martes, 3 de mayo de 2011

Superconductores, Fibra Óptica

Superconductores
Un superconductor tiene dos características esenciales. Por debajo de una temperatura crítica característica (Tc), dependiente de la naturaleza y estructura del material, los superconductores exhiben resistencia cero al flujo de electricidad y pueden expulsar el flujo magnético de su interior, dando lugar al fenómeno de levitación magnética.
El primer superconductor, mercurio, descubierto en 1911 por G. Holst y K. Onnes, sólo lo era a temperaturas inferiores a 4.2 K (-268 °C) y a principios de 1986 el récord de temperatura crítica estaba en 23 K correspondiente al compuesto Nb3Ge. La rata de crecimiento había sido de 0.3 grados por año y los superconductores a temperatura ambiente parecían inalcanzables.
... La Tc podía seguir subiendo lo que llevó al descubrimiento de nuevos materiales superconductores, con Tc por encima del punto de ebullición del nitrógeno líquido (-77 K).
Se despertaron entonces atrevidas esperanzas que fueron sofocadas relativamente pronto por varias dificultades tanto en el plano teórico, donde los conocimientos acumulados sobre el estado superconductor hasta 1986 fueron incapaces de describir la superconductividad de alta Tc, como en lo referente a las aplicaciones, puesto que el estado superconductor se destruye al ser sometido a un campo magnético, cosa que debe hacerse en muchas de las aplicaciones concebibles.
Diez años después, cuando la euforia inicial ha cedido y las noticias de éxitos sensacionalistas se han vuelto escasas, muchas ideas novedosas relativas a las características de los nuevos cupratos superconductores se han decantado elevando significativamente el nivel del conocimiento, y a pesar de las dificultades anotadas anteriormente estos cupratos se utilizan ya en la microelectrónica, por ejemplo como sensores de campo magnético (SQUID: interferómetro cuántico superconductor), filtros, resonadores etc

Nuevas tecnologías y nuevos materiales: Láseres


Una de las aplicaciones más curiosas de los láseres es el corte del tallo de ajos, al cauterizar el corte, impidiendo así la pérdida de sabia y su secado… 
Física del Láser

La palabra láser designa a todos aquellos dispositivos que generan un haz de luz coherente como consecuencia de una emisión inducida o estimulada, descubierto dicho comportamiento en 1916 por Einstein. Su nombre se debe a un acrónimo del inglés laser (Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation - "Amplificación de Luz por Emisión Estimulada de Radiación").

La radiación láser se caracteriza por una serie de propiedades, diferentes de cualquier otra fuente de radiación electromagnética, como son:

Monocromaticidad: emite una radiación electromagnética de una sola longitud de onda, en oposición a las fuentes convencionales como las lámparas incandescentes (bombillas comunes) que emiten en un rango más amplio, entre el visible y el infrarrojo, de ahí que desprendan calor. La longitud de onda, en el rango del espectro electromagnético de la luz visible, se identifica por los diferentes colores (rojo, naranja, amarillo, verde, azul, violeta), estando la luz blanca compuesta por todos ellos. Esto se observa fácilmente al hacer pasar un haz de luz blanca a través de un prisma.

Coherencia espacial o direccionabilidad: la radiación láser tiene una divergencia muy pequeña, es decir, puede ser proyectado a largas distancias sin que el haz se abra o disemine la misma cantidad de energía en un área mayor. Esta propiedad se utilizó para calcular la longitud entre la Tierra y la Luna, al enviar un haz láser hacia la Luna, donde rebotó sobre un pequeño espejo situado en su superficie, y éste fue medido en la Tierra por un telescopio.

Coherencia temporal: La luz láser se transmite de modo paralelo en una única dirección debido a su naturaleza de radiación estimulada, al estar constituido el haz láser con rayos de la misma fase, frecuencia y amplitud.

Tipos de Láseres

Existen numerosos tipos de láseres que se pueden clasificar de muy diversas formas siendo la más común la que se refiere a su medio activo o conjunto de átomos o moléculas que pueden excitarse de manera que se crea una situación de inversión de población obteniéndose radiación electromagnética mediante emisión estimulada. Este medio puede encontrarse en cualquier estado de la materia: sólido, líquido, gas o plasma.

El primer láser fue desarrollado por Maiman en 1960 utilizando como medio activo un cristal cilíndrico de rubí. El láser de gas de CO2, que emite en el rango del infrarrojo, es capaz de proporcionar grandes potencias y presenta un gran rendimiento, por ello es el más usado. Éste tipo de láser es utilizado en numerosas y diversas aplicaciones, como por ejemplo en la manufactura industrial, comunicaciones, soldadura y cortado de acero, entre otras.


Los láseres de Ión Argon y Krypton son utilizados en las discotecas ya que emiten en el rango del espectro visible…

El láser Nd:YAG pertenece al grupo de los láseres de estado sólido y emite también en el rango del infrarrojo, siendo ampliamente empleado como en el tratamiento oftalmológico de las cataratas, en medicina estética o en procesos industriales, como tratamientos de superficie y mecanizados.

Los láseres de diodo están construidos con materiales semiconductores son cada vez más utilizados debido a sus ventajosas características, como un menor tamaño y elevadas potencias de trabajo. Sin embargo la calidad de salida del haz es menor que con láseres.

