitud mínima. Medimos con el metro la distancia entre ese punto y el centro del gnomon para saber la distancia. A nosotros no salió 69cm a las 13:27. Pero a esta distancia le tenemos que restar el radio del recogedor, porque quien proyecta la sombra no es el centro del gnomon si no su borde. 69-1,5= 67,5cm.Esto nos servirá para calcular la altura del Sol sobre el horizonte. Para ello tenemos que tener en cuenta que la tangente del ángulo altura del sol sobre el horizonte es: altura del gnomon dividido por la longitud de la sombra. Una función arcotangente. En nuestro caso la altura del gnomon era de 78cm, por lo tanto: 78/67,5= 1,15
CÁLCULOS
El colegio que elegimos para comparar nuestros resultados fue el IES Tirso de Molina que esta a 43,30 km del paralelo 40, y es, de todos los colegios que se han presentado al proyecto, el que estaba más cerca del meridiano que pasa por nuestro colegio. Este colegio esta a un altura del Sol de 51,09º y es Sol tuvo su cenit a las 13:04:37. Nuestro colegio, el Base, está a 56,56km del paralelo 40º, esta a una altura de 41,04º con respecto al Sol y obtuvo su cenit a las 13:20:51. Teniendo en cuenta estos cálculos vamos a determinar el radio de la Tierra. Base: 90º-41,04º= 48,96º IES Tirso de Molina: 90º-43,30º=46,7º
Para calcular la diferencia angular solo tendríamos que restar ambas magnitudes: 48,96-46,7=2,26º La distancia entre los dos colegio es de 87.35km en linea recta por lo tanto 2,26º-----87.35 360º-------x x= 87.35 *360/2,26º= 13914.15 el perímetro de la Tierra es de 13914.15 Como el perímetro de una esfera de de 2pi.r, y teniendo en cuenta que queremos sacar el radio, ponemos r como incógnita: 13914.15 =2pi.r 6957.075= pi r 2214.50=r El radio de la Tierra es de 2214.50
Dinamómetro: Es un instrumento utilizado para medir fuerzas. Por eso mismo consideramos que antes de comenzar la explicación de este instrumento deberíamos dar el concepto de fuerza: La fuerza es una magnitud física de carácter vectorial capaz de deformar cuerpos modificar su velocidad, o vencer su inercia y ponerlos en movimiento si están en reposo. Se suele confundir con esfuerzo o energía. En el Sistema Internacional de Unidades la fuerza se mide con Newtons (N). Teniendo esto en cuenta comencemos con el dinamómetro:
Fue inventado por Isaac Newton. Como ya hemos dicho es un instrumentos que mide fuerzas, y sus unidades son lo Newtons, de ahí que el lector pueda deducir porqué la fuerza se mide en Newtons. No debe confundirse con la balanza puesto que esta mide masas , aunque si se puede comparar con la báscula
Este instrumento consiste generalmente en un muelle contenido en un cilindro de plástico o normalmente metal, con dos ganchos en cada extremo. Llevan marcada una escala, en unidades de fuerza (N), en el cilindro hueco que rodea al muelle. Al colgar algún peso o ejercer una fuerza sobre el gancho inferior, el cursor del cilindro interior se mueve sobre la escala interior indicando el valor de la fuerza. Sus muelles presentan un límite elástico de modo que si se aplican fuerzas muy grandes se produce un alargamiento excesivo y se puede sobrepasar el límite de elasticidad (tensión máxima que un material elástico puede soportar sin sufrir deformaciones permanentes) Al sobrepasar este límite se producen las deformaciones permanentes y no recupera su posición original al quitar las cargas, que conlleva a la inutilización del dinamómetro. Balanza:
Es una palanca de primer género de brazos iguales que mediante el establecimiento de una situación de equilibrio entre los pesos de dos cuerpos permite medir masas. Para realizar las mediciones se utilizaban patrones de masa cuyo grado de exactitud depende de la precisión del instrumento. Al igual que la romana, pero a diferencia del dinamómetro o una báscula, los resultados de las mediciones no varían con la magnitud de aceleración o gravedad. El rango de medida de y precisión de una balanza puede variar desde varios kilos (con precisión de gramos) en balanzas comerciales o industriales; hasta unos gramos (con precisión en miligramos) en una balanza de laboratorio. El lector se preguntará porqué en una balanza de laboratorio la precisión está en miligramos, pudiendo variar solo unos gramos mientras que en las comerciales o industriales tienen una precisión en gramos, pudiendo variar en kilos. La respuesta es muy sencilla, en un laboratorio se necesita mucha precisión, de la que hablaremos más tarde. Durante los últimos años se ha producido un cambio muy significativo en las balanzas, siendo ahora electrónicas con una lectura directa y precisa.
