mapa conceptual

cuadro

FISICA NUCLEAR: La física nuclear es una rama de la física que estudia las propiedades y el comportamiento de los núcleos atómicos. La física nuclear es conocida mayoritariamente por la sociedad, por el aprovechamiento de la energía nuclear en centrales nucleares y en el desarrollo de armas nucleares, tanto de fisión como de fusión nuclear. En un contexto más amplio, se define la física nuclear y de partículas como la rama de la física que estudia la estructura fundamental de la materia y las interacciones entre las partículas subatómicas. Con frecuencia, las técnicas de física nuclear se emplean para analizar materiales rastreando elementos presentes en cantidades muy pequeñas. La técnica utilizada se llama análisis de activación. Se irradia una muestra con proyectiles nucleares (normalmente neutrones) para convertir nucleidos estables en nucleidos radiactivos, que luego se miden con detectores de radiación nuclear.

PRIMEROS EXPERIMENTOS: La radiactividad fue descubierta en las sales de uranio por el físico francés Henri Becquerel en 1896.                                  En 1898, los científicos Marie y Pierre Curie descubrieron dos elementos radiactivos existentes en la naturaleza, el polonio (84Po) y el radio (88Ra). En 1913 Niels Bohr publica su modelo de átomo, consistente en un núcleo central compuesto por partículas que concentran la práctica mayoría de la masa del átomo (neutrones y protones), rodeado por varias capas de partículas cargadas casi sin masa (electrones). Mientras que el tamaño del átomo resulta ser del orden del angstrom (10-10 m), el núcleo puede medirse en fermis (10-15 m), o sea, el núcleo es 100.000 veces menor que el átomo. Ernest Rutherford en el año 1918 definió la existencia de los núcleos de hidrógeno. Rutherford sugirió que el núcleo de hidrógeno, cuyo número atómico se sabía que era 1, debía ser una partícula fundamental. Se adoptó para esta nueva partícula el nombre de protón sugerido en 1886 por Goldstein para definir ciertas partículas que aparecían en los tubos catódicos. Durante la década de 1930, Irène y Jean Frédéric Joliot-Curie obtuvieron los primeros nucleidos radiactivos artificiales bombardeando boro (5B) y aluminio (13Al) con partículas α para formar isótopos radiactivos de nitrógeno (7N) y fósforo (15P). Algunos isótopos de estos elementos presentes en la naturaleza son estables. Los isótopos inestables se encuentran en proporciones muy bajas. En 1932 James Chadwick realizó una serie de experimentos con una radiactividad especial que definió en términos de corpúsculos, o partículas que formaban esa radiación. Esta nueva radiación no tenía carga eléctrica y poseía una masa casi idéntica a la del protón. Inicialmente se postuló que fuera resultado de la unión de un protón y un electrón formando una especie de dipolo eléctrico. Posteriores experimentos descartaron esta idea llegando a la conclusión de que era una nueva partícula procedente del núcleo a la que se llamó neutrones. Los científicos alemanes Otto Hahn y Fritz Strassmann descubrieron la fisión nuclear en 1938. Cuando se irradia uranio con neutrones, algunos núcleos se dividen en dos núcleos con números atómicos. La fisión libera una cantidad enorme de energía y se utiliza en armas y reactores de fisión nuclear.

CIENTIFICOS RELEVANTES EN LA FISICA NUCLEAR: Henri Becquerel Niels Bohr Marie Curie Pierre Curie Albert Einstein Enrico Fermi Johannes Vilhelm Jensen Irène Joliot-Curie Jean Frédéric Joliot-Curie John von Neumann Robert Oppenheimer Wolfgang Paul Isidor Isaac Rabi Ernest Rutherford