Aplicaciones

Debido a las propiedades tan particulares del haz láser, el rango de aplicaciones es amplísimo. El láser en la medicina es cada vez más usado al actuar muy selectivamente sobre la lesión, dañando mínimamente los tejidos adyacentes. Por eso produce muy pocos efectos secundarios en cuanto a destrucción de otro tejido sano de su entorno e inflamación, así como presentar una esterilización completa al no ser necesario instrumental quirúrjico. En la dermatología, éstos pueden eliminar casi todos los defectos de la piel bajo anestesia local. En oftalmología son utilizados los láseres de excímero, que eliminan capas submicrométricas de la córnea, modificando su curvatura.


Los láseres de diodo tienen un tamaño microscópico, y pueden hacer marcas del tamaño de un pelo humano...  
La medición de distancias con alta velocidad y precisión fue una aplicación militar inmediata después deque se inventara el láser, para el lanzamiento de artillería o para el cáculo de la distancia entre la Luna y la tierra (384.403 km.), con una exactitud de tan sólo 1 milímetro. También es utilizado en el seguimiento de un blanco en movimiento al viajar el haz a la velocidad de la luz.

Aplicaciones más cotidianas de los sistemas láser son, por ejemplo, el lector del código de barras, el almacenamiento óptico y la lectura de información digital en discos compactos (CD) o en discos versátiles digitales (DVD), que se diferencia en que éstos últimos utilizan una longitud de onda más corta (emplean láser azul en vez de rojo). Otra de las aplicaciones son las fotocopiadoras e impresoras láser, o las comunicaciones mediante fibra óptica.

Las aplicaciones para un fututo próximo son los ordenadores cuánticos u ópticos que serán capaces de procesar la información a la velocidad de la luz al ir los impulsos eléctricos por pulsos de luz proporcionados por sistemas láser. La fusión por confinamiento inercial es la aplicación más deseada ya que permitiría el desarrollo de la fusión nuclear del hidrógeno de una forma controlada, permitiendo la obtención de una elevadísima cantidad de energía. Dicho proceso se produce en el Sol y se obtuvo, aunque no de una forma controlada, en 1952, con la bomba atómica de hidrógeno.

En la holografía, las ondas se solapan en el espacio o se combinan para anularse (interferencia destructiva) o para sumarse (interferencia constructiva) según la relación entre sus fases. Debido a la relación especial entre los fotones del haz del láser, los láseres son considerados el mejor ejemplo conocido de efectos de interferencia representados en los interferómetros y hologramas. La holografía es utilizada para proporcionar imágenes en tres dimensiones. También es utilizada como sistema de seguridad en las tarjetas de crédito.

Dentro del procesado de materiales, el láser es utilizado en todas las ramas (corte, soldadura, marcado microscópico, etc.) al poder ser empleados en casi todos los materiales y tener una muy buena respuesta en el mecanizado…



SEMANA 14 JUEVES

Discusión previa en equipo, sobre las preguntas para procesar su información, sintetizar y aplicar el texto indagado.
Exposición al grupo y discusión mediada por el profesor, en relación a las respuestas obtenidas en los diversos equipos. Utilizando el programa de cómputo: procesador de palabras.


Equipo ¿Qué son los Isotopos radiactivos?
 ¿Cómo se generan los isotopos radiactivos artificiales?
 ¿Cuáles son los isotopos radiactivos más usados en México?
 ¿Cuáles son las aplicaciones principales de los isotopos radiactivos?

1 son isótopos inestables de algunos elementos. Se transforman en otros elementos mediante la emisión de partículas o de radiaciones gamma. Se produce la radiactividad inducida cuando se bombardean ciertos núcleos estables con partículas apropiadas.
Si la energía de estas partículas tiene un valor adecuado penetran dentro del núcleo bombardeado y forman un nuevo núcleo que, en caso de ser inestable, se desintegra después radiactivamente.

Su uso es amplio, alguno de ellos es para saber, por ejemplo en una reacción química, que camino siguen los elementos al romperse una molécula y emigrar a otra.

Otro uso es en medicina, ya que proporcionan la energía para obtener las placas ideográficas o cardiografías. Otro uso es para obtener las radiaciones utilizadas en tratamientos como el cancér.

A nivel industrial se utilizan para obtener energía eléctrica a partir de la descomposición de un isótopo, por ejemplo, se utiliza comúnmente, un isótopo de uranio. Así mismo, se utilizan en barcos, submarinos, aviones, para no utilizar grandes cantidades de combustible de origen petrolífero.

Algunos científicos los han utilizado para saber que zonas del cerebro se usan cuando la gente se dedica a aprender cosas nuevas, mediante un isótopo de carbono (totalmente sin peligro) en el azúcar.

