martes, 7 de junio de 2011

GALILEO: LA CAÍDA LIBRE DE LOS CUERPOS

En esta actividad calcularemos el valor de la gravedad. Este experimento no es muy exacto debido a la serie de errores que podemos cometer en la toma de datos en el lanzamiento de ambas bolas. Aún así, el dato que obtendremos se aproximará bastante al de la gravedad (-9'8m/s2).

1.

Hemos representado la caída de ambas bolas en esta gráfica x/t (espacio/tiempo)


En ella podemos observar que según va pasando el tiempo las bolas recorren más distancia en menos tiempo. Esto se debe a la gravedad, que aplica una aceleración de -9'8m/s2 a las bolas por lo que su velocidad aumenta durante la caída.

2.

Como ya sabemos, para calcular la velocidad de un intervalo de tiempo, hay que dividir el incremento del espacio entre el incremento del tiempo. En este caso, como el movimiento de las bolas es un MRUA (movimiento rectilíneo y uniformemente acelerado) la velocidad de las bolas en cada intervalo va variando, por lo que con esta fórmula lo que calcularemos será la velocidad media de cada intervalo. Esta es:

  • T1 → 0'025m/0'08s= 0'31m/s
  • T2 → 0'095m/0'08s= 1'19m/s
  • T3 → 0'15m/0'08s= 1'88m/s
  • T4 → 0'22m/0'08s= 2'75m/s
  • T5 → 0'29m/0'08s= 3'63m/s
  • T6 → 0'35m/0'08s= 4'38m/s

3.

La gráfica que hemos representado es una gráfica v/t.



En esta gráfica podemos observar que según va pasando el tiempo la velocidad va aumentando, por lo que, como hemos comentado anteriormente, la distancia recorrida es mayor. 
Aunque los valores de esta gráfica no sean exactos, el recorrido que observamos en la gráfica, es el esperado por nuestra parte, ya que sabemos que la bola de acero va aumentando su velocidad de forma proporcional a medida que pasa el tiempo, por lo que la gráfica tiene que ser, como nos a resultado, recta y con una pendiente positiva.

4.

Datos
Tr1 → 0,31 m/s
Tr2 → 1,19 m/s
Tr3 → 1,88 m/s
Tr4 → 2,75 m/s
Tr5 → 3,63 m/s
Tr6 → 4,38 m/s

T1 → 0s – 0,08
Tr2 → 0,08 – 0,16
Tr3 →0,16 – 0,24
Tr4 → 0,24 – 0,32
Tr5 → 0,32 – 0,40
Tr6 → 0,40 – 0,48


g=V-V0 / T-T0 = 4,38m/s – 0,31 / 0,48s – 0,08s = 4,07m/s / 0,4s = 10,18m/s2

Hay un error de 0,38m/s2 respecto a la gravedad real (9,8 m/s2). Porque los cálculos no son exactos sino que son aproximados, ya que no hemos trabajado aproximando la mayoría de los decimales en vez de hacerlo con todos los decimales, para que resultase mas fácil a la hora de realizar los cálculos.


5.


Lo más probable es que el error se deba al rozamiento con el aire, a que los instrumentos empleados no eran muy precisos, a que el valor de la gravedad es aproximado o también a que los datos experimentales pueden ser erróneos en una pequeña medida. 
Si quisiésemos hacer el experimento de una manera mucho más exacta y precisa ,deberíamos haberlo realizado en una habitación donde hubiese un vacío con instrumentos muy precisos. Aún con esto seguiría existiendo un error mínimo.



GRÁFICA VELOCIDAD-TIEMPO


Si no hubiese habido errores y todo hubiese sido preciso al 100%, habríamos obtenido los siguientes datos:













Sustituyendo estos datos en la ecuación v=∆t/∆h, obtendríamos:


Con estos datos, realizaríamos la gráfica que mostramos más arriba.











domingo, 28 de noviembre de 2010

RUTHERFORD: EL NÚCLEO ATÓMICO

1-¿Cómo valoras el hecho de que los investigadores científicos formen a los estudiantes?