FISION: Los conceptos de fisión y fusión nuclear difieren en las características de formación de cada uno. De esta forma se encuentra que la fisión (utilizada en las bombas y reactores nucleares) consiste en el "bombardeo" de partículas subatómicas al uranio (o a cualquier elemento transuránico, siempre y cuando sus características lo permitan), trayendo como consecuencia la fisión (de allí su nombre) del átomo y con esto la de los demás átomos adyacentes al bombardeado en reacción en cadena. Mientras que, la fusión es la unión bajo ciertas condiciones (altas presiones, altas temperaturas, altas cargas, etc.) de dos o más átomos y genera mucha más energía que la fisión. FUCION: La fusión representa diversos problemas, ya que a nivel atómico las cargas de los átomos se repelen entre sí impidiendo la unión de estos, por esto se recurre generalmente a la utilización de isótopos ligeros, con menor carga eléctrica (como el hidrógeno y sus isótopos deuterio y tritio). En ciertas condiciones, definidas por los criterios de Lawson, se lograría la fusión de dichos átomos. Para ello primero se les debe convertir al estado de plasma, ionizándolos, favoreciendo a la unión. Esto se consigue mediante dos métodos básicos: el confinamiento magnético y el confinamiento inercial. Existen varias posibilidades para producir la fusión a partir de los isótopos del hidrógeno. La energía de la fusión aun no se ha podido aprovechar con fines prácticos. Representa algunas ventajas en relación a la fisión nuclear: 1.        Produce menos residuos nucleares. 2.        En los diseños actuales se necesita un aporte exterior de energía para que la reacción en cadena se mantenga. 3.        Produce más energía por reacción. También posee desventajas: La reacción más energética es deuterio tritio, y el tritio es un isótopo muy escaso en la Tierra. Las condiciones necesarias son tan extremas que solo se dan en el centro de las estrellas, por lo que son muy difíciles de alcanzar y controlar.

resumen

RESUMEN

(ONDAS SONORAS)

Una onda sonora es una onda longitudinal que transmite lo que se asocia con sonido. Si se propaga en un medio elástico y continuo genera una variación local de presión o densidad, que se transmite en forma de onda esférica periódica o casi periódica. Mecánicamente las ondas sonoras son un tipo de onda elástica.
Las variaciones de presión, humedad o temperatura del medio, producen el desplazamiento de las moléculas que lo forman. Cada molécula transmite la vibración a las que se encuentren en su vecindad, provocando un movimiento en cadena. Esa propagación del movimiento de las moléculas del medio, producen en el oído humano una sensación descrita como sonido.
PROPAGACION DE ONDAS: El sonido está formado por ondas mecánicas elásticas longitudinales u ondas de compresión en un medio. Eso significa que:

·         Para propagarse precisan de un medio material (aire, agua, cuerpo sólido) que transmita la perturbación (viaja más rápido en los sólidos, luego en los líquidos aún más lento en el aire, y en el vacío no se propaga). Es el propio medio el que produce y propicia la propagación de estas ondas con su compresión y expansión. Para que pueda comprimirse y expandirse es imprescindible que éste sea un medio elástico, ya que un cuerpo totalmente rígido no permite que las vibraciones se transmitan. Así pues, sin medio elástico no habría sonido, ya que las ondas sonoras no se propagan en el vacío.

·         Además, los fluidos sólo pueden transmitir movimientos ondulatorios en que la vibración de las partículas se da en dirección paralela a la velocidad de propagación a lo largo de la dirección de propagación. Así los gradientes de presión que acompañan a la propagación de una onda sonora se producen en la misma dirección de propagación de la onda, siendo por tanto éstas un tipo de ondas longitudinales (en los sólidos también pueden propagarse ondas elásticas transversales).

Propagación de los medios:

Las ondas sonoras se desplazan también en tres dimensiones y sus frentes de onda en medios isótropos son esferas concéntricas que salen desde el foco de la perturbación en todas las direcciones. Por esto son ondas esféricas. En el caso de las ondas sonoras ordinarias, casi siempre son la superposición de ondas de diferentes frecuencias y longitudes de onda, y forman pulsos de duración finita. Para estas ondas sonoras la velocidad de fase no coincide con la velocidad de grupo o velocidad de propagación del pulso. El hecho de que la velocidad de fase sea diferente para cada frecuencia, es responsable de la distorsión del sonido a grandes distancias.