También llamado cartabón de corredera, pie de rey , pie de metro, pie a Coliza, o Vernier es un instrumento para medir dimensiones de objetos relativamente pequeños, desde centímetros hasta fracciones de milímetros. Es un instrumento sumamente delicado y debe maniobrarse con habilidad, cuidado y precaución de no rayarlo ni doblarlo. Consta de una regla con una escuadra en un extremo, sobre la cual se desliza otra destinada a indicar la medida en la escala. Permite apreciar longitudes de 1/10 ; 1/20; 1/50 de milímetro utilizando el nonio (segunda escala auxiliar que tienen algunos instrumentos de medición y que permite observar la medición con mayor precisión al complementar las divisiones de la regla o escala principal del instrumento de medida). Mediante piezas especiales en la parte superior y en su extremo, permite medir dimensiones internas y profundidades Componentes:
Existen modernos calibre de lectura digital
PRECISION Y EXACTITUD:
Precisión: Lo cerca que los valores medidos están unos de otros. Exactitud: Es lo cerca que el resultado de una medición está del valor verdadero. En el dinamómetro la precisión varía en función de la unidad de medida como por ejemplo no es lo mismo un dinamómetro que se utilice para medir la presión de un amortiguador de una cocha a un dinamómetro que se utilice para un vial de anestesia presurizado. Cuanto más pequeño sea el margen de error tiene que ser y es menor. En la balanza El rango de medida, y la precisión, es decir, la capacidad de discriminación de ésta vendrá dado por la unidad de medida; una será el kilo, gramo, miligramo o microgramo (millonésima parte de un gramo) etc…dependiendo de la calibración de la balanza. En el calibre: Normalmente los calibres están calibrados en milímetros aunque existen otros más precisos que van a la centésima parte de milímetro, que se usan para industrias tecnológicas y maquinaria de alta precisión.
El procedimiento inicial que debemos seguir para que el dinamómetro y la balanza nos den valores exactos es ajustándolo para que tenga una mayor exactitud, asegurar la precisión en la medida y disminuir así el sesgo. Este ajuste se consigue cuando ambos aparatos indiquen 0.
2) Unidades de medida según el sistema internacional: Peso: se mide en Newtons (N), ya que es una unidad de fueza Masa: se mide en kilogramos (Kg) Volumen: se mide en metros cúbicos (m3) En las unidades de medida del Sistema Internacional se diferencian dos grupos: las unidades fundamentales y las derivadas. La masa es una unidad fundamental y el volumen y el peso son unidades derivadas. La ecucación de dimensión del peso es m·kg·s-2
3) a) Si aplicamos la ecuación de peso P=mg, acto seguido,despejamos m, quedando así m=p/g y sustituimos conceptos.
Sí, hay ligeras discrepancias entre los resultados de la balanza con neustros cálculos. Puede de verse a distintos redondeos realizados ya que la diferencia es muy pequeña.
b) Ambas esferas tienen como diametro 2,51cm y de radio 1,25
4) Próxima entrada
5) Experiencias empuje
EXPERIENCIA 1 -bolas con mismo volumen y distinto material bola 1: 0,4 Newtons bola 2: 0,5 Newtons bola 3: 0,25 Newtons .a sumergir en 10 cm^3 de agua resultado: bola 1: 0,3 Newtons --> empuje: 0,1 Newton bola 2: 0,4 Newtons --> empuje: 0,1 Newton bola 3: 0,15 Newtons --> empuje: 0,1 Newton Conclusión: Para cualquier peso y con el mismo volumen, el empuje del agua siempre es de 0,1 Newtons o siempre es el mismo empuje para todos
EXPERIENCIA 2 -bolas con distinto volumen y mismo material bola 1: 0,4 Newtons bola 2: 0,5 Newtons bola 3: o,3 Newtons .todas se sumergen en la misma cantidad de agua resultado: bola 1: 0,3 Newtons --> empuje: 0,1 Newton bola 2: 0,39 Newtons aprox --> empuje: 0,11 Newton aprox bola 3: o,26 Newtons aprox --> empuje: 0,04 Newton aprox Conclusión: para mismos materiales con distintos pesos y volúmenes, el empuje no es el mismo. Cada volumen tiene su propio empuje
EXPERIENCIA 3 -esfera, cubo y cilindro con mismo material y mismo peso bola: 0,4 Newtons cubo: 0,4 Newtons Cilindro: 0,4 Newtons .a sumergir en la misma cantidad de agua resultado: bola: 0,3 Newtons --> empuje: 0,1 Newton cubo: 0,3 Newtons --> empuje: 0,1 Newton Cilindro: 0,3 Newtons --> empuje: 0,1 Newton Conclusión: no importa la superficie de un cuerpo respecto al empuje que sufre sumergido en un líquido
EXPERIENCIA 4 -tres bolas idénticas en tres líquidos distintos , siendo 2>1>3 respecto a densidad bola líquido 1: 0,4 Newtons bola líquido 2: 0,4 Newtons bola líquido 3: 0,4 Newtons .se sumergen en sus tres líquidos correspondientes resultado: bola líquido 1: 0,3 Newtons --> empuje: 0,1 Newton bola líquido 2: 0,2 Newtons --> empuje: 0,2 Newton bola líquido 3: 0,35 Newtons --> empuje: 0,05 Newton Conclusión: Cuanto más denso sea un líquido, más empuje tiene y viceversa
EXPERIENCIA 5 -una bola en un vaso de agua.Se quiere demostrar si el empuje varía con la profundidad. bola no sumergida: 0,4 Newtons .se mueve arriba y abajo con el ratón observaciones: aunque en la pantalla del ordenador apenas es apreciable, pero creemos que el empuje sobre un objeto es menor cuanto mayor sea la profundidad. Esto puede ser debido a que cuanto más profundo se encuentra un objeto (y por consiguiente más cerca del fondo) menos agua tiene debajo y viceversa, y por lo tanto menos agua proporciona un empuje más débil. Conclusión: Cuanta mayor profundidad, menor es el empuje y viceversa para cualquier líquido.
