martes, 7 de febrero de 2012
Magnetita y breve historia del magnetismo
La magnetita se trata de un mineral del grupo de los óxidos, mezcla de óxidos de hierro FeO.Fe2O3 que también puede representarse como (Fe3O4). Cristaliza en el sistema cúbico, generalmente en octaedros o rombododecaedros. Es un mineral muy denso, frágil, duro y con propiedades ferromagnéticas, es capaz de atrae al hierro y al acero junto con otros metales. Su color es pardo negruzco, con brillo metálico. Es una de las principales menas de hierro.
En la antigüedad se la conocía como piedra imán.
El magnetismo en la antigüedad
El magnetismo se conoce desde hace muchos siglos, pero es difícil saber cómo y cuándo se descubrió. Son muchas las leyendas que han circulado sobre la llamada "piedra de imán. Una de ellas es la del pastor Magnus, del que se dice que cuando iba con su rebaño por el monte notó una fuerza que atraía su bastón de punta de hierro. La tracción era tan fuerte que el bastón se quedó pegado a la roca y no pudo separarlo. Otra leyenda muy extendida es la de la isla de la montaña de imán que atrae con gran intensidad a todos los barcos que pasan en su proximidad, hasta que los atrapa y los destruye arrancándoles todos los elementos metálicos.
La realidad es que la piedra de imán existe y, hoy en día, la conocemos con el nombre de magnetita. Parece que el termino magnetismo, procede de la región de Asia Menor conocida con el nombre de Magnesia, en donde se cree que fue encontrada por primera vez la piedra de imán. El primero en señalar sus propiedades fue Tales de Mileto (siglo VI a. de C.) Y, ya, Platón (siglo IV a. de C.) conoce que su propiedad puede transmitirse al hierro. También se cree que el primero en encontrar una utilidad práctica para la piedra de imán fue el general chino Huang Ti (siglo IV a. de C.) Que utilizó la piedra magnética directamente para orientarse, pero sólo en Tierra.
La gran aplicación práctica de la piedra magnética fue la imantación de barras metálicas a partir de las que se construyeron las brújulas que se introdujo en Europa a través de los árabes.
En la antigüedad a la magnetita se le atribuían muchas propiedades. Se decía que curaba el reumatismo y la gota y que permitía hablar con los dioses. En el siglo XVI Paracelso intentó utilizar el magnetismo para curar enfermedades, aunque no logro nada. Todos sus supuestos éxitos se debieron al efecto placebo. Hoy en día también se nos intentan vender pulseras magnéticas y otros artefactos como remedio para muchas dolencias, aunque no hay ninguna constancia científica de sus ventajas.
El estudio del magnetismo
Como ya se ha dicho, Tales y Platón describen los efectos magnéticos. Pero, parece que fue Empedocles (siglo V a. de C.) el primero en tratar de encontrar una explicación a este fenómeno y responder a la pregunta: ¿por qué atrae el hierro al imán? Para él, el hierro es "empujado" hacia el imán porque produce emanaciones y porque el imán es una sustancia porosa, de forma que el tamaño de los poros del imán corresponde al de las emanaciones del hierro, así este es arrastrado tras las emanaciones y atraído. Una explicación muy similar fue recogida por Lucrecio en su De rerum natura (siglo I).
Se sabe que el primer estudio, con un carácter científico, de la magnetita lo realizó Pierre Pelerin de Malicourt (siglo XIII) conocido también como Pedro el Peregrino. Fue el primero en definir los polos magnéticos y las leyes de la atracción y de la repulsión.Posteriormente William Gilbert, en su obra De magnete (1600) describió las propiedades de los imanes y fue el primero en considerar la Tierra como un gigantesco imán para poder explicar así el funcionamiento de la brújula.
Hoy en día la ciencia moderna nos presenta un panorama bastante completo del magnetismo en el que todas las sustancias tienen, de una u otra forma, propiedades magnéticas debidas al movimiento de las cargas eléctricas.
lunes, 6 de febrero de 2012
Espejos
La óptica física es la rama de la óptica que toma la luz como una onda y explica algunos fenómenos que no se podrían explicar tomando la luz como un rayo. Estos fenómenos son:
- Difracción: es la capacidad de las ondas para cambiar la dirección alrededor de obstáculos en su trayectoria, esto se debe a la propiedad que tienen las ondas de generar nuevos frentes de onda.