Percepción humana de las ondas sonoras: Se considera que el oído humano puede percibir ondas sonoras de frecuencias entre los 20 y los 20.000 Hz, si bien también se consideran rangos entre 16 Hz (aproximadamente la nota más grave de un órgano de iglesia: do₀ = 16,25 Hz) y 16.000 Hz (o 16 kHz). Las ondas que poseen una frecuencia inferior a la audible se denominan infrasónicas y las superiores ultrasónicas.

La sensación de sonoridad es la percepción sonora que el hombre tiene de la intensidad de un sonido. La sonoridad se mide mediante una magnitud llamada fonio, que utiliza una escala arbitraria cuyo cero (el llamado umbral de audición) corresponde a I₀=1 × 10^-12 W/m² a 1 kHz.

Fenómenos acústicos:

Es el rebote de la onda sobre un medio no transparente al sonido, una pared de hormigón por ejemplo, este es el fenómeno más importante a tener en cuenta al diseñar una sala donde la calidad del sonido sea importante.

El comportamiento de la onda es similar al de la luz y los ángulos de incidencia y reflexión son iguales. Esto pueda dar lugar a que recibamos en un  recinto, tanto el sonido original como el reflejado, si el tiempo transcurrido entre un sonido y otro es de 1/10 de segundo se produce el fenómeno de la reverbacion, cuando una onda sonora tropieza con una pared, dicha onda es desviada hacia la parte posterior del obstáculo.

CUALIDADES DEL SONIDO

Desde el punto de vista de la percepción del sonido por el ser humano los sonidos se caracterizan por su intensidad, tono y timbre.

Intensidad: La intensidad o el volumen es la cualidad que nos permite clasificar los sonidos en fuertes o débiles y está relacionada directamente con la magnitud física “Intensidad de la onda” que es la cantidad de energía que transporta la onda por unidad de superficie y unidad de tiempo.

Tono: El tono es una cualidad del sonido que nos permite clasificar los sonidos en altos y graves y esta relacionada directamente con la magnitud física “frecuencia”. Los sonidos graves son los de frecuencia baja y los sonidos altos son los de gran frecuencia.

Timbre: El timbre nos permite distinguir dos sonidos de la misma intensidad y la misma frecuencia. Por ejemplo nos permite distinguir el sonido de una trompeta y un violín aunque emitan la misma nota con la misma intensidad.

En general, los sonidos no son de una sola frecuencia, los sonidos suelen tener una onda principal que va acompañada de otras ondas de menor amplitud llamadas armónicos cuya frecuencia es múltiplo de la onda principal; la suma de esas ondas da lugar a una onda que tiene una forma determinada. El timbre está relacionado con la forma de la onda.

A continuación puedes ver dos representaciones de ondas de la misma frecuencia principal pero que se diferencian por su forma, es decir se diferencian en los armónicos y por ello si los escucháramos podríamos distinguir los dos sonidos, pues tienen distinto timbre.

EFECTO DOPPLER: un ejemplo claro de esto sería la sirena de la ambulancia.                    