EXPERIENCIA 6 -un objeto que pesa 0,5 Newtons y que está conectado a un dinamómetro A es introducido en un recipiente que a su vez realoja el agua expulsada por el objeto al ser introducido y lo mete en otro recipiente conectado a un segundo dinamómetro (B).Se pretende averiguar si el volumen del objeto desalojado en el agua pesa lo mismo que el propio objeto. Observación:
Volumen del cuerpo introducido (cm^3) 0 5 10 15 20
Volumen de agua desalojada (cm^3) 0 5 10 15 20
Medida del dinamómetro A (Newtons) 0,5 0,45 0.4 0.35 0,3
Medida del dinamómetro B (Newtons) 0,2 0.35 0.3 0,35 0,4
Antes de nada, explicar brevemente las teorías que actualmente hay (bueno las que están basadas en descubrimientos anteriores y por lo tanto se consideran con fundamento):
utilizaremos ¿? Para conceptos que actualmente se desconocen o no están del todo claros
Teoría del Big Bang:Aleatoriamente, surge de una singularidad, llenando de radiación la galaxia. Debido a la temperatura de la radiación (o mas bien porque ¿?) , en este espacio de tiempo, posterior a la propia explosión, después de la expansión inicial del universo, los componentes del mismo se esparcieron en forma de un plasma de quarks-gluones.. Con el enfriamiento del vacío y debido a un fenómeno conocido como bariogénesis , los quarks se conbinaron formando bariones ( protones y neutrones), que crearon la materia y la antimateria, esta última debido a una asimetría causada por las bajas temperaturas. Dicho esto, los protones y neutrones comenzaron a juntarse formando cuerpos o elementos; Deuterio y Helio. Al final, después de una expansión del universo, este sufrirá una contracción conocida como Big Crush
Teoria del estado estacionario: El universo siempre estuvo ahí, ni se creó ni se dejó de crear. El Universo es idéntico se mire COMO se mire, desde el punto DONDE se mire y desde CUANDO se mire. Esta teoría no se ha podido probar de manera directa y no cuenta con tanta aceptación como la primera.
El modelo cíclico : Digamos que es una teoría del big bang tras otra, de esta manera: BB(BIG BANG) -BC(BIG CRUNCH)
¿?-BB-BC-BB-BC-BB-BC-BB-BC-BB-BC-¿?
Explicado esto, pasemos a datar la edad del universo. Como la teoría del BB es la más aceptada, se data según los cálculos que desarrolla esta teoría y según esta teoría (la del modelo cíclico también podría valer), el universo (ESTE universo según el modelo cíclico) se habría originado hace unos 13.600.000.000 años, y se desconoce cuándo acabará.
Para entender esta explicación, es necesario leer y entender primero que es la materia bariónica, la recientemente descubierta materia oscura, la radiación, y la constante cosmológica (una constante inventada por Einstein para ajustar su ecuación para demostrar la curvatura del universo)
Si una de estas variables es exacta, la edad del universo se puede determinar con la ecuación de freidmann, pero esto es suponiendo que el modelo elegido (del big bang) sea el correcto. Si no lo fuera, se podrían hallar más edades diferentes. Las fuentes que hemos utilizado para realizar este trabajo han sido: El universo en la cascara de una nuez (indispensable) wikipedia (bastante completa en estos asuntos)
2- Que es una onda en física y que parámetros la definen :
Las ondas son movimientos ondulatorios que se propagan. Pueden ser mecánicas o electromagnéteicas. las ondas mecánicas necesitan un medio para propagarse y las electromagnéticas se propagan en el vacio. Sus parametros son: Longitud de onda: es la distancia mínima entre dos puntos que oscilan en fase. Normalmente se suele medir la distancia que de dos puntos de una cresta. como dicta el sistema internacional se mide en metros.
Un viedo para la longitud de onda:
Periodo: Tiempo que tarda la onda en recorrer la longitud de onda. Se mide en segundos (S.I)
Frecuencia: es el número de oscilaciones que un punto da en un segundo. Se mide en hertzios (Hz) y se calcula con esta fórmula que proviene de ser la inversa del periodo: f=1/T,
Velocidad: es la rápidez c on la que se mueve la onda. La velocidad depende mucho del medio y se puede calcular con esta fórmula: V= e/T= long. onda/T Amplitud: es el valor máximo que puede adquirir la onda. Normalmente viene dada por el punto más alto de la cresta.
Otros ejemplos de ondas: En estos videos se puede comprobar como funciona una onda recesiva y a la vez como se detiene por su prorpio medio, es decir, como la onda es finita, llega un momento en el que se para.
3- Dios no juega a los dados
Esta cita famosa , también conocida como -”dios no juega a los dados con el hombre”- fué una frase que Einstein dijo para expresar su desacuerdo con la física cuántica..Para alargar un poco más esta actividad , y por supuesto para culturizar al lector, explicaremos el porqué de este desacuerdo.