- Polarización: es la propiedad por la cual uno o más de los múltiples planos en que vibran las ondas de luz se filtra impidiendo su paso. Esto produce efectos como eliminación de brillos
Dentro de la difracción nos encontramos con lentes y con espejos.
Un espejo es una superficie pulida en la que al incidir la luz, se refleja siguiendo las leyes de la reflexión.
El ejemplo más sencillo es el espejo plano. En este último, un haz de rayos de luz paralelos puede cambiar de dirección completamente en conjunto y continuar siendo un haz de rayos paralelos, pudiendo producir así una imagen virtual de un objeto con el mismo tamaño y forma que el real. La imagen resulta derecha pero invertida en el eje normal al espejo.
También existen espejos cóncavos y espejos convexos. En un espejo cóncavo cuya superficie forma un paraboloide de revolución, todos los rayos que inciden paralelos al eje del espejo, se reflejan pasando por el foco, y los que inciden pasando por el foco, se reflejan paralelos al eje los espejos son objetos que reflejan casi toda la luz que choca contra su superficie debido a este fenomeno podemos observar nuestra imagen en ellos.
¿Pero sabeis como se hace un espejo?
domingo, 5 de febrero de 2012
Explosión cósmica de rayos gamma
El satélite Swift de la NASA ha detectado una explosión cósmica tan luminosa que sus efectos han podido ser observados a simple vista desde la Tierra, a pesar de haberse producido hace 7.500 millones de años, en un momento en el que el universo tenía menos de la mitad de su actual edad y la Tierra todavía no se había formado, informa la NASA en su página web.
“La explosión fue enorme”, ha asegurado el investigador principal del Swift, Neil Gehrels. Según la NASA, se trata del objeto o tipo de explosión más distante jamás observado, situado más allá de la mitad del universo visible. Fue una explosión de rayos gamma, las cuales, la mayoría, ocurren cuando estrellas masivas agotan su combustible nuclear. Sus núcleos comienzan a colapsar para formar agujeros negros o estrellas de neutrones, lo que provoca una potente explosión en la que se desprende gran cantidad de rayos gamma y se expulsan chorros de partículas. Los estallidos de rayos gamma son los más luminosos del universo desde el big bang, detalla la NASA.
La alerta del telescopio Swift detectó la explosión a las 08.12 hora española del pasado 19 de marzo y orientó sus coordenadas hacia la constelación Boötes. Los telescopios en el espacio y desde la Tierra apuntaron rápidamente hacia el estallido, nombrado como GRB 080319B, para captar su destello. Éste, informa la NASA, fue 2,5 millones de veces más luminoso que la supernova más brillante jamás registrada.
sábado, 4 de febrero de 2012
Lorentz y su fuerza
Un 4 de Febrero de 1928 falleció el físico Hendrik Antoon Lorentz, famoso por sus importantes estudios relativos al magnetismo y por su transformación relativista de las velocidades.
Una de las principales aportaciones que realizó a la física fue su estudio sobre las fuerzas magnéticas también llamadas fuerzas de Lorentz.
Cuando una carga se mueve con una velocidad no nula en las proximidades de una imán o de un alambre por el que circula una corriente eléctrica aparece una fuerza adicional sobre ella que depende de la velocidad y su dirección. (Admitiendo que no existe campo eléctrico en este sector del espacio).
Experimentalmente se obtienen las siguientes conclusiones:
1. La FUERZA ES PROPORCIONAL al valor de la CARGA
2. La FUERZA ES PROPORCIONAL al MODULO DE LA VELOCIDAD
3. El VALOR, DIRECCIÓN y SENTIDO de la FUERZA depende de la DIRECCIÓN y SENTIDO de la VELOCIDAD.
4. Si la VELOCIDAD de la partícula está dirigida a lo largo de una DETERMINADA LÍNEA del espacio, la FUERZA ES CERO.
5. Si la VELOCIDAD NO ESTÁ DIRIGIDA a lo largo de esta línea, existe una fuerza que es PERPENDICULAR A LA MISMA y es también PERPENDICULAR A LA VELOCIDAD.
6. Si la VELOCIDAD forma un ángulo f con la esta línea, la fuerza es PROPORCIONAL al SENO DEL ANGULO f
7. La FUERZA sobre una carga NEGATIVA es opuesta a la ejercida sobre una carga positiva con la misma velocidad
Por lo tanto la fuerza se puede expresar como:
LEY DE LORENTZ: Toda vez que una carga se desplaza dentro de un campo magnético, recibe una fuerza que es directamente proporcional al valor de la carga, a su velocidad, al campo magnético y al seno del ángulo formado por el vector velocidad y el vector campo magnético.