En mi opinión, este hecho es algo que beneficia a ambas personas, tanto al investigador como al estudiante, ya que el estudiante, basándose en los estudios del investigador y en descubrimientos de otros científicos, consigue grandes logros durante su carrera, avanzando en las investigaciones de su formador y llegando a conseguir mayores cosas que este. Por otro lado se encuentra el investigador, que aplica todos sus conocimientos para el aprendizaje del estudiante, beneficiándose en una parte ya que gracias a él su “aprendiz” llega a ser un gran científico dentro del campo de investigación en el que se encuentra.
Esta situación se ve en el capítulo que hemos leído. La relación se establece entre J.J Thompson, un gran investigador y descubridor del electrón y los isótopos e inventor del espectrómetro de masas (aparato que permite analizar la composición de diferentes elementos químicos y de isótopos atómicos) y entre Ernest Rutherford, el que era una gran estudiante neozelandés que terminó como uno de los mayores científicos de la historia con el descubrimiento del núcleo atómico.
Gracias a los descubrimientos de Thompson, Rutherford consigue llegar a ser un gran investigador científico, que más adelante es él el que inculca sus conocimientos a otros estudiantes; y gracias a los descubrimientos de Rutherford, Thompson es reconocido en el mundo de la física no solo por sus avances, sino por el trabajo que llevó a cabo con Ernest Rutherford.

2-¿Cuáles son las diferencias entre la Fisica y la Química?¿Por qué crees que le otorgaron el premio Nobel de Química y no de Física?
La principal diferencia entre la física y química es que la física estudia los fenómenos naturales y la química estudia los cambios internos de la materia.
Con la primera frase se refiere a que la física es el único campo de la ciencia en el que los científicos son profesionales, en las demás los compara con aficionados.

Con la segunda frase se refiere a que sin darse cuenta ha cambiado su campo de estudio de físico a químico ya que su investigación lo ha requerido.


3-¿Cuáles fueron las aportaciones de Nikola Tesla a la física? ¿Qué disputas mantuvo con Edison y Marconi?
Las principales aportaciones a la física de Nikola Tesla fueron la patentación de la radio, las bobinas para el generador eléctrico de corriente alterna y el control remoto.
Mantuvo disputas con Edison ya que estaba muy interesado en el estudio de la corriente alterna, algo que Edison veía en parte como competencia a sus instalaciones de corriente continua que desde hacía unos pocos años monopolizaba la iluminación de grandes ciudades americanas como Nueva York. A pesar de esto, Edison siguió siendo amable con Tesla, hasta que éste alcanzara y mejorara los diseños de los generadores de corriente continua, y Edison se negara a pagar la promesa, lo que hizo que Nikola dimitiera decepcionado por le mal trato que le había dado el que hasta entonces había considerado un héroe.
También tuvo disputas con Marconi, ya que ganó el premio Nobel gracias a su aparato de radio que tenía diecisiete patentes creadas por Tesla, hasta que una vez muerto se reconoció la prioridad que tuvo en la creación de la radio.














4.1-¿Qué diferencia la fluorescencia de la fosforescencia?
La fluorescencia y la fosforescencia son dos cualidades que designan dos tipos de minerales o sustancias: los/as fluorescentes y los/as fosforescentes.
Estas sustancias o minerales se denominan luminiscentes. Provienen de un fenómeno denominado luminiscencia, que engloba a toda luz no originada exclusivamente en altas temperaturas, sino que la luz que se origina es una luz fría provocada en condiciones de temperatura ambiente o baja.

Las sustancias fluorescentes son aquellas que emiten un extraña luz de color azul al ser estimuladas por una radiación externa, en cambio, las fosforescentes son aquellas que emiten una luz verdosa que persiste aún cuando no está siendo iluminada.
Un factor que influye en que una sustancia sea fosforescente o fluorescente es su contenido de átomos de flúor y de fósforo, ya que ambas sustancias reaccionan con otras sustancias del ambiente, emitiendo luz.
  
4.2-¿Qué son los rayos X? ¿Cómo se descubrieron?

Los rayos X son una radiación electromagnética, invisible, capaz de atravesar cuerpos opacos y de imprimir película fotográficas (fina capa que contiene una sustancia sensible a la luz sobre una capa plástica)

Los rayos X fueron descubiertos por el físico Wilhem Conrad Röntgen, aunque nos centraremos en otro físico, Henri Becquerel. Este físico tenía como gran “obsesión” fotografiar con luz fosforescente.
Con el descubrimiento de los rayos X la fotografía con luz fosforescente pasa a un segundo plano, aunque Becquerel piensa que la fosforescencia tiene efectos más útiles que los rayos X, por lo que se dedica a impresionar una serie de objetos como tijeras, monedas...etc. en placas fotográficas con sales de uranio. Con esto lo que quería conseguir era saber la capacidad de penetrabilidad de los rayos fosforescentes ante la de los rayos X. Para ello cubría la placa fotográfica con papel negro, de tal forma que no le impresionara la luz del sol. Después ponía sobre ella una moneda, lo cubría todo con sal de uranio y lo exponía al sol, esto hacía que se excitara la fosforescencia de la sal y se revelaba la placa, y la imagen era sólo debida a la luz fosforescente.
4.3-¿Qué es la radioactividad? ¿Cómo fue descubierta?

La radioactividad es la emisión de energía mediante la desintegración de núcleos de átomos inestables. Esta energía está formada por partículas con carga eléctrica que ionizan (producen iones)
el medio que atraviesan.
Esta fue descubierta por Henri Becquerel, mediante el experimento mencionado anteriormente, aunque el no supo de su descubrimiento. Fue entonces cuando el matrimonio Curie (Marie y Joliot) y Rutherford, de una manera más científica y cada uno por su lado, demostraron que muchas sustancias emitían rayos que sólo podían provenir de sus átomos.
Esto fue lo que Henri Becquerel descubrió anteriormente con las sales de uranio aunque no supo de su experimento hasta la demostración de los Curie y de Rutherford.

4.4-¿Qué son las radiaciones alfa, beta y gamma?

  1. Radiación Gamma:Es un tipo de radiación electromagnética cuya energía que comporta sus fotones (partículas elementales responsables de las manifestaciones del fenómeno electromagnético) viaja y se esparce. La principal fuente de emisión de los rayos gamma son los materiales radioactivos.
  2. Radiación Beta: Las partículas beta son electrones que salen despedidos de un suceso radiactivo. Al ser electrones, tiene carga negativa y su masa es muy pequeña, por ello reaccionan menos con la materia que las partículas alfa pero su poder de penetración es mayor.
  3. Radiación Alfa: Las partículas alfa son conjuntos de dos protones y dos neutrones proyectadas de un núcleo de un átomo radiactivo. Este tipo de radiación ocurre en general en átomos de elementos muy pesados como el uranio o el radio. El núcleo de estos átomos tienebastantes más neutrones que protones y eso los hace inestables.


4.5-¿Qué es la ley de desintegración atómica? ¿Por qué sirve como método de datación geológica?
La ley de desintegración atómica predice el decrecimiento con el tiempo del número de núcleos de una sustancia radiactiva dada que van quedando sin desintegrar.
Esta ley se puede aplicar a la datación geológica ya que si la muestra que queremos datar contiene elementos tales como el plomo nos permite saber el año aproximado al que pertenece esta muestra, ya que nos muestra su estado de descomposición.













4.6-¿Para qué sirve un Contador Geiger?
Es un instrumento que se utiliza para medir la radioactividad de un objeto.

 







  

5- Explica cómo se llevó a cabo el experimento de Rutherford. ¿Porqué no funcionó con mica, si con pan de oro y mejoró mucho con pan de platino?
Con mica no funcionó porque los neutrones estaban muy separados lo que permitía a las partículas atravesar sin problemas la mica, después se usó el pan de oro que tiene mucha mas densidad, entonces algunas partículas rebotaban y su trayectoria se modificaba, el pan de platino es aun mas denso que el pan de oro entonces la mayoría de las partículas se desviaban modificando su trayectoria.
Con la frase quiere decir que se podría disparar un obús contra un hoja de papel y que este rebotara siempre y cuando las partículas del papel estuvieran muy juntas, de ese modo el obús no puede atravesarlas.

 

6-Describe el modelo de Rutherford y sus limitaciones. ¿Por qué el equipo de Rutherford se puede considerar el padre de la interacción nuclear ? ¿Qué son las 4 interacciones fundamentales de la naturaleza?
En 1911, Rutherford introduce el modelo planetario, que es el más utilizado aún hoy en día. Considera que el átomo se divide en: 
  1. -Un núcleo central, que contiene los protones y neutrones (y por tanto allí se concentra toda la carga positiva y casi toda la masa del átomo).
  2. - Una corteza, formada por los electrones, que giran alrededor del núcleo en órbitas circulares, de forma similar a como los planetas giran alrededor del Sol.
Los experimentos de Rutherford demostraron que el núcleo es muy pequeño comparado con el tamaño de todo el átomo: el átomo está prácticamente hueco.

7- Crea tu propio "escudo científico" 


lunes, 25 de octubre de 2010

3 El modelo atómico de Thomson, es una teoría sobre la estructura atómica propuesta en 1904 por Joseph John Thomson, descubridor del electrón en 1897, mucho antes del descubrimiento del protón y del neutrón. En dicho modelo, el átomo está compuesto por electrones de carga negativa en un átomo positivo, como un pudin de pasas. Se pensaba que los electrones se distribuían uniformemente alrededor del átomo. En otras ocasiones, en lugar de una sopa de carga positiva se postulaba con una nube de carga positiva.
este modelo no es viable ya que no existen los electrones en ese modelo.

5 el modelo atómico de Borh permite ionizar las gotas de aceite ya que al lanzar átomos las gotas de aceite cambian de carga y se ionizan.

8. yo creo que es interesante ya que pueden aportar algo nuevo al lugar donde se les destine, asi mismo pueden aprender cosas interesantes que aporten algo a la ciencia.

10.

martes, 19 de octubre de 2010

ACTIVIDAD 1: MILLIKAN, LA UNIDAD DE CARGA ELÉCTRICA



2- Los tubos de descarga son lámparas de gas (vapor de mercurio) a baja presión. El gas del interior influye ya que al tener una presión baja, en el espectro de emisión del mercurio predominan las radiaciones ultravioletas. Para que estas radiaciones sean útiles, las paredes interiores del tubo son recubiertas con polvos fluorescentes que convierten los rayos ultravioletas en radiaciones visibles, por ello, Thomson fué capaz de desviar los rayos catódicos. En la actualidad se usan dos tipos de polvos: los que producen un espectro continuo y los trifósforos que emiten un espectro de tres bandas con los colores primarios. De la combinación estos tres colores se obtiene una luz blanca que ofrece un buen rendimiento de color además de ser eficiente como ocurre en el espectro continuo.
4- El experimento de Albert Michelson fué uno de los más importantes del mundo de la física, ya que está considerada como la primera prueba contra la teoría del éter. El Experimento consiste en construir en la base de un edificio cerca de la costa una lente semiplateada que divide la luz monocromática en dos haces de luz que van en un determinado ángulo el uno respecto a otro a la que llamaron interferómetro. El resultado era enviar dos rayos de luz en direcciones perpendiculares haciéndoles recorrer distancias iguales y recogerlos en un mismo punto donde un patrón de interferencia que depende de la velocidad de la luz de ambos rayos es creado. Cualquier diferencia de velocidad sería detectada.
El éter es un compuesto químico que resulta de la unión de dos moléculas de alcohol con una pérdida de una molécula de agua. Su fórmula es C2H5OC2H5.

6- La finalidad del experimento de Millikan era poder medir la carga del electrón. En él, se equilibraba la fuerza gravitatoria junto con la flotabilidad hacia arriba y las fuerzas eléctricas en las pequeñas gotas de aceite suspendidas entre dos electrodos metálicos. Empleando un campo eléctrico conocido, se pudo determinar la carga en las gotas de aceite en equilibrio mecánico. El experimento se repitió varias veces y se determinó que la carga de un único electrón es 1,602176487|(40).10-19 C.
En esta imagen podemos observar el aparato que Millikan empleó para el experimento de la gota de aceite.

7- El efecto fotoeléctrico es la emisión de electrones por un material cuando es iluminado con radiación electromagnética.
Este efecto está presente en muchas cosas que usamos en nuestra vida cotidiana, como las cámaras de fotos digitales, en las células fotoválticas que son empleadas para obtener energía solar y en los electroscopios.

9- Es recomendable leer libros de divulgación científica ya que de ellos se puede obtener información sobre experimentos ya realizados y así poder asociarlos a el trabajo que estemos realizando. También, creo que es interesante leer este tipo de libros simplemente para ampliar conocimientos en el campo de las ciencias.

lunes, 27 de septiembre de 2010

De Arquímedes a Einstein.

Éste libro en el cual se recogen y explican en profundidad las diez experiencias mejor valoradas y más votadas por aproximadamente unos doscientos reputados especializados en los experimentos realizados, que forman la comunidad científica internacional.
La principal razón por la cual nosotros leeremos este libro este año, es por el simple hecho de que en él se recogen los diez experimentos más importantes del mundo de la física, algunos tan simples, que se pueden hacer en cualquier hogar.
Los principales científicos que aparecen en esta obra son Newton, Eratóstenes, Galileo, Albert Einstein, Ruthenford, Heisenberg, Bohr, Cavendish, Schördinger, Young, Foucault o el excelentísimo físico griego Arquímedes con sus numerosos inventos como armas de asedio y sus grandes avances en el campo de las matemáticas.

La ilustración del libro me sugiere el simple hecho de que incluirá la vida y los experimentos de los físicos, ya que se ve en la portada a Einstein en la bañera mientras hacía uno de los grandes descubrimentos. Además tan solo con leer el título ''De Arquímedes a Einstein: Los diez experimentos más bellos de la física'', ya se puede averiguar de que va a tratar el libro que vamos a leer.

Para concluir este trabajo, vamos a hablar del autor de este libro cuyo nombre es Manuel Luis Lozano Leyva. Se dedicó a estudiar las reacciones nucleares y la estuctura nuclear, además de colaborar en varias investigaciones españolas y de la Unión Europea. Se podría decir que es uno de los físicos españoles más brillantes.

INTRODUCCIÓN AL LIBRO "DE ARQUÍMEDES A EINSTEIN: LOS DIEZ EXPERIMENTOS MÁS BELLOS DE LA FÍSICA"

La finalidad del libro es introducirnos en el mundo de la física a través de diez experimentos contándonos a partir de ellos de que se tratan y que se puede aprender de ellos sobre la física.
Estos diez experimentos fueron elegidos a través de una encuesta realizada por Robert Crease, historiador de la ciencia, para saber la opinión de la gente sobre los diez experimentos más bellos de la física. El resultado fueron diez simples experimentos que a pesar de su simplicidad, llegaron a grandes conclusiones capaces de cambiar el pensamiento dominante de la época.
Este libro nos explica cronológicamente, basandose en los experimentos, la historia de la física desde Arquímedes hasta Einstein, pasando por grandes científicos como Galileo, Newton y otros ocho grandes científicos de la historia. De esta forma se aprende lo que ha aportado la física a la humanidad de una forma más amena.

Entrando en la explicación de la ilustración de la portada, basicamente, lo que vemos es la combinación del experimento de la hidrostática de Arquímedes con Einstein en la bañera en lugar de este. Lo que quiere decir esta imagen es prácticamente lo que nos viene a decir el título, que el libro nos cuenta la historia de la física desde Arquímedes hasta Einstein.




Para terminar con la introducción del libro informaré de forma resumida sobre el autor del libro.
Manuel Lozano Leyva es uno de los físicos españoles más mundialmnete conocidos. Estudió su tesis doctoral en Oxford. Más tarde trabajó en el instituto Niels Bohr de Copenhague, En la universidad de Padua, en el instituto de Física Nuclear de Daresbury y en la universidad de Munich. Actualmnete dirige el departamento de Física Atómica, Molecular y Nuclear de la universidad de Sevilla; es miembro de la CERN (Centro Europeo para la Investigación Nuclear) y es representante de España en el Comité Europeo de física Nuclear.