Heisenberg, Dirac y Schrödinger desarrollaron una nueva visión de la realidad a la propuesta por Einstein con su teoría de la relatividad (ahora llamada relatividad especial).Estos tres físicos afirmaron que cuanto mayor fuera la precisión con que se determinara la posición de una partícula, menor sería la probabilidad de medir su velocidad. A Einstein no le gustó que entrase en juego un elemento imprevisible dentro de las leyes básicas que por entonces se creían que media el universo. A partir de esta teoría surge la física cuántica. Esta no sólo demostró dar explicación a muchos problemas que fueron surgiendo, sino que es la base de la electrónica , la química y la biología molecular
4-Causalidad y determinismo:
Causalidad: Describe la relación entre causas y efectos, fundamental en todas las ciencias naturales, sobretodo en física. En física clásica se asumía que todos los eventos están causados por otros anteriores y que su causalidad se puede expresar por las leyes de la naturaleza. Principio de causalidad: Defiende que todo evento tiene que tener siempre una causa. Esa idea llega a su punto más alto con la afirmación de Pierre-Simon Laplace que decía que si se conoce el mundo actual con total precisión se puede predecir acontecimientos futuros. Esta perspectiva se conoce como determinismo o determinismo casual. Según la física newtoniana la causa viene predicha por el tiempo. La aplicación de este principio se puede extender a toda la vida intelectual humana, especialmente en filosofía y ciencias. Sus formulaciones son: 1) Todo efecto tiene una causa o no existe efecto sin causa 2) Todo cuanto se hace tiene causa o nada se hace sin causa 3) Todo cuanto empieza a existir, debe tener una causa eficiente
Determinismo:
Doctrina filosófica que afirma que cualquier acontecimiento responde a una causa, y si una vez producida la causa, el acontecimiento ha de seguirse sin variación. Dicho de otra forma es la teoría de que toda acción humana está causada por acontecimientos precedentes y no por la voluntad. En filosofía este término defiende que un hecho sin causa no existe. Los científicos se encargan de esto precisamente, de encontrar el porqué de cierto comportamiento y en algunos casos controlarlos. El determinismo científico considera que a pesar de lo complejo que es el mundo y la imposibilidad de predecir su comportamiento, el mundo físico evoluciona en el tiempo según unas reglas predeterminadas y que el azar, o la casualidad, solo es un efecto aparente. La interpretación probabilística de la función de ondas nos permite hallar el valor medio de cualquier función de las coordenadas. La interpretación probabilística de la función de ondas, atenta profunda y directamente en la causalidad y el determismo. El determinismo y la causalidad son la base que ha regido la física clásica. La función de onda forma parte de las teorías que encontramos en la física más moderna, física cuántica y la teoría de la relatividad de Einstein.
La teoría de la relatividad de Einstein básicamente relaciona materia y energía, todo es o materia o energía, siendo ambas dos estados de un mismo. Einstein basó en parte su teoría en la teoría cuántica de Plank, que dice que la luz se trasmite a través de lo que él llamó quantum de energía, es decir, el quantum seria la unidad de emisión de energía. Estos quantum son fotones. Pero esta emisión de los fotones son la materia transformada en energía que se transmite de un cuerpo a otro. Un cuerpo lo emite y por lo tanto su materia pasa a ser energía, pierde fotones, y el cuerpo que lo absorbe gana fotones.
Pero los fotones no solo se comportan en su transmisión como partículas sino que también como ondas.
Al transmitirse como ondas esto daría explicación a cuestiones que la física clásica no podía resolver, o que su resolución aplicando la física clásica era absurda. Pero aparecería una contradicción con la teoría de la causalidad y el determinismo, porque no siempre la misma causa produciría el mismo efecto. Esta onda no es única si no que depende de su interrelación con el resto de ondas y partículas del entorno. Si calculamos todas las posibles ondas de un partícula conoceríamos todas las posibilidades de transmisión de esa partícula y conoceríamos por tanto todos los posibles efectos que se produzcan ante una misma causa. Este cálculo de probabilidades se hace a través de la función de onda. El problema puede ser que dificulta mucho conocer bien el comportamiento de las partículas ante una misma causa porque hay muchos factores que van a condicionar el efecto conseguido ante una causa.
5-¿Como sabemos que la luna está ahí si no la miramos?
Cuando observamos un suceso, en ese instante, vemos una sólo de las posibilidades y esta posibilidad, gracias a nuestra observación, se convierte en la realidad única que precivimos.A día de hoy no hay respuesta definitiva para contestar a la pregunta si existe un mundo aúnque no seamos capaces de mirarlo,lo mismo que existe la luna aunque no seamos conscientes de su realidad si no la miramos.
6-Experimento de la doble rendija
En el video sobre la doble rendija primero se hace una observación con una máquina que lanza pelotitas a una pared y entre medio hay una capa que solo tiene una rendija. Se observa de que logicamente solo impactan las bolas que pasa por esa rendija. Después se hace otra observación con esa misma capa pero através de ondas en el agua y se ve que sólo impacta contra la pared una sóla onda creada por la rendija, pero se hace una variante de este experimento y se agrega una rendija más quedando dos. Se crean dos ondas que se van uniendo varios puntos lo que produce que impactan con fuerza a varias franjas de la pared. Es aqui en donde se ve reflejado la indeterminacion de Heisenberg*) y estas actuan con menor intensidas (colapso de función de ondas*). Además se aprecia que la franja del centro impactan con más fuerza por que el impacto en la franja es mayor (ecuación de Scröndinger). Por otra parte también se hace la misma variante al anterior experimento, pero simplemente quedan dos tiras de bolas incrustadas a la pared.