Todos  hemos notado que la altura (una de las características de un sonido) de la sirena de una ambulancia que se aproxima se reduce bruscamente cuando la ambulancia pasa al lado nuestro para alejarse. Esto es lo que se llama "Efecto Doppler". El fenómeno fue descripto por primera vez por el matemático y físico austríaco Christian Doppler (1803-1853). El cambio de altura se llama en Física "desplazamiento de la frecuencia" de las ondas sonoras. Cuando la ambulancia se acerca, las ondas provenientes de la sirena se comprimen, es decir, el tamaño de las ondas disminuye, lo cual se traduce en la percepción de una frecuencia o altura mayor. Cuando la ambulancia se aleja, las ondas se separan en relación con el observador causando que la frecuencia observada sea menor que la de la fuente. (El efecto se puede ver más claramente en un applet de Walter Fendt.) Por el cambio en la altura de la sirena, se puede saber si la misma se está alejando o acercando. Si se pudiera medir la velocidad de cambio de la altura, se podría también estimar la velocidad de la ambulancia. Una fuente emisora de ondas sonoras que se aproxima, se acerca al observador durante el período de la onda. Y, dado la longitud a de la onda se acorta y la velocidad de propagación de la onda permanece sin cambios, el sonido se percibe más alto. Por esta misma razón, la altura de una fuente que se aleja, se reduce. El Efecto Doppler se observa en ondas de todo tipo (ondas sonoras, ondas electromagnéticas, etc.). Consideremos el caso de las ondas en la superficie del agua: supongamos que en el centro de un estanque hay un bicho moviendo sus patas periódicamente. Si las ondas se originan en un punto, se moverán desde ese punto en todas direcciones. Como cada perturbación viaja por el mismo medio, todas las ondas viajarán a la misma velocidad y el patrón producido por el movimiento del bicho sería un conjunto de círculos concéntricos como se muestra en la figura. Estos círculos alcanzarán los bordes del estanque a la misma velocidad. Un observador en el punto A (a la izquierda) observaría la llegada de las perturbaciones con la misma frecuencia que otro B (a la derecha). De hecho, la frecuencia a la cual las perturbaciones llegarían al borde sería la misma que la frecuencia a la cual el bicho las produce. Si el bicho produjera, por ejemplo, 2 perturbaciones por segundo, entonces cada observador detectaría 2 perturbaciones por segundo.

Como funciona una licuadora

Una licuadora es un electrodoméstico utilizado ampliamente para licuar y mezclar alimentos. PERO COMO FUNCIONA???

Las partes del motor son el embobinado, las escobillas de carboncillo, el yodo, el fusible y el potenciómetro: como funciona??  Al embobinado le llega una energía una carga de electrones la cual genera que este embobinado nos proporcione un campo magnético así como el embobinado, el rotor  esta compuesto por unas bobinas las cuales generan una campo magnético contrario al de las bobinas esto genera que al electrizarse el rotor gire y como este esta directamente conectado alas cuchillas esto permite que también giren estas

practica del electromagnetismo

ELECTROMAGNETISMO

CONCLUCION¨

(PRACTICA ELECTROMAGNETISMO)

Al colocar el cable de cobre alrededor de el clavo y la pila como el generador de corriente eléctrica, obtuvimos el resultado esperado ya que esta práctica nos mostro como se produce un campo magnético, esto gracias a la pila y a las propiedades que tiene cada uno de los materiales que se utilizaron.

Una corriente eléctrica crea a su alrededor un campo magnético, un ejemplo claro fue la aguja imantada colocada cerca de un conductor rectilíneo, se desvía de su posición de equilibrio norte sur, cuando por el conductor circula una corriente eléctrica; genera un campo magnético que interactúa con la aguja. Se puede observar sus efectos como por ejemplo: el campo magnético producido puede alinearse como si se tratara de un campo magnético creado por un imán, esto se podría aprobar con la practica hecha anteriormente en la cual hicimos lo siguiente: se espolvoreo la limadura de hierro arriba de la cartulina después con el imán puesto bajo de esta se produjo un campo magnético en este circula la corriente, en cuanto a  la espira que obtuvimos al doblar el alambre de cobre, en esta práctica que se hiso. El campo magnético producido por esta, se produce por una línea recta y líneas cerradas en el eje central.

El campo magnético producido por una corriente eléctrica puede analizarse para su estudio como si se tratara del campo de un imán, de tal manera que sea posible obtener su espectro y sus efectos.

Se podría decir que el electromagnetismo puede ser creado con electricidad, hasta que el científico Michael Faraday hizo lo siguiente:

En 1831 trazó el campo magnético alrededor de un conductor por el que circula una corriente (ya descubierta por Oersted), y ese mismo año descubrió La inducción, demostró la inducción de una corriente eléctrica por otra, e introdujo el concepto de líneas de fuerza, para representar los campos magnéticos. Durante este mismo periodo, investigó sobre la electrólisis y descubrió las dos leyes fundamentales que llevan su nombre:

§  La masa de la sustancia liberada en una electrólisis es directamente proporcional a la cantidad de electricidad que ha pasado a través del electrolito masa = equivalente electroquímico, por la intensidad y por el tiempo (m = c I t).

§  Las masas de distintas sustancias liberadas por la misma cantidad de electricidad son directamente proporcionales a sus pesos equivalentes.

Con sus investigaciones se dio un paso fundamental en el desarrollo de la electricidad al establecer que el magnetismo produce electricidad a través del movimiento.

Se denomina faradio (F), en honor a Michael Faraday, a la unidad de capacidad eléctrica del SI de unidades. Se define como la capacidad de un conductor tal que cargado con una carga de un culombio, adquiere un potencial electrostático de un voltio. Su símbolo es F.^1.

Realizó contribuciones en el campo de la electricidad. En 1821, después de que el químico danés Oersted, descubriera el electromagnetismo, Faraday construyó dos aparatos para producir lo que el llamó rotación electromagnética, en realidad, un motor eléctrico. Diez años más tarde, en 1831, comenzó sus más famosos experimentos con los que descubrió la inducción electromagnética, experimentos que aún hoy día son la base de la moderna tecnología electromagnética.

Trabajando con la electricidad estática, demostró que la carga eléctrica se acumula en la superficie exterior del eléctrico cargado, con independencia de lo que pudiera haber en su interior. Este efecto se emplea en el dispositivo denominado jaula de Faraday.

El electromagnetismo es una teoría de campos; es decir, las explicaciones y predicciones que provee se basan en magnitudes físicas vectoriales dependientes de la posición en el espacio y del tiempo. El electromagnetismo describe los fenómenos físicos macroscópicos en los cuales intervienen cargas eléctricas en reposo y en movimiento, usando para ello campos eléctricos y magnéticos y sus efectos sobre las sustancias sólidas, líquidas y gaseosas. Por ser una teoría macroscópica, es decir, aplicable sólo a un número muy grande de partículas y a distancias grandes respecto de las dimensiones de éstas, el Electromagnetismo no describe los fenómenos atómicos y moleculares, para los que es necesario usar la Mecánica Cuántica.

La presencia de cargas eléctricas produce la aparición de un campo eléctrico. Este campo eléctrico induce a su vez el movimiento de otras cargas eléctricas que se encuentren en su radio de actuación, atrayéndose las cargas de signo contrario y repeliéndose las de igual signo. La unidad de medida de un campo eléctrico es el Voltio/m (V) o el KiloVoltio/m (KV/m).
En este caso el campo nace en las cargas positivas y muere en las negativas. Los campos eléctricos se pueden apantallar fácilmente.

 Los campos magnéticos.

La existencia de cargas eléctricas en movimiento (corriente eléctrica) produce un campo magnético, quedando éste delimitado por la región del espacio en la que se manifiestan los fenómenos magnéticos. La actuación de estos fenómenos sigue unas líneas imaginarias llamadas líneas de fuerza, que son el camino que sigue la fuerza magnética. Para hacerse una idea de cómo actúan estas líneas de fuerza, basta con colocar un imán bajo un papel sobre el que se ha espolvoreado con virutas de hierro; estas se dispondrán siguiendo las líneas de fuerza del campo magnético generado por el imán.

En los campos magnéticos no existen fuentes ni sumideros de cargas, cerrándose el campo sobre sí mismo. Cualquier corriente alterna generará a su alrededor un campo magnético que tendrá un potencial proporcional a la carga eléctrica que lo origina.
Los campos magnéticos no pueden apantallarse y atraviesan casi todos los materiales conocidos.

Las ahora llamadas ecuaciones de Maxwell demostraban que los campos eléctricos y los campos magnéticos eran manifestaciones de un solo campo electromagnético. Además describía la naturaleza ondulatoria de la luz, mostrándola como una onda electromagnética. Con una sola teoría consistente que describía estos dos fenómenos antes separados, los físicos pudieron realizar varios experimentos prodigiosos e inventos muy útiles como la bombilla eléctrica por Thomas Alva Edison o el generador de corriente alterna por Nikola Tesla.