Si los campos eléctrico y magnético no son modificados por la presencia de la densidad de carga eléctrica ρ y la densidad de corriente , y las dos últimas no son modificadas por dichos campos, la fuerza de Lorentz se puede expresar como:
Dónde L es la longitud del conductor, I la intensidad de corriente y B la inducción magnética
Fuerza de Lorentz sobre una partícula
Fuerza de Lorentz sobre una corriente
viernes, 3 de febrero de 2012
Auroras boreales en pocas palabras
¿Que son?
Las auroras boreales, o luces del Norte, no son, como en un principio se creía, la luz del sol reflejada por el hielo del Océano Ártico o reflejada en cristales de hielo en suspensión en el aire, tampoco la altura a la que se encuentran es tan baja como se pensaba.
La causa de la formación de las auroras está en la interacción del viento solar con el campo geomagnético, la magnetosfera, que envuelve a la Tierra, y con la ionosfera.
El Sol emite, continuamente y en todas las direcciones, un flujo de particulas cargadas: electrones y protones, al que se llama plasma. Las partículas de plasma, "guiadas" por el campo magnético del Sol, forma el viento solar que viaja a traves del espacio a unos 400 km/s, llegando a la Tierra en 4 o 5 días.
¿Que forma tienen?
Las auroras tienen formas, estructuras y colores muy diversos que además cambian rápidamente con el tiempo. Durante una noche, la aurora puede comenzar como un arco aislado muy alargado que se va extendiendo en el horizonte, generalmente en dirección este-oeste. Cerca de la medianoche el arco puede comenzar a incrementar su brillo. Comienzan a formarse ondas o rizos a lo largo del arco y también estructuras verticales que se parecen a rayos de luz muy alargados y delgados. De repente la totalidad del cielo puede llenarse de bandas, espirales, y rayos de luz que tiemblan y se mueven rápidamente de horizonte a horizonte.
¿Cómo se originan?
¿Qué duración tienen?
La actividad puede durar desde unos pocos minutos hasta horas. Cuando se aproxima el alba todo el proceso parece calmarse y tan sólo algunas pequeñas zonas del cielo aparecen brillantes hasta que llega la mañana.
¿De qué colores las hay?
Los colores que vemos en las auroras dependen de la especie atómica o molecular que las partículas del viento solar excitan y del nivel de energía que esos átomos o moléculas alcanzan.
El oxígeno es responsable de los dos colores primarios de las auroras, el verde/amarillo de una transición de energía a 557,7 nm, mientras que el color más rojo lo produce una transición menos frecuente a 630.0 nm. Para hacernos una idea, nuestro ojo puede apreciar colores desde el violeta, que en el espectro tendría una longitud de onda de unos 390,0 nm hasta el rojo, a unos 750,0 nm.
El nitrógeno, al que una colisión le puede arrancar alguno de sus electrones más externos, produce luz azulada, mientras que las moléculas de Helio son muy a menudo responsables de la coloración rojo/púrpura de los bordes más bajos de las auroras y de las partes más externas curvadas.
¿Dónde pueden verse?
Las zonas en las que con mayor frecuencia se pueden observar las auroras corresponden a anillos o, mejor dicho, a óvalos centrados en los polos magnéticos (norte y sur)
La "zona de auroras del norte" se extiende por Alaska, norte del Canadá, sur de Groenlandia, Islandia, norte de Norruega y Rusia. La "zona de auroras del sur" se encuentra en la Antártida y sur del océano Pacífico.
¿Exísten en otros planetas?
Este fenómeno no está restringido a la Tierra. Otros planetas del Sistema Solar muestran fenómenos análogos, como es el caso de Júpiter y Saturno que poseen campos magnéticos más fuertes que la Tierra (Urano, Neptuno y Mercurio también poseen campos magnéticos), y ambos poseen amplios cinturones de radiación. Las auroras han sido observadas en ambos planetas, con el telescopio Hubble.
Aurora boreal Júpiter
Estas auroras, al parecer, son causadas por el viento solar; además, las lunas de Júpiter, especialmente Ío, son fuentes importantes de auroras. Se produce debido a corrientes eléctricas a lo largo de unas líneas, generadas por un mecanismo dínamo causado por el movimiento relativo entre el planeta y sus lunas. Ío, que posee volcanes activos e ionosfera, es una fuente particularmente fuerte, y sus corrientes generan, a su vez, emisiones de radio, estudiadas desde 1955.
jueves, 2 de febrero de 2012
Ciencia y Televisión
La
ciencia y la televisión, ¿son dos elementos incompatibles?
Claramente
la respuesta es no y así se demuestra en la serie de Los Simpsons.
Desde
la famosa frase de múltiplicate por cero hasta el Teorema de Fermat, ... en los
Simpsons aparecen numerosas referencias a la física y en general a la ciencia.
Este hecho no debería sorprendernos ya que gran parte del equipo tiene una
formación muy amplia en el terreno científico. Estos son algunos ejemplos de
ellos:
J.
Stewart Burns: Licenciado en Matemáticas por la Universidad de Harvard en 1992
y Máster en Matemáticas por U.C. Berkeley. Productor y Guionista de Futurama y
los Simpsons.
David
S. Cohen (David X. Cohen): Licenciado en Física por la Universidad de Harvard y
Máster en Informática por U.C. Berkeley. Co-productor ejecutivo de los
Simpsons, guionista de la misma y más tarde de Futurama. Dice que le hubiera
gustado ser científico… pero que también le gustaba dibujar.
Al
Jean: Licenciado en 1981 en Matemáticas por la universidad de Harvard. Uno de
los primeros guionistas de Los Simpsons y actual jefe de guionistas.
Ken
Keeler: Doctor en Matemática Aplicada por la Universidad de Harvard (con su
tesis: “Map representactions and Optimal encoding for Image Segmentation”) y
Máster en Ingeniería Electrónica. Productor Ejecutivo y Guionista de Futurama.
Bill
Odenkirk: Doctor en Química Inorgánica por la Universidad de Princeton.
Guionista de Futurama y de Los Simpsons.
Jeff
Westbrook: Doctor en Ciencias Computacionales por la Universidad de Princeton
en 1989 con su tesis: “Algorithms and Data Structures for Dynamic Graph
Algorithms”. Fue profesor en Yale y trabajó en los laboratorios AT&T antes
de escribir en Los Simpsons (2004) y anteriormente en Futurama.
Con estos estudios no es
raro que aparezcan a menudo referencias a la Ciencia en esta serie de animación
¿verdad?.
miércoles, 1 de febrero de 2012
Transistores
Comenzamos con la primera entrada ya propia del blog hablando de transistores ya que un día como hoy, es decir un 1 de Febrero de 1948 se inventó este dispositivo electrónico.
Muchos os preguntareis, ¿Qué es un transistor? Pues bien un transistor e un dispositivo electrónico semiconductor que realiza las funciones de amplificador, oscilador, rectificador y conmutador.
Se encuentran en la mayoría de aparatos de uso doméstico como: radio, televisión, lavadoras, hornos microondas o incluso en ordenadores y calculadoras.
(Esquema simple de un transistor)
Os dejamos un video explicativo sobre el transistor que incluye:
- Qué son los transistores
- Polarización de un transistor
- Temperatura de un transistor
- Zonas de funcionamiento
- Conexiones de un transistor
- Cálculo de las resistencias de polarización de un transistor
- Transistores en conmutación
- Aplicación en el automóvil
Aquí tenemos otro vídeo muy claro y explicativo:
¿Verdaderamente pensais que se puede vivir sin transistores?
Muchos os preguntareis, ¿Qué es un transistor? Pues bien un transistor e un dispositivo electrónico semiconductor que realiza las funciones de amplificador, oscilador, rectificador y conmutador.
Se encuentran en la mayoría de aparatos de uso doméstico como: radio, televisión, lavadoras, hornos microondas o incluso en ordenadores y calculadoras.
(Esquema simple de un transistor)
Os dejamos un video explicativo sobre el transistor que incluye:
- Qué son los transistores
- Polarización de un transistor
- Temperatura de un transistor
- Zonas de funcionamiento
- Conexiones de un transistor
- Cálculo de las resistencias de polarización de un transistor
- Transistores en conmutación
- Aplicación en el automóvil
Aquí tenemos otro vídeo muy claro y explicativo:
¿Verdaderamente pensais que se puede vivir sin transistores?
Suscribirse a:
Entradas (Atom)