Entonces deciden hacer un tercer experimento, en el cual una máquina lanza minusculas pelotitas, tal que no son visibles a simple vista e iteneran el proceso. Con una rendija se observa que solo hay una tira incrustada en la pared como en el primer experimento. Al hacer la variante de doble rendija, el resultado es el mismo que con las ondas en agua, es decir, hay varios puntos que chocan con más fueza en la pared. Como no existia una explicación a esto prueban hacer lo mismo pero la maquina en este caso iba a tirar las minusculas pelotas de una en una ya que una hipótesis era de que se interferian unas a otras. El resultado fue el mismo, habían varias zonas donde impactaba con más fuerza. Como matemáticamente era dificil de creer, itineraron el proceso pero con una camara lenta. Pudieron observar como la pelota diminuta se separaba en dos y pasaba por las dos rendijas, se volvía a juntar e impactada, es decir, actuaba como si fuese una onda contradiciendo así la física clásica.
la relación de indeterminación de Heisenberg o principio de incertidumbre afirma que no se puede determinar, simultáneamente y con precisión arbitraria, ciertos pares de variables físicas Apuntes: La ecuación de Schodinger Describe la evolución temporal de una partícula masiva no relativista. Es de importancia central en la teoría de la mecánica cuántica, donde representa para las partículas microscópicas un papel análogo a la segunda ley de Newton en la mecánica clásica. Las partículas microscópicas incluyen a las partículas elementales, tales como electrones, así como sistemas de partículas, tales como núcleos atómicos. La dualidad onda-corpúsculo De acuerdo con la física clásica existen diferencias entre onda y partícula. Una partícula ocupa un lugar en el espacio y tiene masa mientras que una onda se extiende en el espacio caracterizándose por tener una velocidad definida y masa nula. Actualmente se considera que la dualidad onda-partícula es un “concepto de la mecánica cuántica según el cual no hay diferencias fundamentales entre partículas y ondas: las partículas pueden comportarse como ondas y viceversa.” el coolapso de función de onda consistente en la variación abrupta del estado de un sistema después de haber obtenido una medida. Thomas Young y la doble rendija:
DE CIENTIFICO A CIENTIFICO Y TIRO PORQUE ME TOCA La enseñanza , formación y transpaso de conocimiento entre científicos.
A nuestros ojos, el que un Científico enseñe directamente (sin ser a traves de publicaciones suyas como libros, articulos etc..) a su alumno es fundamental si se quiere mantener un leegado o un hilo de conocimiento. Se han dado casos en los que el aprendiz acaba la teoría del maestro despues de la muerte de éste, y si dicho cientñifico no hubiera enseñado a su aprendiz lo que el sabía , nunca hubiera podido terminarse su teoría. El ser humano siempre evoluciona, y evoluciona gracias a que transmite sus conocimientos a los demas.Es por esto que consideramos que es imprescindible que se enseñe a primera mano.
Aprender puede ser perjudicial pero nunca malo.
ACTIVIDAD 2
DIFERENCIAS ENTRE LA FÍSICA Y LA QUÍMICA:
INTRODUCCIÓN: Física: Ciencia que estudia la materia y la energía así como las las leyes a las que están sujetas Química Ciencia que estudia la materia y sus transformaciones.
Por ejemplo el estudio del movimiento de un coche es física porque el coche no cambia, solo se estudia su inercia, velocidad etc si se quema un papel este deja de ser papel para ser carbón y dióxido de carbono ( química)
MÁS A FONDO: QUIMICA:
La química estudia la composición, estructura, propiedades de la materia, como los cambios que esta experimenta en las reacciones químicas y su relación con la energía. La disciplina química a sido agrupada en grupos mas pequeños:
Química orgánica: Trata con la materia orgánica ( los compuestos orgánicos son aquellos que contienen carbono formando enlaces covalentes. Estos compuestos se denominan moléculas orgánicas. Hay dos tipos : las naturales ( sintetizados por los seres vivos y llamadas biomoléculas) y las artificiales ( no existen en la naturaleza, creados por los hombres como el plástico) Química inorgánica: Estudia la materia inorgánica ( compuestos formados por varios elementos. Su componente principal no siempre es el carbono, siendo el agua el mas abundante. Participan en casi toda la totalidad de los elementos conocidos) Bioquímica: Estudia los componentes químicos de los seres vivos. Especialmente proteínas, carbohidratos, lípidos y ácidos nucleico. Se basa en que todo ser vivo contiene carbono y que en general las moléculas biológicas están compuestas por carbono, hidrógeno, O2, fósforo y azufre. Físico-química: Aspectos energéticos de sistemas químicos a escalas de macroscópicas, moleculares y atómicas química analítica: Estudio de la composición química de un material o muestra mediante diferentes métodos. Neuroquímica: Es mas actual. Estudia los aspectos químicos del cerebro.
FÍSICA:
Es una de las disciplinas más antiguas. En los dos últimos milenios había sido considerada como sinónimo de filosofía y química y ciertas ramas de la biología y las matemáticas. Pero, tras la revolución Científica del siglo XVI, se convirtió en ciencia con derecho propio. No es solo una ciencia teórica si no que también es una ciencia experimental ya que, como cualquier ciencia, busca que sus teorías puedan ser validadas mediante experimentos y que esta teoría pueda dar lugar a desarrollar teorías para próximos experimentos. Se puede considerar como la ciencia básica ya que reúne en su estudio química, biología y electrónica, además de explicar sus fenómenos. Gracias a esta ciencia tenemos conocimiento de la descripción de partículas fundamentales microscópicas( el átomo), el nacimiento de las estrellas en el universo e incluso conocer algunos de los acontecimientos previos a la aparición de nuestro universo ( el big-bang). “He cambiado muchas veces en mi vida pero nunca de manera tan brusca como en esta metamorfosis” Al analizar esta frase pronunciada por Rutherfor cuando le dieron el premio Nobel de química siendo el físico podemos encontrar su explicación cuando conocemos que descubrimiento de Rutherford le otorgó el premio Nobel de química. Con su trabajo sobre el estudio de las emisiones radiactivas de la materia ( que es física ya que estaba estudiando la energía que se desprende de la materia) y llegó a descubrir que esta estaba acompañada con la desintegración de los elementos que forman la materia ( química dado que es el estudio de una transformación de la materia)
Toda ciencia o es física o es colecionismo de sellos. Rutherford considera que la física es la única ciencia validad puesto que es considerada ciencia básica porque reúne en su estudio química, biología y electrónica, además de haber sido considerada sinónimo de filosofía y química y ser una rama de las matemáticas.