Asimismo para determinar la edad de la materia orgánica, como restos humanos, de ropa, utencilios, etc, mediante la medición del carbono catorce, un isótopo del carbono, el cual a medida que pasa el tiempo empieza a disminuir, convirtiéndose en carbono doce, el carbono normal.
  Existen numerosas aplicaciones que utilizan las diferentes propiedades entre los isótopos de un mismo elemento;
Utilización de las propiedades químicas
En el marcaje isotópico, se usan isótopos inusuales como marcadores de reacciones químicas. Los isótopos añadidos reaccionan químicamente igual que los que están presentes en la reacción, pero después se pueden identificar por espectrometría de masas o espectroscopia infrarroja. Si se usan radioisótopos, se pueden detectar también gracias a las radiaciones que emiten y la técnica se llama marcaje radiactivo o marcaje radioisotópico.
La datación radioactiva es una técnica similar, pero en la que se compara la proporción de ciertos isótopos de una muestra, con la proporción en que se encuentran en la naturaleza.
La sustitución isotópica, se puede usar para determinar el mecanismo de una reacción gracias al efecto cinético isotópico.
Utilización de las propiedades nucleares
Diferentes variedades de espectroscopia se basan en las propiedades únicas de nucleidos específicos. Por ejemplo, la espectroscopia por resonancia magnética nuclear (RMN), permite estudiar sólo isótopos con un spin distinto de cero, y los nucleidos más usados son 1H, 2H,13C y 31P.
La espectroscopia Mössbauer también se basa en las transiciones nucleares de nucleidos específicos, como el 57Fe.
Los radionucleidos, también tienen aplicaciones importantes, las centrales nucleares y armas nucleares requieren cantidades elevadas de ciertos nucleidos. Los procesos de separación isotópica o enriquecimiento isotópico representan un desafío tecnológico importante.

2 Los radioisótopos son isótopos radiactivos ya que tienen un núcleo atómico inestable (por el balance entre neutrones y protones) y emiten energía y partículas cuando cambia de esta forma a una más estable.
Cada radioisótopo tiene un periodo de desintegración o semivida características. La energía puede ser liberada, principalmente, en forma de rayos alfa (núcleos de helio), beta (electrones o positrones) o gamma (energía electromagnética).
Varios isótopos radiactivos inestables y artificiales tienen usos en medicina
 Radiactividad artificial o inducida: Es la que ha sido provocada por transformaciones nucleares artificiales
cuando se bombardean ciertos núcleos estables con partículas apropiadas La determinación de la razones de isotopos de plomo puede ser una herramienta eficiente para la identificación de las fuentes principales de exposición a plomo y para apoyar la implantación de medidas de salud públicas para prevención y control Tiempo de vida Intervalo útil Aplicaciones de
Isótopo media ( años ) (años) datado

Carbono-14 5 730 500 a 50 000 Carbón, materia orgánica
Hidrógeno-3 12.3 1 a 100 Vinos añejados
( o tritio )



Potasio-40 1.3 x 109 10 000 a miles de Rocas, corteza terrestre


 millones de años

Renio-187 4.3 x 1010 40 millones a la edad Meteoritos


 del Universo




3 Se llama radioisótopo a aquel isotopo que es radiactivo. La palabra isótopo, del griego "en mismo sitio", se usa para indicar que todos los tipos de átomos de un mismo elemento se encuentran en el mismo sitio de la tabla periódica. Los átomos que son isótopos entre sí, son los que tienen igual número atómico (número de protones en el núcleo), pero diferente número másico (suma del número de neutrones y el de protones en el núcleo). Los distintos isótopos de un elemento, difieren pues en el número de neutrones. Hay varios tipos de isotopos los cuales aun no tienen un nombre fijo ya que cambian constantemente.
 Radiactividad es la propiedad que poseen los núcleos de ciertos elementos de emitir rayos a, b y g. . Los rayos a y b son partículas portadoras de una carga eléctrica, mientras que los rayos g son de naturaleza electromagnética. Hasta 1934 solo se conocía la radiactividad natural, pero durante aquel año, los físicos Joliot y Curie produjeron por primera vez una sustancia radiactiva artificial. Los diferentes isótopos de un elemento tienen las mismas propiedades químicas. El reemplazo de uno por otro en una molécula no modifica, por consiguiente, la función de la misma. Sin embargo, la radiación emitida permite detectarla, localizarla, seguir su movimiento e, incluso, dosificarla a distancia. El trazado isotópico ha permitido estudiar así, sin perturbarlo, el funcionamiento de todo lo que tiene vida, de la célula al organismo entero. En biología, numerosos adelantos realizados en el transcurso de la segunda mitad del siglo XX están vinculados a la utilización de la radioactividad: funcionamiento del genoma (soporte de la herencia), metabolismo de la célula, fotosíntesis, transmisión de mensajes químicos (hormonas, neurotransmisores) en el organismo.
Los isótopos radioactivos se utilizan en la medicina nuclear, principalmente en las imágenes médicas, para estudiar el modo de acción de los medicamentos, entender el funcionamiento del cerebro, detectar una anomalía cardiaca, descubrir las metástasis cancerosas.
 Existen numerosas aplicaciones que utilizan las diferentes propiedades entre los isótopos de un mismo elemento;
 Utilización de las propiedades químicas
En el marcaje isotópico, se usan isótopos inusuales como marcadores de reacciones químicas. Los isótopos añadidos reaccionan químicamente igual que los que están presentes en la reacción, pero después se pueden identificar por espectrometría de masas o espectroscopia infrarroja. Si se usan radioisótopos, se pueden detectar también gracias a las radiaciones que emiten y la técnica se llama marcaje radiactivo o marcaje radio isotópico.
La datación radioactiva es una técnica similar, pero en la que se compara la proporción de ciertos isótopos de una muestra, con la proporción en que se encuentran en la naturaleza.
La sustitución isotópica, se puede usar para determinar el mecanismo de una reacción gracias al efecto cinético isotópico.
Utilización de las
Diferentes variedades de espectroscopia se basan en las propiedades únicas de nucleídos específicos. Por ejemplo, la espectroscopia por resonancia magnética nuclear (RMN), permite estudiar sólo isótopos con un spin distinto de cero, y los nucleídos más usados son 1H, 2H,13C y 31P.
La espectroscopia Mössbauer también se basa en las transiciones nucleares de nucleídos específicos, como el 57Fe.
Los radio nucleídos, también tienen aplicaciones importantes, las centrales nucleares y armas nucleares requieren cantidades elevadas de ciertos nucleídos. Los procesos de separación isotópica o enriquecimiento isotópico representan un desafío tecnológico importante.

4 Los Isótopos radiactivos o radioisótopos son isótopos inestables de algunos elementos. Se transforman en otros elementos mediante la emisión de partículas o de radiaciones gamma.
 Es la que ha sido provocada por transformaciones nucleares.
artificiales
Cuando se bombardean ciertos núcleos estables con partículas apropiadas. Actualmente se usa el cobalto-60 para el tratamiento del cáncer porque emite una radiación con más energía que la que emite el radio .
Ciertos tipos de cáncer se pueden tratar internamente con isótopos radiactivos, como el cáncer de tiroides, como el yodo se va a la glándula tiroides, se trata con yoduro de sodio (NaI) que contenga iones de yoduros radiactivos provenientes del yodo-131 o del yodo-123. Allí la radiación destruye a las células cancerosas sin afectar al resto del cuerpo.
Para el estudio de los desórdenes cerebrales se utiliza una tomografía de emisión de protones conocida como PET. Se le administra al paciente una dosis de glucosa (C6H12O6) que contenga una pequeña cantidad de carbono-11 (11C), que es radiactivo.
 Las aplicaciones de los isótopos radiactivos son múltiples y abarcan distintos campos como:
Actividades médicas

En las instalaciones médicas y hospitalarias, el uso de isótopos radiactivos para el diagnóstico y tratamiento de enfermedades ha ido creciendo progresivamente en los últimos cuarenta años.

Es común la utilización de elementos radiactivos no encapsulados, normalmente en estado líquido, como trazadores para el estudio del corazón, hígado, glándula tiroides, etc. En estas actividades se generan materiales de desecho contaminados con los elementos radiactivos empleados como son las jeringuillas, agujas, viales contenedores de líquidos radiactivos, guantes, papel, tejidos y material médico diverso.

En el tratamiento de tumores se emplean fuentes encapsuladas que deben ser sustituidas regularmente debido al decaimiento natural de su actividad

Los ensayos de ciertos fármacos con animales, dan lugar a los residuos biológicos a los que hay que proporcionar también un tratamiento similar a cualquier tipo de residuo radiactivo
Actividades de Investigación:
También se producen residuos radiactivos en aquellas actividades de investigación que emplean fuentes encapsuladas o elementos trazadores con isótopos radiactivos.
En los centros de investigación nuclear (laboratorios, universidades, reactores de enseñanza e investigación) se producen a su vez residuos radiactivos de naturaleza física y química muy variable, que requieren también una gestión segura y eficaz.
Actividades Industriales:

Es frecuente y especialmente extendida la utilización de isótopos radiactivos en procesos industriales, generalmente fuentes encapsuladas de baja actividad.
Ejemplos típicos de estas aplicaciones industriales son las medidas de nivel, humedad, densidad o espesor en procesos continuos o de difícil acceso, la utilización de gammagrafías para la realización de ensayos no destructivos, su aplicación en instalaciones de esterilización, etc.

5 Se llama radioisótopos a aquel isótopo que es radiactivo. La palabra isótopo, del griego "en mismo sitio", se usa para indicar que todos los tipos de átomos de un mismo elemento se encuentran en el mismo sitio de la tabla periódica. Los átomos que son isótopos entre sí, son los que tienen igual número atómico (número de protones en el núcleo), pero diferente número másico (suma del número de neutrones y el de protones en el núcleo). Todos los isótopos naturales situados por encima del bismuto en la tabla periódica son radiactivos. los núcleos de nitrógeno capturaban estas partículas y emitían protones muy rápidamente, con lo que formaban un isótopo estable del oxígeno, el oxígeno 17. Esta reacción puede escribirse en notación simbólica como
ðN + ðHe ð ðO + ðH
 Las mediciones de la radiactividad se usan para determinar la edad de los minerales y de restos fósiles (datación). Por ejemplo, la existencia de núclidos radiactivos naturales sobre la superficie de la Tierra sugiere que sus vidas medias son comparables con las edades de los minerales en los cuales se encuentran, y estos proporcionan una estimación de la edad de la Tierra. La radiación de la radiactividad viene de tres tipos de rayos, que se llaman Rayos
Alfa, Beta y Gamma. Los rayos Alfa se componen de pequeños paquetes en cada
Uno de los cuales hay dos neutrones y dos protones. Los rayos Beta, se componen de
Electrones. Los Gamma, no son partículas, sino ondas de energía, que se liberan
cuando se desintegra un átomo.

6 Se denominan isótopos a los átomos de un mismo elemento, cuyos núcleos tienen cantidad diferente de neutrones, y por tanto, difieren en masa La energía liberada al cambiar de forma puede detectarse con un contador Geiger o con una película fotográfica. Cada radioisótopo tiene un periodo de desintegración o semivida características. La energía puede ser liberada, principalmente, en forma de rayos alfa (núcleos de helio), beta (electrones o positrones) o gamma (energía electromagnética).
 Radio 226, Cobalto 60, Carbono (C12. C13 y C14) , Nitrógeno,(N14, N15) Oxígeno (O16 Y O18), Yodo (-123 e I-131) * Cobalto-60 usado en tele terapia para tratamiento del cáncer.
*Oro-198 se aplica en inyecciones, para zonas cancerosas
*Tantalio-182 se aplica en inyecciones, los médicos los usan para llegar hasta los tumores cancerosos de formas raras, como los que se producen en la vejiga.
*Yodo-131 Usado contra enfermedades de la glándula Tiroides.
*Fósforo-30 Usado contra tratamientos de leucemias crónicas.
*Fósforo-32 Usado en diagnostico de enfermedades relacionadas con los huesos o médula ósea.

FÍSICA-SOLAR

 Es es la rama de la física que estudia los fenomenos solares, su importancia y aprovechamiento de la energia solar.
La Tierra está inmersa en la atmósfera externa ionizada que escapa supersónicamente del Sol. Este ″viento solar,″ fluye a través del medio interplanetario alcanzando el campo magnético terrestre dándole forma al medio-ambiente cercano a la Tierra. La burbuja magnética que se produce, llamada "magnetosfera," ya que es modelada básicamente a partir del campo magnético terrestre por el campo magnético interplanetario, actúa como blindaje que protege su interior (nuestra atmósfera superior junto a su región ionizada, la ionosfera) de los efectos directos del viento solar.
El Sol, que es la mayor fuente de energía del Sistema Solar, libera su energía en forma de radiación electromagnética("luz") y de partículas energéticas. De esta manera, por una parte, el Sol ilumina constantemente a la Tierra proporcionándole un flujo de energía de 1367 W/m2, conocida como la constante solar; a la vez que, por otro lado, su atmósfera (la corona solar, demasiado caliente como para ser retenida por el campo gravitacional) se proyecta de tal manera que la Tierra es influenciada por el viento solar a través de un flujo continuo de partículas, como también de sucampo magnético asociado.
La radiación electromagnética resulta ser varios órdenes de magnitud mayor que la radiación de las partículas. La potencia de entrada en la Tierra, debida a la iluminación, considerando una sección eficaz ðRE 2, donde RE es el radio terrestre medio, es de 1.73x1017 W.
La energía del viento solar que incide sobre la magnetosfera terrestre, cavidad formada por la interacción entre el campo geomagnético aproximadamente dipolar y el viento solar que tiene asociado el campo magnético interplanetario (ver figura previa), es del orden de 1.3x 1013 W, considerando una sección eficaz de radio igual a 15 RE [Hill, 1979]. Para una sección eficaz de un disco de radio terrestre que absorbe toda la energía cinética del viento solar incidente, esto es en ausencia de campo geomagnético, la potencia seria del orden de 5.7 x 1010 W.
A pesar de la gran diferencia entre los valores de las potencias disponibles en las vecindades de la Tierra a través de las dos formas de radiación, es el viento solar el encargado de acoplar la atmósfera solar con la magnetosfera y la ionosfera (región ionizada de la atmósfera) terrestre, y la mayoría de los procesos magnetoséricos e ionosféricos asistidos por la magnetosfera son debidos a esta energía.
La fuente del viento solar es la corona cuya energía proviene de la zona de convección solar . Debido al enorme gradiente de temperatura entre la base de la corona y la zona de transición, la mayor parte de la energú} depositada en la corona es conducida en dirección a la cromosfera la cual es energizada de esta manera. Otra parte de la corona, la cual está estructurada de campos magnéticos muy intensos, está constantemente escapando del campo gravitacional del Sol a lo largo de las líneas de campo abiertas, huecos coronales (coronal holes) y llamaradas(flares), es lo que se conoce como viento solar. Esta parte esá constituida principalmente de hidrógeno, 96%,y helio, 3.2%, ionizados. El 0.8% restante está constituido por elementos altamente ionizados como O, N, C, Si, Fe [Schwenn, 1988].
Un tipo de evento solar es la llamada llamarada solar "solar flare" debido a que el abrillantamiento de una pequeña área en el Sol anuncia su ocurrencia.
La magnetosfera terrestre es la región que mas se ha estudiado en Física Espacial, conformando la Física Magnetosférica la parte central de la Física Solar-Terrestre, donde resulta crucial el estudio de las tempestades y subtempestades magnéticas. Sin embargo, aun no se ha establecido un modelo suficientemente consistente para predecir su comportamiento, y entender los procesos claves que constituyen las conexiones entre el Sol y la Tierra, esto es del Clima Espacial.
A medida que estén disponibles mas y mas observaciones, los modelos globales del sistema viento solar - magnetosfera - ionosfera - atmósfera podrán ser desarrollados, refinados y mejorados cada vez mas hasta el punto en que se podrían realizar predicciones útiles de manera rutinaria.





El Sol es el elemento más importante en nuestro sistema solar. Es el objeto más grande y contiene aproximadamente el 98% de la masa total del sistema solar. Se requerirían ciento nueve Tierras para completar el disco solar, y su interior podría contener más de 1.3 millones de Tierras. La capa exterior visible del Sol se llama la fotosfera y tiene una temperatura de 6,000°C (11,000°F). Esta capa tiene una apariencia manchada debido a las turbulentas erupciones de energía en la superficie.
La energía solar se crea en el interior del Sol. Es aquí donde la temperatura (15,000,000° C; 27,000,000° F) y la presión (340 millardos de veces la presión del aire en la Tierra al nivel del mar) son tan intensas que se llevan a cabo las reacciones nucleares. Éstas reacciones causan núcleos de cuatro protones ó hidrógeno para fundirse juntos y formar una partícula alfa ó núcleo de helio. La partícula alfa tiene cerca de .7 por ciento menos masa que los cuatro protones. La diferencia en la masa es expulsada como energía y es llevada a la superficie del Sol, a través de un proceso conocido como convección, donde se liberan luz y calor. La energía generada en el centro del Sol tarda un millón de años para alcanzar la superficie solar. Cada segundo se convierten 700 millones de toneladas de hidrógeno en cenizas de helio. En el proceso se liberan 5 millones de toneladas de energía pura; por lo cual, el Sol cada vez se vuelve más ligero.



La cromosfera está sobre la fotosfera. La energía solar pasa a través de ésta región en su trayectoria de salida del Sol. Las Fáculas y destellos se levantan a la cromosfera. Las Fáculas son nubes de hidrógeno brillantes y luminosas las cuales se forman sobre las regiones donde se forman las manchas solares. Los destellos son filamentos brillantes de gas caliente y emergen de las regiones de manchas solares. Las manchas solares son depresiones obscuras en la fotosfera con una temperatura promedio de 4,000°C (7,000°F).
La corona es la parte exterior de la atmósfera del Sol. Es en ésta región donde aparecen las erupciones solares. Las erupciones solares son inmensas nubes de gas resplandeciente que se forman en la parte superior de la cromosfera. Las regiones externas de la corona se estiran hacia el espacio y consisten en partículas que viajan lentamente alejándose del Sol. La corona se puede ver sólo durante los eclipses totales de Sol.
El sol aparentemente ha estado activo por 4,600 millones de años y tiene suficiente combustible para permanecer activo por otros cinco mil millones de años más. Al fin de su vida, el Sol comenzará a fundir helio con sus elementos más pesados y comenzará a hincharse, por último será tan grande que absorberá a la Tierra. Después de mil millones de años como gigante rojo, de pronto se colapsará en una enana blanca -- será el final de una estrella como la conocemos. Puede tomarle un trillón de años para enfriarse completamente.

RADIOISOTOPOS ISOTOPOS

Los Isótopos son átomos de un mismo elemento que tienen igual número de protones y electrones (igual número atómico) pero diferente número de neutrones (difieren en su masa atómica).
Isótopos, protones y neutrones se mantienen unidos por el núcleo gracias a la llamada interacción fuerte o fuerza nuclear. Por ello, para formar o destruir un núcleo se requiere o se libera una gran cantidad de energía.

RADIACTIVIDAD
La radiactividad o radioactividad ioniza el medio que atraviesa. Una excepción lo La radiactividad puede considerarse un fenómeno físico natural por el cual algunos cuerpos o elementos químicos, llamados radiactivos, emitenradiaciones que tienen la propiedad de impresionar placas fotográficas, ionizar gases, producir fluorescencia, atravesar cuerpos opacos a la luz ordinaria, etc. constituye el neutrón, que no posee carga, pero ioniza lamateria en forma indirecta. En las desintegraciones radiactivas se tienen varios tipos de radiación: alfa, beta, gamma y neutrones.

RADIOISOTOPOS
Se llama radioisótopo a aquel isotopo que es radiactivo. La palabra isótopo, del griego "en mismo sitio", se usa para indicar que todos los tipos de átomos de un mismo elemento se encuentran en el mismo sitio de la tabla periódica. Los átomos que son isótopos entre sí, son los que tienen igual número atómico (número de protones en el núcleo), pero diferente número másico (suma del número de neutrones y el de protones en el núcleo). Los distintos isótopos de un elemento, difieren pues en el número de neutrones. Hay varios tipos de isotopos los cuales aun no tienen un nombre fijo ya que cambian constantemente.

Física 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.


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 nucleídos 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 proton 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.

NUCLEO
 Número atómico Z.- Es el número de protones que componen el núcleo del átomo. Así, el Hidrógeno (símbolo H), que es el átomo utilizado en la fusión nuclear, tiene un número Z=1, pues solamente dispone de un protón en su núcleo. De hecho, el hidrógeno es el elemento químico más sencillo -y a la vez más abundante en la naturaleza-.
- Masa atómica A. Es la suma de protones y neutrones. También se llama número másico. Considerando N al número de neutrones de un átomo, tenemos que A=Z+N.
- Peso atómico. Es el peso del átomo, tomando como unidad la duodécima parte del peso del átomo de Carbono (C). Así, el Hidrógeno pesa aproximadamente 1 y el Carbono 12.

Fuerzas nucleares
Los protones y neutrones del núcleo se encuentran en un espacio muy reducido, a distancias muy cortas unos de otros. A estas distancias tan cortas es muy grande la repulsión electromagnética entre protones, que de acuerdo a la ley de Coulomb es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia y directamente proporcional a la magnitud de las cargas. La fuerza que vence a esta repulsión electromagnética y es capaz de mantener el núcleo unido es otra de las 4 interacciones fundamentales conocidas, la fuerza nuclear fuerte. Es una fuerza atractiva y muy intensa, por lo que domina a la repulsión culombiana de los protones, pero tiene un muy corto alcance, sólo del orden de poco más de un fermi. Las características de este tipo de fuerza son que es una fuerza saturada (cada partícula sólo es capaz de interaccionar con un pequeño número de otras partículas), dirigida (depende de la orientación de los espines) e independiente de la carga (la fuerza entre dos protones es igual que la existente entre dos neutrones o entre protón y neutrón).
Pese a la interacción fuerte, un núcleo puede ser inestable y desintegrarse por radiactividad, e incluso fisionándose, rompiéndose en fragmentos. Núcleos pesados, como por ejemplo el del Uranio, son capaces de hacerlo naturalmente. Como bien conocemos, el proceso de fisión también puede darse por la acción de neutrones sobre núcleos de determinados elementos, lo que produce una gran liberación de energía, aprovechada en las centrales nucleares de fisión.

semana 13

Semana13Jueves

¿En qué consiste la evolución de la ciencia?
Discutir en equipo y anotar sus conclusiones agregar un ejemplo de un campo de la ciencia que ha evolucionado a través del tiempo.Equipo La evolución de la ciencia Ejemplos
1 En el siglo XIX se produce un gran desarrollo de las ciencias , en el que se detectan influencias del materialismo procedente de la etapa anterior y de una cierta cientifización (que lleva a intentar explicar todo, incluso el mundo social, en clave científica), y en el que se sientan las bases epistemológicas de modelos posteriores*. La Psicología evoluciona todos los días.
El hombre cambia, su vida evoluciona, el mundo se transforma y la Psicología debe contar con nuevos instrumentos para acompañar los acontecimientos y ayudar a elaborar estos cambios.
No se trata de incorporar nuevas técnicas sino de colaborar para el desarrollo de una nueva conciencia basada en una nueva cosmovisión y en los nuevos conocimientos que nos brindan las investigaciones científicas.

2 A través del tiempo cada campo se ha especializado más teniendo diversa ramas con un tronco en común. Dando a la población un mejor conocimiento. Biología
Se ha desarrollado para el estudio de la vida.
La evolución biológica es el conjunto de transformaciones o cambios a través del tiempo que ha originado la diversidad de formas de vida que existen sobre la Tierra a partir de un antepasado común.
Actualmente, la teoría de la evolución combina las propuestas de Darwin y Wallace con las leyes de Mendel y otros avances posteriores en la genética.

3 Cuando el humano empezó a razonar acerca de su medio y de los fenómenos que ocurren en el. Se considera que la historia de la genética comienza con el trabajo del monje agustino Gregor Mendel. Su investigación sobre hibridación en guisantes, publicada en 1866, describe lo que más tarde se conocería como las leyes de Mendel.
El año 1900 marcó el "redescubrimiento de Mendel" por parte de Hugo de Vries, Carl Correns y Erich von Tschermak, y para 1915 los principios básicos de la genética mendeliana habían sido aplicados a una amplia variedad de organismos, donde destaca notablemente el caso de la mosca de la fruta (Drosophila melanogaster). Bajo el liderazgo de Thomas Hunt Morgan y sus compañeros "drosofilistas", los especialistas en genética desarrollaron la teoría mendeliana-cromosómica de la herencia, la cual fue ampliamente aceptada para 1925. Paralelamente al trabajo experimental, los matemáticos desarrollaron el marco estadístico de la genética de poblaciones, y llevaron la interpretación genética al estudio de la evolución.
Con los patrones básicos de la herencia genética establecidos, muchos biólogos se volvieron hacia investigaciones sobre la naturaleza física de los genes. En los años cuarenta y a principios de los cincuenta, los experimentos señalaron al ADN como la parte de los cromosomas (y quizás otras nucleproteínas) que contenía genes.
El enfoque sobre nuevos organismos modelo tales como virus y bacterias, junto con el descubrimiento en 1953 de la estructura en doble hélice del ADN, marcaron la transición a la era de la genética molecular. En los años siguientes, algunos químicos desarrollaron técnicas para secuenciar tanto a ácidos nucleicos como a proteínas, mientras otros solventaban la relación entre estos dos tipos de biomoléculas: el código genético. La regulación de la expresión génica se volvió un tema central en los años sesenta, y para los años setenta dicha expresión génica podía ser controlada y manipulada utilizando ingeniería genética. Durante las últimas décadas del siglo XX muchos biólogos se enfocaron a proyectos genéticos a gran escala, secuenciando genomas enteros.

4


5 La evolución de la ciencia fue basada en cuento a las principales necesidades del hombre. La evolución de la Ciencia Médica apenas se modifica a partir de este período, ni tampoco durante el largo lapsus de tiempo que abarca la Edad Media, ya que, durante ella y de forma básica, lo acontecido en esta parcela del saber se reduce a una acomodación de la tradición griega a las tres culturas que durante este período se suceden en Europa: La Bizantina, la Islámica y la de la Europa Occidental.
Llegamos así en este recorrido a grandes saltos por la Historia de la Humanidad al siglo XV que, con el Renacimiento, hace surgir la etapa de esplendor en el saber científico y en la Medicina. En este momento la Medicina se ensancha en las tres direcciones básicas antes anotadas y heredadas de la cultura griega: la Anatomía, la Fisiología y la Patología.
La Anatomía crece, en gran manera gracias a la introducción de la práctica de la disección de cadáveres, hacia el siglo XVI, teniendo como figura central a Andrés Vesalio, quien en 1553 publica su “De Humani Corporis Fabrica”, dando expresión a dos principios fundamentales de la investigación anatómica: mantener una visión casi siempre unitaria de la descripción anatómica e incorporar la iconografía a esta investigación.

6 La ciencia evolucionó cuando el hombre comenzó a preguntarse el porqué de las cosas para así poder mejorar su calidad de vida día con día La teoría heliocéntrica sostiene que la Tierra y los demás planetas giran alrededor del Sol (Estrella del Sistema Solar). El heliocentrismo, fue propuesto en la antigüedad por el griego Aristarco de Samos, quien se basó en medidas sencillas de la distancia entre la Tierra y el Sol, determinando un tamaño mucho mayor para el Sol que para la Tierra. Por esta razón, Aristarco propuso que era la tierra la que giraba alrededor del Sol y no a la inversa, como sostenía la teoría geocéntrica de Ptolomeo e Hiparco, comúnmente aceptada en esa época y en los siglos siguientes, acorde con la visión antropocéntrica imperante.
Más de un milenio más tarde, en el siglo XVI, la teoría volvería a ser formulada, esta vez por Nicolás Copérnico, uno de los más influyentes astrónomos de la historia, con la publicación en 1543 del libro De Revolutionibus Orbium Coelestium. La diferencia fundamental entre la propuesta de Aristarco en la antigüedad y la teoría de Copérnico es que este último emplea cálculos matemáticos para sustentar su hipótesis. Precisamente a causa de esto, sus ideas marcaron el comienzo de lo que se conoce como la revolución científica. No sólo un cambio importantísimo en la astronomía, sino en las ciencias en general y particularmente en la cosmovisión de la civilización. A partir de la publicación de su libro y la refutación del sistema geocéntrico defendido por la astronomía griega, la civilización rompe con la idealización del saber incuestionable de la antigüedad y se lanza con mayor ímpetu en busca del conocimiento.

miércoles, 6 de abril de 2011

Recapitulacción 12


Recapitulación 12
Resumen martes y jueves.
Aclaración de dudas.
Registro de asistencia.

Equipo
Resumen martes y jueves
1

2
El día martes vimos los modelos atómicos de Bohr, el jueves hicimos un experimento en el cual, pudimos observar  los colores producidos por la aplicación de energía en los diferentes elementos.
3

4
Vimos el modelo de Bohr, y observamos colores producidos por la aplicación de energía en los diferentes elementos.
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6
Dimos un pequeño vistazo a los modelos atómicos de Bohr, también elaboramos un experimento, en el pudimos observar  los niveles electrónicos de distintos elementos y el jueves vimos los diferentes  espectros de algunos gases ionizados.



Eq.
N Principal
L Secundario
M
Magnético
Figura del orbital
1
2
1
1

2
3
2
1

3
4
3
1

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5
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Semana 12 Jueves

El Tubo de Crookes es un cono de vidrio con 1 ánodo y 2 cátodos. Es una invención pero mas en parte una innovacion del científico William Crookes en el siglo XIX, y es una versión más evolucionada del desarrollo del Tubo de Geissler.

Descripción y utilización

Consiste en un tubo de vacío por el cual circulan una serie de gases, que al aplicarles electricidad adquieren fluorescencia, de ahí que sean llamados fluorescentes. A partir de este experimento (1895) Crookes dedujo que dicha fluorescencia se debe a rayos catódicos, que consisten en electrones en movimiento, y, por tanto, también descubrió la presencia de electrones en los átomos.
Al final del cono de vidrio, una banda calentada eléctricamente, llamada cátodo, produce electrones. Al lado opuesto, una pantalla tapada de fósforo forma un ánodo el que está conectado al terminal positivo del voltaje (unos cien voltios), del cual su polo negativo está conectado al cátodo.

La Cruz de Malta

Crookes para comprobar la penetrabilidad de rayos catódicos, debe realizar un tercer tubo, el cual llama la cruz de Malta, ya que entre el cátodo y el ánodo está localizado un tercer elemento, una cruz hecha de Zinc, un elemento muy duro.
El experimento consistía en que el rayo se estrellaba contra la cruz y la rodeaba, para posteriormente generar una sombra al final del tubo. Con este tubo es posible demostrar que los rayos catódicos se propagan en línea recta. Una pantalla metálica con forma de cruz de Malta, se dispone de modo que intercepte el haz de los rayos catódicos, produciendo una zona de sombra sobre la pantalla que satisface las leyes de la propagación de las ondas rectilíneas.
 Aplicación del Tubo de pantalla