Capitulo 6: "Galileo. La caída libre de los cuerpos"

ACTIVIDAD 1:

Los datos que hemos leido en el vídeo del espacio recorrido por las bolas y del tiempo que tardan en pasar por cada uno de los intervalos de espacio, están recogidos en la tabla siguiente:

Que representados en una gárfica s(t) nos permitirá tener una idea visual de la velocidad instantánea en cada intervalo consideranso la aproximación, no correcta, que la velocidad dentro de cada intervalo es la misma a lo largo de todo el intervalo y que ésta es la velocidad media calculada del tramo, es decir, que la velocidad dentro de cada tramo se está considerando como si fuera un movimiento uniforme.

A la vista de la gráfica, podemos decir que la velocidad va en aumento como era de esperar ya que la caida libre es un MUA (movimiento uniformemente acelerado).

ACTIVIDAD 2:

A la tabla anterior, añadimos la columna de velocidad que lleva la bola al pasar por cada espacio maracado en la tabla, de acuerdo a la siguiente expresión:

vn = v0 + (sn-s0)/(tn-t0)

en donde, tal como se indica en la gráfica:

vn = velocidad de la bola (en m/s) al pasar por la punto de la cinta métrica marcado para el itervalo n.

n = intervalo medido (por ejemplo n = 1 corresponde al intervalo de espacio entre 0 y 0.025 m; n=2 al correspondiente al espacio recorrido entre 0 y 0.12 m; n=3 al correspondiente al espacio recorrido entre 0 y 0.27 m....)

vo = velocidad inicial en el punto en el que la bola inicia el movimiento; es decir 0 m/s

sn = es el espacio recorrido (en m) en cada intervalo, considerando cada intervalo, como hemos dicho, el espacio que va entre el origen del movimiento y el punto de la cinta métrica para el que se toma el tiempo.

so = espacio inicial en el punto en el que la bola inicia el movimiento; es decir 0 m.

tn = es el tiempo (en s) empleado por la bola en recorrer el intervalo n, considerando cada intervalo, como hemos dicho, el espacio que va entre el origen del movimiento y el punto de la cinta métrica para el que se toma el tiempo.

to = tiempo inicial en el punto en el que la bola inicia el movimiento; es decir 0 s.

ACTIVIDAD 3:

Con los datos de la tabla, representamos gráficamente la velocidad en función del tiempo:

Esta representación nos hace tener una idea de la aceleración ya que ésta es la relación entre la velocidad y el tiempo. Como era de esperar, hemos obtenido una aceleración constante.

ACTIVIDAD 4:

Sin embargo, para calcular gráficamente la aceleración tenemos que cambiar los ejes ya que, en el movimiento uniformemente acelerado:


s = s0 + vo(tn-t0)+1/2 a (tn-t0)2

y en nuestro caso; como s0, t0 y v0 valen 0;

s = 1/2 a tn2

es decir; que la aceleración de la gravedad (g) sería despejando de la ecuación anterior:

g (m/s2) = 2s/t2

y esto es :

g (m/s2) = 2v/t

Por tanto, la gráfica para el cálculo de aceleración es:

Y los datos de aceleración de la gravedad calculados así son:

Con lo que la gravedad, calculada como el valor medio de todos los intervalos nos dá 9.282 m/s2; muy próximo a lo que debíamos obtener.

ACTIVIDAD 5:

Vamos a ver ahora cuales deberían haber sido los valores de tiempo para que hubíeramos obtenido el valor exacto de g = 9.8 m/s2. Para eso, usamos la ecuación:

s = 1/2 g tn2

y mantenemos los espacios tomados del vídeo pero recalculando las tiempos, con lo que nos dá:

tn2 = 2*s/9.8 y sacamos raiz cuadrada de t:

Creemos que el error mayor se produce al obtener el tiempo porque como vemos en la nueva tabla tendríamos que haber sido capaces de medir tiempos muy pequeños, entre 0.07 y 0.48 segundos y esto es practicamente imposible.

El grafico de v(t) queda ahora:

Capítulo 5: "Eratóstenes. Medida del radio de la Tierra."