Se le otorgó el premio de química y no el de física porque tuvo más transcendencia la parte química de su descubrimiento que la física porque era más novedoso.
ACTIVIDAD 3
NIKOLA TESLA
Nikola Tesla( fué un científico e inventor nacido en la actual Croacia a mediados del S.XIX. Para empezar, hay que entender que la época en la que creció Tesla se dió la revolución económica e indiustrial más importante en siglos, donde los hombres de negocios y empresarios empezaban a asentarse y a formar compañias comerciales e industrias. Es aquí cuando el ser humano empezó a descubrir y experimentar con la electricidad.
Su rivalidad con Thomas Alva Edison y Marconi fueron mundialmente conocidas, y aquí se explica el porqué de cada una
Tesla empezó a trabajar en una compañía de Edison (por entonces famoso gran inventor y hombre de negocios dueño de múltiples negocios), donde desarrolló su teoría de la corriente alterna, que le permitiría diseñar el primer motor eléctrico. Viendo que la CA (corriente alterna), era mucho más eficiente que la CC(corriente continua) ideada por Edison, decidió separarse y fundar su propio centro de trabajo. Westinghouse , empresario adinerado , conoció a Tesla y le empleó en su empresa.Esto generaría la llamada “guerra de las corrientes”, en la que se enfrentarían Edison, con su CC y Tesla, con su superior CA. Es por esto de su rivalidad con Edison. Un dato curioso es que Edison, empeñado en desacreditar a Tesla, ordenó a uno de sus empleados (Harold P. Brown) a investigar la electrocución, y este acabó desarrollando la silla eléctrica.
El mismo año, Tesla inventa el primer radiotransmisor (o simplemente radio),u y Marconi intentó patentar la misma cosa un tiempo más tarde, aunque fracasó. No obstante, Fue él (Marconi), quien se hizo famoso por comunicarse por primera vez sin cables de un pais a otro , de Dover a Wimereux (Inglaterra y Francia respectivamente).Esto produjo un nuevo conflicto entre las compañias de Tesla y Marconi.
Un dato curioso es que fué gran amigo de Mark Twain , famoso escritor de la época y autor de Tom Swayer y Huckleberry Finn
Invenciones(y descubrimientos): -La primera radio -La primera central hidroeléctrica en Búfalo (EEUU) -La bombilla sin filamento -La lámpara fluorescente -La bobina de tesla-Las primeras teorias sobre el radar -El submarino eléctrico -El control remoto -Los rayos T -Los rayos X -Varias cosas más
El truco final: No pretendiendo ser ni una crítica ni un análisis, recomenamos ver esta película, porque, aunque fantasiosa y lenta para algunos gustos, es una excelente ventana al mundo industrial del S. XIX, por no decir, que Tesla es interpretado por el genial David Bowie
Nikola Tesla
David Bowie en El truco final
Guglielmo Marconi
Thomas Alva Edison
ACTIVIDAD 4
4a) ¿Qué diferencia la fluorescencia de la fosforescencia? La fluorescencia y la fosforescencia son dos minerales luminiscentes. Los fluorescentes emiten una luz azulada al ser estimuladas por alguna radiación externa y esta compuesta generalmente de fluor. Los minerales fosforescentes emiten una luz verde que persiste cuando se les deja de iluminar y esta compuesta generalmente de fósforo. El video de abajo define de nuevo los dos conceptos y nos muestra cómo de usual lo usamos en el día a día:
4b) ¿Qué son los Rayos X? ¿Cómo se descubrieron? Los rayos X son unas radiaciones que pueden atravesar distintos cuerpos permitiéndonos ver que hay dentro de ellos. Hoy en día se aplica sobretodo en la medicina para poder ver si te as roto algún hueso. Son conocidas por “radiografías”. Aquí tenéis un ejemplo de una radiografía.
4c) ¿Qué es la Radiactividad? ¿Cómo fue descubierta? La radiactividad fue descubierto por casualidad por Becquerel. Él estaba preparando una muestra para una clase de la academia en donde enseñaba. La muestra consistía sobre la fosforescencia de una moneda poniéndola en una placa con sales de Uranio que para que diese resultado debía ser expuesta la moneda al sol, pero en París tenía un tiempo con muchos días nublados lo que le desesperó a Becquerel y igualmente expuso la moneda pensando en que iba a ser lo mismo pero con menor resultado hasta que en medio de la clase se dio cuenta de que la moneda y las sales estaban tan nítidas como si hubiesen estado expuestas a una luz intensa. Volvió a repetir el proceso muchas veces en distintos lugares como en un cajón oscuro y el resultado era el mismo. Llegó a la conclusión de que las sales emitían rayos que no tenían nada que ver con la fosforescencia y de que el uranio emitía algún tipo de reacción nueva. En esa época se pensaba que la radiactividad tenía pocas aplicaciones y por ello muchos científicos se negaron a investigarla. Más tarde, alrededor de 1900, Rutherford junto a un alumno definió la radiactividad como la descomposición espontánea de ciertos átomos pesados y que esta descomposición atómica es emitida en tres tipos: alfa, beta y gamma. La radiaciones emitidas son muy peligrosas. Por eso siempre están señalizadas. Por cierto hay que tener cuidado con los órganos reproductores ya que son 20 veces más sensibles que la piel. Aquí os dejamos un video cómico sobre la radiación:
Este es el nuevo símbolo impuesto por la ISO en 2007 que indica que existe radiactividad
4d)¿ Por qué fueron importantes las aportaciones del matrimonio Curie y de Rutherford al trabajo de Becquerel? Joliot y Marie Curie demostraron de una manera más científica que muchas sustancias, primero y elementos simples, después emitían rayos que sólo podían provenir de sus átomos. Además aporto el nombre de “radioactividad”.