1. EXPERIMENTO REALIZADO:

-Material utilizado:

- Un recogedor (con función de gnomon)

- Papel continuo

- Una plomada

- Un metro

- Un compás

- Una brújula

- Un reloj

-Procedimiento:

Se coloca una tira de papel continuo en dirección este-oeste. (medida con la brújula) Sobre ella se sitúa el gnomon y se anota el punto donde proyecta la sombra y la hora a la que lo hace. Se repite este proceso cada 5 minutos durante 1 hora. Cuando tenemos todos los datos anotados trazamos con un compás un arco que corte en dos puntos al formado por la trayectoria solar. Se calcula la mediatriz del segmento obtenido. El punto en el que la mediatriz corte con el segmento obtenido representará la hora en la que el sol alcanza su altura máxima. Medimos la distancia entre el gnomon y éste último punto obtenido.

2. CÁLCULOS:

Utilizamos los datos obtenido en el procedimiento anterior. (Necesitamos la medida media de la sombra a partir de todos los datos recogidos) Queremos calcular el ángulo que forman los rayos del Sol con el gnomon. Para ello debemos conocer la tangente de ése ángulo:

tan=cat. op/ cat. ady=67,9/78=0,87

El arcotangente correspondiente a esa tangente es 41,02º.

Ahora necesitamos utilizar los datos de otro centro. Escogemos los recogidos por el IES Río de los Granados, ya que tiene una longitud muy similar a la de nuestro colegio (ambos 3,6). El ángulo obtenido allí es 52,25º.

Utilizando "Google maps" obtenemos la distancia que separa a los dos colegios.

Ahora tenemos que calcular el ángulo que formarían los gnomones si los alargáramos hasta cruzarse en el centro de la Tierra.

Fijémonos en el triángulo amarillo.

El ángulo que los rayos solares forman con el gnomon (Base) es 41,02º. El ángulo formado por las prolongaciones del gnomon (IES) y el rayo solar que pasa por Base es 180º-52,25º=127,75. (Su ángulo opuesto es el complementario de 52,25º). Por lo tanto, el ángulo formado en el centro de la Tierra es 180º-(41,02º+127,75º)=11,23

Para calcular la circunferencia de la Tierra ahora sólo tenemos que realizar una regla de tres:

11,23º-------258,87 km.
360º---------X km

X=(360*258,87)/11,23=8298, 59 km.

Radio=8298,59/(2*3,14)=1321,43 km.

El dato oficial es 6378,4 km. El error relativo es del 79%, un valor muy alto, que se debe a la imprecisión con la que se recogieron los datos en el experimento. La medida que calculó Eratóstenes tenía menos del 1% de error, lo que nos da una idea del grandísimo valor del trabajo que el científico publicó en el siglo 2 a.C.

Capítulo 4: "Principio fundamental de la hidrostática"

ACTIVIDAD 1:

-Dinamómetro: Fue inventado por Isaac Newton y es utilizado para medir fuerzas. Consiste en un cilindro graduado con las unidades de fuerza (Newtons) en cuyo interior se sitúa un muelle con un gancho en su extremo inferior. Cuando se cuelga un objeto del muelle, este se estira marcando la fuerza que ejerce el objeto sobre éste. Para obtener una medida exacta, antes debemos asegurarnos de que el dinamómetro marca 0. Para ello intentaremos estabilizar el muelle para evitar su oscilación. La precisión del aparato de la foto es de 1 Newton, ya que es la medida máxima que es capaz de dar.





-Balanza: Es el instrumento utilizado para medir la masa de los objetos. Aparece ya representado en algunos grabados egipcios. Inicialmente, consistía en una palanca de primer género de brazos iguales que se intentaban equilibrar. En la actualidad, sin embargo, nos encontramos ante balanzas electrónicas de mucha más precisión. (las de laboratorio, como la de la foto, suelen tener precisión de miligramos) Para obtener medidas exactas, en las balanzas tradicionales primero debes calibrar el sistema de resortes para que la escala marque 0. En las balanzas modernas esta función se realiza en el botón "Reset".





Balanza tradicional





Balanza electrónica


-Calibre: Es el instrumento utilizado para dimensionar objetos pequeños. El primer objeto conocido con semejantes características fue encontrado en la isla de Giglio hacia el S. VI a.C. Estas son sus partes:

1. Mordazas para medidas externas.
2. Mordazas para medidas internas.
3. Coliza para medida de profundidades.
4. Escala con divisiones en centímetros y milímetros.
5. Escala con divisiones en pulgadas y fracciones de pulgada.
6. Nonio para la lectura de las fracciones de milímetros en que esté dividido.
7. Nonio para la lectura de las fracciones de pulgada en que esté dividido.
8. Botón de deslizamiento y freno.

Se trata de un instrumento muy preciso, ya que es capaz de medir fracciones de milímetros. (Nonios)

ACTIVIDAD 2.

La unidad de masa del peso es el newton, de la masa es el gramo, y del volumen el metro cúbico.
Las magnitudes fundamentales son el metro, los kelvin y los segundos. Las derivadas son sus múltiplos y sus divisores y la convinación de ellas.
La ecuación de dimensiones de la masa m=g, del volumen V=m·m·m=m3, y la del peso es p=kg.

ACTIVIDAD 3.

p=m·g
m=p/g

Masa de la esfera negra -> 0.22 N / 9.81 m·s^2 = 0.0224kg
0.0224kg · (1000g / 1kg) = 22.4g

Masa de la esfera plateada -> 0.67 N / 9.81 m·s^2 = 0.0683kg
0.0683kg · (1000g / 1kg) = 68.3g


-La esfera plateada mide 2.52cm de diámetro.
-La esfera negra mide 2.51cm de diámetro.


ACTIVIDAD 4.

Esfera negra:

22.4g
2.51cm de diámetro
(4/3) · pi · (2.51/2)^3 = 8.28cm^3
Densidad -> 22.4g/8.28cm^3 = 2.71g/cm^3

De acuerdo con la densidad de la esfera negra, se podría deducir que está hecha de aluminio.


Esfera plateada:

68.3g
2.52cm de diámetro
(4/3) · pi · (2.52/2)^3 = 8.38cm^3
Densidad -> 68.3g / 8.38cm^3 = 8.15g/cm^3

De acuerdo con la densidad de la esfera plateada, se podría deducir que está hecha de hierro o de níquel.

Capítulo 3: Einstein, Bohr, De Broglie. Heisenberg y otros.

ACTIVIDAD 1:

De las muchas teorias creadas sobre el comienzo del universo, probablemente la mas conocida se la del Big Bang.

Aunque menos, tambien son conocidas otras como la teoría del estado Estacionario que dice que el universo tiene una vida infinita. O la teoria del modelo cíclico que dice que el universo ha existido siempre y que cada indeterminado tiempo ocurre un Big Bang.

Según un estudio realizado recientemente por la NASA, el Big Bang habria ocurrido hace 13.500 millones de años (esta cifra no es del todo exacta). Esta medida esta basada en la localización del primer pico acustico en el espectro de potencia de la radiación de fondo de microondas.Esta radiación es una predicción del modelo del Big Bang, ya que según este modelo, el universo primigenio era un plasma compuesto principalmente por electrones, fotones, protones y neutrones. Los fotones estaban constantemente interactuando con el plasma mediante un proceso llamado la dispersión Thomson. Los electrones no se podían unir a los protones y otros núcleos atómicos para formar átomos porque la energía media de dicho plasma era muy alta, por lo que los electrones interactuaban constantemente con los fotones mediante el proceso conocido como dispersión Compton. Asi es como el universo se expandió.

ACTIVIDAD 2:

En fisica, se llama onda a la propagación de una perturbación de alguna propiedad de un medio como densidad, presión, campo eléctrico o campo magnético, que se propaga a traves del espacio a la vez que transporta energia. Toda onda tiene unos determinados parametros que la definen.

Estos son:

-Frecuencia: Número de ciclos de la onda en una unidad de tiempo. En el caso del sonido se mide en Hercios.

-Amplitud: Grado máximo de variación de la presión del aire. En el caso del sonido se mide en Decibelios.

-Duración: Se mide en unidades de tiempo. Si la onda es de sonido, los recintos reverberados

prolongan esa duración objetiva.

-Forma de onda o espectro: Se refiere a la distribución de la energía de la onda.

ACTIVIDAD 3.

"Dios no juega a los dados"

Cuando Einstein dijo la famosa frase de "dios no juega a los dados" se refería a que no hay movimientos al azar en el universo, ya que todo se sujeta a las leyes de la matemática y la física. Dado que no existe ningun efecto sin una causa previa.

ACTIVIDAD 4:

-Causalidad: El término causalidad describe la relación entre causas y efectos, y es fundamental en todas las ciencias naturales, especialmente en la física.

-Determinismo: El determinismo científico es un teorema que considera que a pesar de la complejidad del mundo y la imposiblidad de predecirlo, éste evoluciona según reglas totalmente predeterminadas. El azar, según el determinismo, es sólo un efecto aparente.


ACTIVIDAD 5:

"¿Cómo sabemos que la Luna está ahí cuando no la miramos?

No sólo con la Luna, si no con todos los objetos que en determinado momento no vemos, no podemos arriesgarnos a asegurar completamente que se encuentran ahí. Puede haber millones de explicaciones para que en un momento estén y en otro no.

Utilizando el ejemplo que el autor nos propone, para creer que la Luna existe cuando no la vemos, tenemos que fiarnos de las leyes de la física. Estas dicen que nuestro satélite lleva una órbita constante y determinada, y que por lo tanto siempre en condiciones normales debe existir, siendo visible a nuestros ojos o no.


ACTIVIDAD 6:

-Describe el experimento de la Doble Rendija.

1) Se lanzan canicas a través de una pantalla con una única rendija. El resultado en la pared del es una banda de impacto definida justo en la trayectoria de la rendija.

2) Se repite el proceso utilizando una pantalla con doble rendija. El resultado sobre la pared del fondo son dos bandas definidas de impacto definidas justo en las trayectorias de las dos rendijas.

3) Se inunda el recinto y se deja traspasar el agua a través de la pantalla con una sola rendija. Las ondas producidas impactan con la mayor intensidad sobre una sola banda definida justo en la trayectoria de la rendija.

4) Se repite el proceso, esta vez utilizando una pantalla con doble rendija. Las ondas interfieren entre sí, impactando sobre la pared sin un patrón definido.

En este momento del experimento, el científico saca una conclusión: "Cuando lanzamos canicas a través de una o dos rendijas, la franja de impacto sobre la pared está completamente definida. En cambio, cuando hacemos traspasar el agua a través de la pantalla de doble rendija, sus ondas interfieren impactando sobre la pared sin ningún patrón."

5) Se repite el proceso utilizando un lanzador de electrones. Al hacer traspasar las partículas por una sola rendija, el resultado obtenido es el mismo que con las canicas.

6) Se repite el proceso colocando una pantalla de doble rendija. Sorprendentemente, las partículas electrónicas impactan sobre la pared sin ningún patrón definido, exactamente igual que las ondas de agua.

7) Esta vez se lanzan electrones uno a uno. El científico intuye que de este modo no pueden interferir entre sí. Por el contrario, al hacerlos pasar a través de la doble rendija, el resultado del impacto vuelve a no tener ningún patrón definido. El cinetífico concluye que el electrón se debe dividir antes de traspasar la rendija, y después, al volverse a juntar, interferir entre sí.

8) Se coloca un visor delante de la pantalla para observar por cual de las rendijas pasa el electrón. Sorprendentemente, el resultado vuelve a ser el mismo obtenido utilizando canicas.

El científico en este momente se encuentra ante un dilema. De que se tatan los electrones: ¿de ondas similares a las producidas por el agua, o por el contrario de materia consistente al igual que las canicas? Actualmente, todavía no se ha encontrado la solución.

Capítulo 2: "El núcleo atómico"

ACTIVIDAD 1:

Es muy importante que los científicos de renombre formen a los jóvenes en las universidades. Les da a estos últimos la posiblidad de trabajar en importantes proyectos, (Geiger y Mardsen, alumnos de Rutherford, construyeron el aparato lanzador de rayos Alpha y luego fueron ellos los que firmaron el artículo que revelaba la existencia del núcleo atómico) teniendo la posiblidad de compartir experiencias con profesionales altamente cualificados. En la actualidad, se cree que la física es una carrera sin salida profesional, sin embargo, en el siguiente gráfico se comprueba que ésta es una afirmación absolutamente falsa.



Las universidades españolas con más publicaciones en el apartado de la física, tanto por universidad como por profesor son: "UAM", "Universidad Complutense de Madrid", "Universidad de Barcelona" y "Universidad Carlos III".

ACTIVIDAD 2:

-Física y química:

La física es la ciencia que estudia los fenómenos naturales en los que no hay cabios en la composición de la materia mientras que la química estudia la estructura y las propiedades de ésta, a la vez que los cambios que experimenta en las reacciones químicas.

-"Toda ciencia, o es Física, o es coleccionismo de sellos":

Rutherford enunció esta frase para referirse a que todas las ciencias que hasta el momento se conocían debían estar basadas en la física para considerarse como tal. Es decir, o una ciencia es física o no es nada. De esta manera, según Rutherford, todos los fenómenos de la naturaleza podían explicarse medianta la física.

-"He cambiado muchas veces en mi vida, pero nunca de manera tan brusca como en esta metamorfosis de físico a químico":

Cuando Rutherford enunció esta frase, sin duda alguna estaba muy contrariado por haber recibido el Premio Nóbel de química y no el de física como el hubiera esperado. Este hecho tiene una explicación y es que, en ese mismo año, un científico Luxemburgués llamado Gabriel Jonas Lippmann presentó una revolucionaria forma de representar colores en la fotografía mediante el fenómeno de la interferencia, que sólo podía premiarse en el apartado de física. Y como Rutherford no recibió el premio por su descubrimiento del núcleo atómico, como a priori se puede intuir, si no por estudio de la descomposición de algunos materiales radioactivos (que se acercaba más a la química que el trabajo de su colega), premiarle en éste apartado era la única forma de reconocer a ambos científicos en el mismo año.

ACTIVIDAD 3:

-Nikola Tesla:

Nació en un pueblo de Croacia en el año 1856, y murió en el año 1943 en Nueva York. Fue en físico, matemático e ingeniero eléctrico.
Sus inventos mas importantes fueron la radio, las bombillas para el generador eléctrico de corriente alterna, el motor de inducción eléctrico, las bujías y el control remoto.

Generador de corriente eléctrica

Tubo numerosas disputas con Edison, ya que Nikola defendía la corriente alterna y Edison la corriente continua.

ACTIVIDAD 4:

A) Fosforescencia y Fluorescencia:

Ambas son dos propiedades regidas por el mismo procedimiento físico. Se caracterizan por ser capaces de transformar energía (rayos X, catódicos...) en energía lumínica, pero de distinta forma: Un compuesto fosforescente es capaz de continuar emitiendo luz cuando se le retira la fuente de energía, ya que la absorbe mucho más rápido de lo que la emite. Por el contrario, en un compuesto fluorescente este proceso se realiza en milésimas de segundo y por lo tanto es incapaz de mantener la rediación de luz cuando se le retira dicha fuente de energía.

B) Los rayos X:

Los rayos X son una radiación eletromagnética producida por la desaceleración de los electrones. Fueron descubiertos por el científico alemán Wilhem Conrad Roentgen en 1895, cuando experimentaba con el tubo de rayos catódicos, muy famoso en aquella época. Comprobó que los rayos que viajaban a través del tubo a una presión bajísima (0,001 mmHg) hacían que el ánodo produjera una fluorescencia que era capaz de atravesar ciertos cuerpos opacos. Los llamó rayos X porque en aquel momento ne tenía noción de lo que acababa de descubrir.
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C) La radioactividad:

Es un fenómeno físico por el cual algunos objetos o elementos químicos (llamados radioactivos) son capaces de producir o bien rayos electromagnéticos (rayos X, rayos Gamma) o bien corpusculares. (Núcleos de helio, electrones, protones...)
Fue descubierta por Becquerel, cuando intentaba obtener un efecto semejantes al de los rayos X trabajando con la fluorescencia que emitían las sales de uranio. Marie Curie y Pierre Curie continuaron con las investigaciones de Becquerel, concluyendo que la radioactividad se trataba de una propiedad química de determinados elementos, y no una reacción química como se pensaba hasta entonces. El matrimonio descubrió varios elementos radioactivos, como por ejemplo el radio y el polonio.



D) Marie Curie, Pierre Curie y Ernest Rutherford:

Sin ninguna duda, el trabajo de estos los Curie fue determinante para completar la teoría de la radioactividad de Becquerel. Continuaron con sus investigaciones (aparacadas porque se pensaba que la radioactividad no servía par nada) y sobre todo desmontaron lo que anteriormente éste había afirmado, que el uranio era el único elemento que emitía radioactividad, descubriendo otros materiales como el Radio o el Polonio. En el año 1903 los tres científicos recibieron conjuntamente el Premio Nóbel de Física.

Ernest Rutherford continúo estudiando el fenómeno radioactivo, concluyendo que los rayos que se emitían eran de dos clases distintas: Alpha y Beta.
Utilizando estos rayos poco después desarrollaría junto con sus discípulos Geiger y Mardsen el aparato que le spermitiría descubrir el núcleo atómico.



E) Alpha, Beta y Gamma:

-Radiación Alpha: Radiación compuesta por núcleos ionizados de helio formados por dos protones y dos neutrones. La carga eléctrica de cada núcleo es de +2.

-Radiación Beta: Radiación compuesta por electrones desprendididos del la corteza del elemento radioactivo. Su carga eléctrica es de -1.

-Radiación Gamma: Radiación electromagnética formada por fotones que emite un cuerpo radioactivo.


F) Ley de desintegración atómica: (pinchando en el link se accede a una aplicación explicativa)

En 1902 Ernest Rutherford sugirió que el ritmo con que una sustancia radiactiva emitía partículas radiactivas disminuía exponencialmente con el tiempo. Su expresión matemática es la siguiente:

N(t).... número de núcleos radiactivos en un instante t

dN ..... número de desintegraciones en el tiempo t

-dN = lambda N dt

dN / N = - lambda dt

N = N₀e^{-lambda t}

N = N₀e^{-lambda t}

Donde N es el número de núcleos que quedan sin desintegrar, N₀ es el número de núcleos iniciales, y N₀ - N es el número de núcleos desintegrados. La constante lambda es la constante de desintegración.

En la actualidad esta ley se utiliza para la datación radiométrica de muestras. Se puede conocer la edad absoluta de éstas analizando la proporción de un isótopo padre y un isótopo hijo de los que se conoce su vida (Ej: Rb/ Sr). Para analizar muestras orgánicas se utiliza la datación por radiocarbono, basada en observar la concentración del isótopo Carbono 14 en los tejidos. Este isótopo se forma en la atmósfera y queda depositado en las plantas, sirviendo de alimento para los animales.

G) El contador de Geiger:

El contador de Geiger fue el primer aparato medidor de la radioactividad de un objeto. Fue inventado en 1908 por Ernest Rutherford y su discípulo Hans Geiger y en un principio sólo medía la emisión de partículas Alpha. En 1928 Geiger junto a Walthe Muller desarrollaron el mecanismo para que fuera capaz de medir un mayor número de radiaciones ionizantes. El modelo que utilizamos en la actividad fue creado por Sidney H. Liebson en 1947.

ACTIVIDAD 5:

-El experimento de Rutherford:

Consistió en bombardear con partículas alfa (de carga positiva) una lámina muy fina y observar que la mayoría de las partículas alfa eran capaces de atravesarla en línea recta, pero que una pequeña parte de ellas atravesaban ésta lámina con otro ángulo o incluso rebotaban en dirección a la fuente de partículas.

El experimento sólo funciona con láminas muy finas compuestas por elementos de átomos muy grandes. Rutherford consiguió llevar acabo satisfactoriamente el experimento con láminas de oro y platino, pero no con la mica.

-"Es como si se disparara un obús naval de buen calibre sobre una hoja de papel y rebotara" :

Esta frase se refiere a que a la velocidad que Rutherford lanzaba las partículas Alpha, la lámina debería tener alguna parte de una masa y una consistencia muy superiores a las que hasta entonces se pensaba que poseían los átomos, ya que si no, era completamente imposible que se cumpliera el experimento que se estaba realizando.

ACTIVIDAD 6:

El modelo de Rutherford era como un sistema solar en miniatura en el que el núcleo era muy pequeño y estaba formado por partículas cargadas positivamente a las que llamó protones, alrededor del cual giraban las particulas de carga negativa (electrones). La limitación de su modelo estaba en que para él los protones tenían una masa 2000 veces superior a la de los electrones, ya que sus experimentos no eran capaces de revelar que hubiera otro tipo de partículas en el núcleo.

Al equipo de Rutherford se le considera el padre de la interacción nuclear ya que fue él el que descubrió que los protones, aunque todos fueran de la misma carga, estaban concentrados en el núcleo y que a su alrededor se situaban los electrones de carga negativa que eran atraidos por el núcleo de protones, manteniendo la estructura del átomo. Si no existiera dicha iteración, los protones, al tener todos carga positiva no podrían estar localizados tan próximos formando el núcleo, porque se repelerían.

Las 4 interacciones fundamentales de la naturaleza son :

· La eléctrica, que mantiene unidas cargas de distinto signo y repele las cargas de igual signo eléctrico.

· La de la gravedad, que hace que los cuerpos de mayor masa atraigan a los de masa inferior.

· La magnética, que actua entre cargas eléctricas en movimiento.

· La nuclear, que es la que se da en el núcleo entre protones y neutrones para mantener el nucleo compacto.

ACTIVIDAD 7:

Cápitulo 1: "La unidad de carga eléctrica"

ACTIVIDAD 1:

Hipótesis de Symmer: "Que admite dos fluídos muy tenues: el uno positivo o vítreo, y el otro negativo o resinoso, de propiedades antagonistas que se neutralizan al combinarse."

Symmer utilizó los términos "Vítreo" y "Resinoso" para referirse a dos de los objetos que utilizó para llevar a cabo sus experimentos: Una varilla de vidreo y un trozo de ambar.
La porción de ambar (Equivalente al globo en la foto), al frotarse contra un trozo de lana
(Jersey), se carga negativamente, ya que los electrones encuentran esta nueva superficie niveles energéticos más favorables. Esto provoa que el globo que incialmente es neutro, se quede pegado a la superficice que le ha trasladado los electrones.
El proceso inverso se produce cuando frotamos la varilla de vídreo contra un trozo de seda. El objeto que ahora traspasa los electrones es la varilla, quedándose cargada positivamente. De igual manera, los dos objetos se quedan pegados al poseer cargas eléctricas opuestas.


ACTIVIDAD 2:


Un tubo de descarga (o "Tubo de rayos catódicos") es un aparato de visualización inventado por un científico alemán llamado Carl Ferdinand Braun en el año 1897.

Su funcionamiento es el siguiente:

-Se colocan en los extremos de una ampolla de cristal dos placas metálicas. Se conectaba una batería a cada una de estas placas: Una quedaba cargada positivamente (Ánodo) y otra negativamente (Cátodo).

-Cuando el circuito se cerraba, el gas que quedaba dentro de la ampolla se convertía en un chorro de luces de colores. A cuanta menos presión se sometía al gas, más conductividad demostraba éste. Experimentos posteriores demostraron que el chorro viajaba desde el cátodo al ánodo. (Se colocó una placa entre los dos polos y se comporbó que la sombra se arrojaba sobre al ánodo)

Tiempo después, el científico inglés Joseph John Thomson probó a extraerle al gas la mayor cantidad de presión posible. Comprobó que al desneutralizar los campos magnéticos y eléctricos de la ampolla, el chorro de luz se desviaba.

Actualemente, el tubo de rayos catódicos se utiliza, por ejemplo, como cartel luminoso. (Luces de neón)





ACTIVIDAD 3:

El modelo atómico de Thomson, fue propuesto por el mismo científico que descubrió los electrones en el año 1904. En este modelo, el átomo estaba formado por una superficie cargada positivamente neutralizada por los electrones que se encontraban dispersados dentro e ella. Fue superado por el modeo de Ernest Rutherford poco tiempo después, ya que un átomo con esa estructura sería muy inestable (no podría formar materia) ya que carecería de nucleo y todos los electrones podrían desprenderse libremente (Siguiendo el modelo actual, sólo se intercambian los electroenes de valencia).




ACTIVIDAD 4:

Albert Abraham Michelson es famoso por el experimento que realizó junto a Edward Morley, el cual constituyó la primera teoría en contra de la existencia del éter.

El experimento consistía en:

-Construyeron el aparato conocido como "Interferómetro". Éste estaba formado por una lente semiplateada que dividía un haz de luz en dos, redireccionándolos en dos caminos óticos perpendiculares.
-Se colocan dos espejos, uno en cada camino óptico de los haces de luz, a la misma distancia del espejo semireflectante.
-Los dos haces de luz son reflejados por los espejos, y redireccionados al espejo semireflectante otra vez.
-Cualquier apreciada en el momento de impacto contra el espejo semireflectante de los dos haces de luz, sería atribuída al movimiento del éter.

El éter constituía en algunas teorías antiguas, una sustancia extremadamente ligera que impregnaba todos los espacios vacíos del universo. En la actualidad. su existencia no se admite científicamente, ya que fue el experimento de Michelson descrito anteriormente el que desmontó esta teoría, ya que todos sus resultados fueron negativos al no encontrarse diferencia en el momento de impacto contra en espejo semirreflectante de los dos haces de luz.


ACTIVIDAD 5:

Según el modelo atómico de Bohr, el átomo está formado por un núcleo con carga positiva, y un número X de electrones con carga negativa orbitando a su alrededor.
En el experimento de Millikan, al infundir al interior de la cámara rayos X, éste chorro de electrones se uniría a la capa de valencia de los átomos de aceite, ionizando a éstos negativamente.

ACTIVIDAD 6:

Experimento de Millikan: "La unidad de carga eléctrica"

Este es el proceso que siguió Millikan para realizar su experimento:

-Construyó el siguiente aparato:














-Pulverizó gotitas de aceite desde la parte del aparato cargada positivamente hacia la parte negativa. En este momento del experimento el circuito eléctrico está esconectado.
-Se conecta el circuito eléctrico, ionizando el interior de la cásula mediante la irradiación de rayos X.
-Se busca el punto de radiación en el que las gotas de aceite queden suspendidas en el interior de la cápsula.
-A través del telescopio, se analiza la gota de aceite y se mide su carga eléctrica. Millikan concluyó que el múltiplo mínimo de electricidad con el que quedaban cargadas las gotas de aceite era 1.6 · 10^-19.

ACTIVIDAD 7:

El efecto fotoeléctrico consiste en la emisión de electrones por un material cuando se ilumina con radiación electromagnética.

Los fotones incidentes son absorbidos por los electrones del medio, dotándoles de energía suficiente para escapar de éste.

Fue descubieto y descrito por Heinrich Hertz en 1887, aunque la explicación teórica solo fue hecha por Albert Einstein en 1905.

ACTIVIDAD 8:

Pienso que es interesante que los científicos pasen algunos años en otros centros de investigación distintos a los que se formaron porque de este modo pueden aprender más cosas que han descubierto otros científicos, o cosas que ellos han visto ya desde el punto de vista de otras personas, y de esta forma enriquecer sus conocimientos y aprender cosas nuevas, y tambien compartir sus conocimientos con la gente de los otros centros de investigación, favoreciendo los conocimientos y la investigación de todos.

ACTIVIDAD 9

Es recomendable leer libros de dibulgación cintífica porque tratan temas científicos en mayor profundidad que lo trataría un libro de texto normal, y gracias a esto puedes saber mas de temas interesantes y saber mas sobre cosas que en un libro de texto no aparecerían, y de una forma mas atractiva para leer.

ACTIVIDAD 10:

Esto es una representación del modelo atómico de Thomson sobre un corcho rosa y con chinchetas de colores.

El círculo de chinchetas redondas son los límites del átomo con una forma circular, el fondo rosa del corcho es la carga positiva, y las chinchetas de colores más transparentes representan la carga negativa.

Los Diez Esperimentos Más Bellos De La Física

Este libro recoge en su interior diez esperimentos que se han ido realizando a lo largo de la historia por diferentes científicos.

Estos diez esperimentos fueron elegidos a partir de una encuesta que realizo en historiador de la ciencia Robert Crease, eligiendo para realizarlo una revista de gran difusión en Estados Unidos llama Physics World.

Este libro nos puede conducir a una mayor cultura en el mundo de la ciencia, explicandonos diez de los más importantes experimentos de la historia de una forma atractiva y escritos para que los entendamos.
Es importante conocer el mundo de la ciencia porque es algo que nos rodea, que esta siempre con nosotros en todas la situaciones, y gracias a los experimentos de este libro podremos descubrir por qué ocurren las cosas, quienen fueron quienes las descubriero, y muchas preguntas que siempre nos vienen a la cabeza pero que no somos capaces de resolver por nosotros mismos.

Uno de los experimentos que conocemos mejor de este libreo es el que aparece en la portada, aunque en ella salga Einstein en lugar de Arquímedes. Aquí dejor un video de la teoría de Arquímedes.





De este libro conozco a alguno de los científicos como Arquímedes, Galileo, Newton, y Einstein.

-La ilustración de la portada es una imagen que representa de una forma divertida el título del libro (De Arquímedes a Einstein): la bañera de la teoría de Arquímedes, y dentro de ella en lugar de encontrarse este mismo, se encuentra Einstein.

-El autor de este libro es Manuel Lozano Leyva, es uno de los físicos nucleares más conocidos de toda españa. Actualmente es el director del departamento de Física Atómica, Molecular y Nuclear de la Universidad de Sevilla. Hizo la tesis doctoral en Oxford y trabajó en el Instituto Neils Borh Copenhgue, Universidad de Munich. Ha formado parte de la junta directiva de la Real Sociedad de Física y es representante de España en el comité europeo de Física Nuclear.