Foto: Matrimonio Curie
4e) ¿Qué son las radiaciones alfa, beta y gamma? Ordénalas energéticamente. Rutherford al seguir estudiando sobre la conductividad eléctrica de los gases descubrió los elementos radiactivos, que no emitían rayos sino radiaciones que se basaban en la capacidad de penetración en la materia. Primero descubrió dos a las que llamó alfa, beta y más tarde descubrió que existía una tercera a la que llamó gamma. En primer lugar energéticamente de las tres estaría la radiación gamma. Emite una radiación electromagnética muy energética, es decir, una altísima frecuencia y como consecuencia, una cortísima longitud de onda. También se les dice que son fotones de alta energía, capaz de atravesar el cuerpo de una persona pudiendo hacer daño a los órganos de dentro. La radiación beta le sigue por detrás, es un proceso de descomposición en la que destaca por ser electrones. Como radiación menos energética, la radiación alfa es un tipo de descomposición atómica en la que se caracteriza por tener los átomos de Helio(He) y formados por dos protones y dos neutrones teniendo un núcleo inestable. Esta radiación no es ni capaz de traspasar una hoja de papel. Las tres radiaciones pueden ser nocivas. En la imagen de abajo se representan las tres radiaciones junto a sus características.
4f) ¿Qué es la ley de desintegración atómica? ¿Por qué sirve como método de datación geológica? Trabajo opcional: Investiga sobre el carbono-14
La ley de la desintegración atómica es el ritmo con que los átomos de una muestra radiactiva se desintegran. La medía de vida de los átomos es muy variada ya que puede ser de unos segundos o de miles de millones de años, y su ley precedía a la perfección esta inmensa variación. La aplicación de esta ley esta relacionada con la datación geológica, es decir, si la muestra que se quiere datar tenía elementos como el plomo se podía saber de que año era aproximadamente por que ya sabemos el ritmo de desintegración del elemento. Hoy en día se le sigue dando este mismo uso al descubrimiento y recibe el nombre de carbono 14
Carbono 14: Es un radioisótopo (un átomo con un núcleo inestable debido a la diferencia de número de protones y neutrones que hay en el núcleo del átomo) del carbono, descubierto en 1940 por Martin Kamen y Sam Ruben a los que no se les fue entregado un premio nobel de química, se lo entregaron al quien descubrió sus aplicaciones en la arqueología, Willard Libby. El núcleo del carbono 14 se encuentra en grandes altitudes de unos 9 a 15 km, pero llega a nosotros ya que reacciona con el oxígeno formando dióxido de carbono que penetra en los océanos disolviéndose en el agua, o también nos puede llegar por la fotosíntesis de las plantas. En la actualidad, su gran aplicación es la datación de seres vivos. El proceso es sencillo: Al morir un ser vivo no se incorpora más carbono 14 en el organismo y va decreciendo el carbono ya que se convierte en nitrógeno porque se esta produciendo una reacción. Entonces lo que se hace es medir la cantidad de carbono 14 que hay en el organismo y aplicamos la ley de desintegración atómica. El resultado sera los años que tendrá el fósil encontrado.
Foto: Gracias al Carbono 14 se pueden datar los fósiles como el de la imagen.
4g) ¿Para qué sirve un contador Geiger? Un contador de Geiger es un instrumento que sirve para medir la radiactividad de un objeto.
ACTIVIDAD 5
Tras su descubrimiento en Canadá con el estudiante Soddy , descubrió que la radioactividad era la desintegración de algunos átomos pesados. Había dos tipos, los alfa, átomos de helio (cada partícula era un núcleo de helio formado por dos protones y dos neutrones) y los betas, electrones, y gamma , radiación electromagnética muy energética. Pero Rutherford se interesó mas por los alfas, de hecho, trabajo en ellas con Geiger y Marsden. Situó una fuente radioactiva intensa en un contenedor de plomo cerrado pero con una pequeña abertura a través de la cual, salían los haces de partículas alfa.
Primero, decidieron hacer colisionar estar partículas en un lamina fina de mica. Como se esperaban, las partículas atravesaron sin problemas la lámina. Pero al poner cada vez más capas de mica el haz se iba haciendo más difuso, hasta que el grosor de la capa impedía que estas la atravesaran si no que se quedaban absorbidas en ella.
Mineral mica.
Esto les llevo a la siguiente pregunta: ¿Cómo es posible que las partículas alfa solo atraviesen la lámina fina de mica? La mica está compuesta por átomos, que según la teoría de Thomson, es una masa eléctrica cargada positivamente que tiene incrustados en ella electrones cargados negativamente compensándola.
Teniendo en cuenta esto, los átomos en su conjunto, son neutros por lo que no entendían porque rechazaban a partículas positivas. La probabilidad de que el haz de partículas colisionara con un átomo, en este caso, de la mica, era muy baja. Pero cuando este se produjera, la energía del haz sería tan alta que deteriora la mica, descolocando sus átomos pero atravesándolo y sin apenas desviarse. Rutherford pidió a Geiger y Marsden que en vez de poner mica pusieran dos metales, concretamente oro y platino para ver si estos eran capaces de hacer rebotar a las partículas del haz. Sus compañeros, lo primero que pensaron, era que, ambos metales estaban compuestos por átomos de la misma manera que la mica con lo que su efecto con respecto a el haz no podía ser muy diferente . Las láminas de ambos metales tenían que ser muy finas para que las partículas no quedaran absorbidas en ella.
Para llevar a cabo su experimento, colocó una pantalla semicircular de sulfato de cinc (ZnSO4) detrás de la lámina de oro sobre el cual se disparará el chorro de haz de partículas alfa. Al lanzar el chorro las partículas rebotaban, algunas incluso, con un ángulo de 90 grados.
Al repetir muchas veces el mismo procedimiento llegaron a la conclusión de que una de 8000 partículas incidentes rebotaba en la lámina de oro. Hicieron lo mismo con pan de platino y sucedió lo mismo. Se peguntaron que había en esos átomos que al chocar contra el oro rebotaran. Rutherford le pidió a sus colaboradores que investigaran como de pequeños tendrían que ser los átomos, como de compactos y cargados positivamente, ya que de otra forma, no los repelerían. Tras unos días de investigación cayeron en la cuenta de que los átomos tenían toda la carga eléctrica positiva y toda su masa concentrada en una masa mucho más pequeña que el propio átomo descubriendo así el núcleo atómico. Esto explicaría como era posible que solo algunas partículas chocaran contra el oro y rebotaran hacía atrás, porque en realidad chocaban con los núcleos. Además de tener electrones tenía protones en la misma proporción y carga eléctrica que los electrones. Lo único que variaba con respecto a ellos es que eran de tamaño superior. Estos protones (llamados así por Rutherford) se amontonaban formando así el núcleo y los electrones orbitaban alrededor de él siendo similar a nuestro sistema solar.
El sol es el núcleo y los planetas los electrones
Sin embargo, una duda más rondaba por la cabeza de Rutherford: ¿Cómo es posible que cargas eléctricas del mismo signo no se repelan en un espacio tan reducido? Su respuesta a esa pregunta era que había una fuerza de la naturaleza que los unían y que seguramente entre los protones habría alguna partícula que neutralizara el poder de las cargas eléctricas positivas y de esta manera que suministrara esa fuerza. Así descubrió los neutrones en 1932.
REPASO POR LA HISTORIA DEL ÁTOMO:
Es como si se disparara un obús naval de buen calibre sobre una hoja de papel y rebotara. En esta frase muestra la incomprensión que le suposo a Rutherford al encontrar que algo tan pesado y contundente como puede ser un obús puede rebotar con algo tan ligero cmom una hoja de papel, sin destruirlo si no rebotando en él.
ACTIVIDAD 6 En el modelo de Rutherford, los electrones se movían alrededor de un núcleo como hacían los planetas alrededor del sol. Sin embargo, los electrones no caían al núcleo ya que la fuerza de atracción electroestática era contrarrestada por la tendencia del electrón al moverse en línea recta. Este modelo sirvió hasta que se observó una contradicción, de acuerdo con las leyes del electromagnetismo, un electrón o todo objeto cargado eléctricamente que es acelerado, cuya dirección lineal es modificada, emite radiación electromagnética. En el modelo atómico de Rutherford, el electrón cambiaba su dirección lineal continuamente ya que seguía una trayectoria circular. Teniendo en cuenta esto, debería emitir una radiación electromagnética y esta causaría la disminución de la energía del electrón por lo que debería caer al núcleo. Fue sustituido por el modelo atómico de Borh un año más tarde. MODELO DE RUTHERFORD 1911:
1)El átomo tiene una zona central llamada núcleo en la que se encuentra toda la carga positiva y casi toda la masa del átomo. 2)La zona exterior del átomo es la corteza por donde circulan los electrones (carga negativa) rodeando al núcleo. 3)Los electrones circulan a gran velocidad 4)El tamaño del núcleo es unas 100000 veces menor que el del átomo. INTERACCIONES DE LA NATURALEZA:
Existen 4 interacciones fundamentales :
La gravitatoria: Fuerza de atracción que experimentan entre sí los objeto con masa
Electromagnética: Interacción que ocurre entre las partículas con carga eléctrica.
Nuclear fuerte: Es la responsable de que los protones y los neutrones están unidos entre sí formando el núcleo atómico. Tiene un alcance muy corto, de ahí al pequeño tamaño de los núcleos.
Nuclear débil: La encontramos en fenómenos radioactivos de tipo beta, que es lo mismo que la desintegración de partículas y núcleos atómicos. En este caso (aplicándola al modelo atómico de Rutherford) la que nos interesa es la nuclear fuerte ya que sin esta fuerza se desintegraría el átomo empujado por la interacción electromagnética y estallaría como una bomba. Esta última también es muy importante ya que sin ella los electrones saldrían dispersados. A Rutherford y su equipo se le considera el padre de la interacción nuclear ya que con su modelo atómico se aplican dos de ellas la nuclear fuerte (que fue la primera vez que apareció ya que no se había descubierto el núcleo antes) y la electromagnética que mantiene a los electrones orbitando alrededor del núcleo. UN VIDEO PARA COMPRENDER:
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aire. Aquí ponemos un gráfico de este movimiento en el que se puede ver la posición de un cuerpo en caída libre a intervalos regulares de 1 segundo, (la regla amarilla de la derecha)
La ecuación que relaciona v-t en el MRUA es:
