sábado, 20 de diciembre de 2008

ACTIVIDAD 2: RUTHERFORD, EL NÚCLEO ATÓMICO

ACTIVIDAD 1

Nosotros valoramos y pensamos que dos científicos trabajen juntos, uno como maestro y el otro como estudiante, ayuda al desarrollo de la ciencia por que un solo científico no hace lo mismo que 2, o como dice el refrán: “Dos cabezas piensan más que una”. Encima que Thomson fuera profesor de Rutherford es muy interesante para ambos: Para Rutherford, aprender de un científico de tan grandiosas cualidades, le sería además de interesante, un honor trabajar con él, un ganador de premio Nobel. Por su parte, para Thompson, sería una importante experiencia y resultaría beneficioso para él ser profesor de un científico listo y con muchas ganas de trabajar, que le ayudaría en sus experimentos.
Pero a su vez, Rutherford fue profesor de Hans Geiger, un científico alemán con una capacidad de trabajo inagotable. Rutherford, con Geiger hicieron numerosos inventos, entre los cuales destacan un aparato eléctrico que registraba y contaba las partículas alfas una por una; también averiguaron muchas otras cosas. Este hecho demuestra que los investigadores científicos formen a los estudiantes hace que se transmitan sabiduría entre ellos, lo que hace que haya un, mayor número de inventos y de descubrimientos.
Esto aplicado a la vida real, ocurre en colegios y en universidades. Que te toque un profesor divertido, con ganas de explicar, influye en tus ganas de seguir con esa carrera. También influiría en la manera en la que abordas la asignatura, desde un punto en el que buscas simplemente aprobar, o divertirte sacando nota. Si un profesor lo hace bien, puede que tú sigas los pasos de éste, estudiando lo mismo.

Casi siempre, se empieza con un/una buena profesora de Física,
Química o Matemáticas en Bachillerato o COU que resulta decisiva
en la elección de la carrera.

Extraído de una entrevista a un físico.

ACTIVIDAD 2

La Física se encarga del estudio de las propiedades de cosas como el tiempo, el espacio o la misma materia, sin embargo, la química se encarga del estudio de la naturaleza de la materia, su composición y estructura. Esta sería la definición de un diccionario de estos dos términos. Se podrían definir, y así aprovechamos para relacionarlos, que la física es la ciencia que estudia los cambios de la materia sin alterar su naturaleza y que, por el contrario, la química analiza y estudia el cambio que se produce en la materia modificando su naturaleza o estructura inicial. Además de esto, la química trabaja directamente con la materia y su fin principal es comprender el porque de estas reacciones. Sin embargo la física pretende averiguar una explicación al universo estudiando su unidad más simple el átomo. Obviamente, el grado de alcance de una no es comprable a la otra. Se podría decir que la física persigue un objetivo más ambicioso que la química. Pero aquí se entra en un tema de aficiones/opiniones. Hay personas a las cuales les atrae más la química y otras que se sienten “llamados” hacia la Física. Para gustos los colores. Lo cual nos lleva a la planteada frase de Rutherford:

"Toda ciencia, o es Física, o es coleccionismo de sellos".

Con esta frase Rutherford quiere destacar la importancia de la Física sobre toda las demás ciencias. Y hay que plantearse bien esta cuestión. Bien cierto es que cada ciencia es muy importante por sí sola y que según la subjetividad del que la valore se decantará por una u otra. Pero sí es más que probable que la Física sea la ciencia que englobe más cosas. Aquí saltarán los filomatemáticos diciendo que sin las matemáticas ninguna se hubiese desarrollado y que todo, al fin y al cabo, es matemática. A mí no me gustan las matemáticas, es más, no los considero una ciencia si no un útil para desarrollar otras cosas. Al principio, al leer esta frase, no coincidí con Rutherford, pero a medida que reflexioné me di cuenta de que se acercaba más a la verdad que a una desbaratada idea de un viejo físico. Me gustaría matizar, eso sí, que hablamos de las ciencias naturales y no las sociales.

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

Esta frase tiene una estrecha relación con la anterior, de hecho no se podría entender el verdadero significado de esta brusca reacción sin conocer la anterior frase. Siendo o considerando Rutherford la Física como la ciencia elemental se vio contrariado y por ello de la ligera brusquedad e ironía de este comentario de Rutherford.
En numerosas ocasiones dos grandes descubrimientos se producen el mismo año en un mismo ámbito o rama de la ciencia. A Rutherford (como algunas personas piensan) no se le dio su premio Nobel por el descubrimiento del núcleo atómico, si no por un trabajo realizado a raíz de las investigaciones de Becquerel y Boldwood, a cerca de la descomposición de algunos minerales, que si tiene que ver más con la química. Si no se hubiese planteado otro avance físico o si se hubiese revolucionado el mundo de la química se le hubiese otorgado el premio Nobel de Física. Pero resultó que aquel año Gabriel Jonas Lippmann presentó una revolucionaria forma de representar el color en la fotografía mediante el fenómeno de la interferencia. Esto si que tenía una relación directa con la Física, en concreto con las ondas, y muy poca con la química. Por lo tanto la Academia sueca decidió galardonar a los dos, a pesar de que Rutherford se llevó el premio menos acertado con lo que había descubierto. En este caso si que me gustaría (no como en la anterior frase) criticar la actitud de Rutherford. Bien podría haber aceptado el premio y alegrarse de que dos grandes trabajos fuesen premiados.

ACTIVIDAD 3


Más que por sus grandísimas aportaciones al sistema eléctrico actual, su prolífica carrera de inventos o por el enorme desarrollo, que supuso su presencia, en el mundo de la corriente alterna se conoce a Nikola Tesla por su excentricidad e incluso en su vejez, demencia. Son famosos sus continuos enfrentamientos con otros científicos y polémicas. La muy triste verdad de este científico es lo mal valorado y poco recordado que ha sido, sobre todo, por la cultura popular. Nadie dudaría decir, que el inventor de la bombilla fue Edison. Cualquiera lo afirmaría, incluso un chaval de 4º o 5º de primaria lo sabe. Lo mismo pasa con la radio. Nadie o casi nadie que no fuese experto en el tema rebatiría el argumento de que Marconi fue el inventor de la radio ¿Por qué si no llevaban su nombre aquellas precarias máquinas?


Incluso el más perspicaz de los alumnos de 4º afirmaría que fue el italiano el que la construyó. Nadie se acuerda (siempre hablando de la gente que desconoce el tema) de Tesla, que fue, realmente, el que presentó la primera patente de un transmisor de radio. Fue el primer robo comercial, propiamente dicho, de un invento.

Todas las noches accionamos un interruptor y encendemos alguna
lámpara fluorescente, encendemos la televisión o escuchamos radio,
licuamos un jugo, o conectamos cualquier aparato a nuestras líneas de
corriente alterna a 60 hz. 110 voltios o 220 voltios, no lo sabemos ni
nos tomamos la molesta de pensar en ello pero cada una de esas
invenciones tienen un nombre común: NIkola Tesla, lo irónico es que
todos sabemos de Tomas Alva Edison, de Guillermo Marconi pero los
únicos que sabemos de Tesla somos los que estudiamos en algún
momento de nuestras vidas Electricidad


Página Web sobre Tesla.

Nikola Tesla nació en una provincia Austro-Húngara, en la actual Croacia, en el año 1856. Creció en una familia muy religiosa (Ortodoxa) y recibió una educación cariñosa pero severa. Ya desde pequeño destacaba por su inteligencia superior y los maestros le alababan continuamente por su habilidad memorística, heredada de su madre, y matemática. Siempre fue un ávido lector.
Una vez, tras mostrarle su tío una imagen de las cataratas del Niágara imaginó, enfermó de cólera, enfermedad terrible en aquella época.

Tesla had a vivid imagination and an intuitive way of developing scientific hypotheses. After seeing a demonstration of the "Gramme dynamo" (a machine that when operated in one direction is a generator, and when reversed is an electric motor), Tesla visualized a rotating magnetic field and developed plans for an induction motor applying the concept. This electric motor was the first step toward the successful application of alternating-current. Telsa used his imagination to prove and apply his hypotheses. Here is how he explained his creative process:

"Before I put a sketch on paper, the whole idea is worked out mentally. In my mind I change the construction, make improvements, and even operate the device. Without ever having drawn a sketch I can give the measurements of all parts to workmen, and when completed all these
parts will fit, just as certainly as though I had made the actual drawings. It is immaterial to me whether I run my machine in my mind or test it in my shop. The inventions I have conceived in this way have always worked. In thirty years there has not been a single exception. My first
electric motors, the vacuum wireless light, my turbine engine and many their devices have all been developed in exactly this way."

Extracción directa de una Página Web Inglesa

Fascinado por todo lo que tenía que ver con la ingeniería, le hizo prometer a su padre que si sobrevivía le permitiría estudiar ingeniería. Y sobrevivió. Tras quedarse pequeña la academia de Graz, viajo a Praga para estudiar y especializarse en ingeniería eléctrica. Tras una breve estancia en una oficina telegráfica norteamericana en Budapest viajó a Paris para trabajar en una compañía de Edison. Un socio europeo de éste último, Charles Batchelor, le envió esta carta de recomendación a Edison que abriría las puertas de EEUU al joven Tesla:

Mi estimado Edison:
Conozco dos grandes hombre y usted es uno de ellos. El otro es este joven.

Tesla llegó a Nueva York en el año 1884 con cuatro centavos, ya que le habían robado el equipaje, y logró entrevistarse con Edison intentando convencerle de las ventajas de su motor de corriente alterna, el utilizado actualmente motor de inducción. Edison, que ya tenía montada toda una estructura cuyo motor principal era el de corriente discontinua, le hizo poco caso y hasta lo "desalentó" comentando que la corriente alterna era extremadamente peligrosa debido a los altos voltajes que se requerían para transportarlo y que nunca podría ser usada para consumo doméstico (mentira), sin embargo, percatándose del enorme potencial del joven le ofreció la suma de 50 mil dólares si mejoraba las instalaciones actuales de corriente discontinua. Y lo consiguió, pero al no existir un contrato firmado propiamente dicho. Edison “aclaró” que habías, obviamente exagerado, y que seguro que Tesla aceptaría otra suma mucho más reducida que la ofertada anteriormente. Tesla en vez de aceptar dimitió y se colocó de obrero.
Pero pronto fundó con ayuda de otros investigadores relacionados con la corriente alterna una organización científica.


…creyeron en mí y, por ello seguí desarrollando aquellos proyectos, dando demostraciones acerca de lo útil e inocuo de la corriente alterna, haciendo pasar por mi cuerpo grandes cantidades de esta corriente y demostrando que su transporte era muchísimo más fácil, práctico y barato. Logré encender 50000 lámparas con costes muchísimo menores que los que hubiesen sido utilizando corriente directa, corría el año 1893…

Adaptación de My Inventions: The Autobiography of Nikola Tesla




Estas primeras polémicas acabaron tras recibir el apoyo de un magnate de la electricidad llamado George Westinghouse, que creía en Tesla y su corriente alterna, y que, sobre todo, creía en las grandes aportaciones económicas que le daría. Se instalaron dinamos y motores ideados por Tesla en las cataratas del Niágara. Además se utilizó su sistema polifásico para aprovechar la energía de la caída del agua. En agradecimiento a este señor le otorgó una serie de patentes a cambio de dinero que invirtió en sus nuevos experimentos. Rápidamente se adoptó la corriente alterna en todo el país y Edison tuvo que cambiar sus sistemas quebrantando su propia ley que decía de no utilizar esta energía peligrosa. Empezó pues, a crear e inventar numerosísimos artilugios, todos ellos patentados bajo su nombre. Durante este periodo inventó el que sea, probablemente, su más conocido invento: la bobina de Tesla, un aparato que servía y aun sirve para convertir la corriente continua de baja tensión en corriente alterna de alto voltaje.
Tras este prolífico periodo vino una segunda y no por ello menos dura polémica. Marconi presenta en el año 1904 la “muy novedosa” radio igual que l radiotransmisor de Tesla de 1897, pero, mejorada con 20 patentes más que eran propiedad de Tesla. Aquí comienza una serie de demandas de la compañía Tesla contra la de Marconi. Marconi siempre encontrará apoyo en Edison, pletórico después de esta venganza, la aristocracia francesa y gran parte de la comunidad científica en contra de Tesla. Tesla, no podrá hacer nada, y, en 1911, Marconi recibe el Nobel de Física. Tesla demanda a Marconi pero no está en condiciones económicas para costearse el precio del pleito. En un capitulo de la famosa serie House, de hecho, realizan un guiño a Tesla. Cuando House evalua a los aspirantes para elegir a los nuevos, tras la marcha de los clásicos Foreman, Chase y Cameron, se puede ver en la pizarra de diagnóstico escrito, a lo largo de todo el episodio, la siguiente frase:

"Tesla was robbed"

El resto de años de su vida Tesla siguió investigando en estas y otras muchas cosas:

- Energías eólica, geotérmica y solar. ¿Cómo conseguirlas?
- Rayo Láser
- Desintegrador atómico con el que derretía rubíes y diamantes
- Placas Rayos-X
- Fluorescentes + potentes que los de Edison con = consumo.
- Velocímetro.

Ya siendo mayor se le acusó de numerosos accidentes por algunos experimentos. El más conocido fue una explosión en Liberia, pero destaca también un pequeño terremoto en Manhattan, dos o tres manzanas, al intentar descubrir la frecuencia de resonancia de la Tierra. Vivió en la extrema pobreza y a duras penas seguía inventando, pero lo conseguía. Fue, incluso, subvencionado por otros colegas científicos y por su propio país. En la Primera Guerra Mundial se le llamó para que ayudara a detectar submarinos. Edison se negó totalmente a la propuesta de Tesla de utilizar ondas, a la que calificó de ridícula. 20 años más tardes se inventaría el radar siguiendo algunas de sus notas.
Murió en el año 1943 en Nueva York, sólo y en absoluta pobreza, pero según escribió en el testamento, interiormente satisfecho consigo mismo. Tras su muerte el gobierno de los EEUU de América incautó todos sus documentos, que aún no han sido devueltos.

Tesla soñó con lo que el mismo llamó “La energía libre” todos podrían poseer energía de forma gratuita. La incomunicación, barrera que había que destruir, sería posible gracias a la electricidad sin cables. La avaricia de algunas personas hizo que este sueño no fuera posible, y, que aún hoy haya personas que vivan sin electricidad.





EJE CRONOLÓGICO DESCUBRIMINETOS E INVENTOS:




(Creo que no funciona el link de esta imagen la intentaré colgar en una entrada sola)

De este eje sólo quería remarcar un par de aspectos:

- El primero, mis disculpas por que este torcido se escaneo mal y me di cuenta demasiado tarde.
-Con este eje he querido mostrar la influencia de ciertos inventos anteriores a Tesla sobre este último y la importancia de los suyos.
-También he querido mostrar como cuando comenzó el verdadero desarrollo de la electricidad surgió la nuclear y la energía de Tesla se vio eclipsada.
-Además aprovechó para repetir/aclarar lo ya comentado antes con Lippmann y Rutherford



ACTIVIDAD 4

1 La fluorescencia es, según el libro, aquella radiación o luminiscencia de colores fríos que emana de ciertos minerales al recibir la luz del sol u otro tipo de radiación. La fosforescencia, sin embargo es aquella radiación verdosa que emana de un objeto sin necesidad de estar en contacto con otros rayo, ya que, o al menos supongo, esta acumulada. Se pensaba que la presencia de flúor y de fósforo, respectivamente, era vinculante.




La imagen de la izquierda es fosforescencia y la del escorpión es fluorescencia

2 Los Rayos-X son aquellas radiaciones invisibles que pueden atravesar ciertos cuerpos opacos y capaces de realizar fotografías con, normalmente, fines médicos. Nikola Tesla en estudió estos rayos por medio de los tubos de Crookes. Tras su investigación, se percató del peligro para los organismos biológicos de estas radiaciones y alertó a la comunidad científica


Panorámica de mis dientes fotografiados con rayos-X .







3 Es una radiación natural, presente en algunos elemento o minerales, producto de, como predijeron Marie y Pierre Curie, fruto de una agitación en los átomos de esa sustancia, concretamente, tras descubrirlo Rutherford, en el núcleo atómico. Tiene propiedades similares a las de lo Rayos-X, como la de atravesar cuerpos opaco, etc.
Se descubrió gracias a, en primer lugar, la familia Becquerel y en segundo lugar al matrimonio Curie. Antoine Henri Becquerel, nieto del primer investigador, en el año 1896 descubrió que unas sales de uranio tapadas con trapos negros conseguían emitir radiación. Probó esta experiencia en distintos estado físicos y químicos y los resultados no se alteraban. Aquí es donde el matrimonio Curie dedujo que la radiación era de origen atómico.

4 Dejó una pregunta en el aire, que incentivó a Rutherford, de alma científica, a investigar sobre el tema. Descubrió en parte gracias a esto el núcleo atómico y desarrolló muchísimo el ámbito de la descomposición de algunos minerales, por el cual recibió el premio Nobel.

5 Son tres tipos de radiaciones según la radioactividad de un material:

- Los rayos alfa son las radiaciones cargadas positivamente. Son las menos penetrantes.
- Los rayos beta son flujos de electrones. Es más penetrante que las partículas alfa. He encontrado una cosa que me ha llamado la atención, pero que tras replanteármela me he dado cuenta de lo cierto que es. Cada vez que se expulsa una partícula beta, el número atómico desciende.
- Los rayos Gamma: Son ondas electromagnéticas y los más penetrantes de los tres.




6 La desintegración atómica consiste en que un elemento pesado se convierta en uno ligera y el ritmo que lleva, así como el tiempo que tarda. Por ejemplo el uranio tras muchos siglos acaba convirtiéndose en plomo.


*Cuando hablamos de isótopos nos referimos a sustancias inestables o radiactivas

Para calcular estos datos como muy bien explica el libro al hablar de la teoría de Rutherford, dice que se necesitan dos sustancias en ese objeto y conocer el ritmo de desintegración. Por eso el carbono-14 (5730 años) se utiliza para datar restos geológicos, porque esta presente en todos los materiales orgánicos.

7 El contador Geiger es un aparato que contaba y registraba todas las partículas alfa emitidas. Vieron que estas partículas producían destellos al hacerlas chocar contra una lámina de sulfato de cinc y al juntar las dos técnicas crearon este aparato. Cuando una partícula radiactiva se introduce en un contador Geiger, produce un breve impulso de corriente eléctrica. La radiactividad de una muestra se calcula por el número de estos impulsos.


ACTIVIDAD 5


En éste punto vamos a describir el experimento que realizó Rutherford. Rutherford encargó a sus colaboradores Geiger y Marsden que realizaran ellos la prueba. Lo que hicieron fue coger un pan de mica y lo bombardearon con partículas alfa que son muy energéticas y positivas, es decir, cargadas positivamente. Éstas las obtenían situando una fuente radiactiva intensa en un contenedor de plomo cerrado pero con una pequeña abertura. A través de ella salían las pequeñas partículas que para canalizarlas se hacen pasar por un fino canal hecho de cilindros de plomo alineados. Como era de esperar las partículas alfa pasaban sin ningún problema sobre la finísima capa de mica. Ellos pensaron que si tan altamente energética es pues lo lógico es que rompa unos atomillos y salga. De momento se pensaba que los electrones estaban impregnados o incluidos en el núcleo. A medida que aumentaban el grosor de la mica vieron como finalmente las partículas eran absorbidas algo lógico pues la energía no era suficiente para romperla. La mica no funcionó debido ha que la probabilidad de que chocasen sus átonos con los del haz era muy pequeña. Dispusieron una pantalla semicircular de sulfato de zinc situada detrás de la lámina de oro sobre la que se dispararan las partículas alfa. Además como los átomos son neutros no tendría que aparecer ninguna desviación.
Todos pensaban que no ocurriría nada pues el oro está formado de átomos como la mica y no tendría nada que cambiar. Cuando hicieron pasar el haz de partículas a través del oro se dieron cuenta de que algunas eran ligeramente desviadas y otras rebotaban por completo. Esto levantó un gran interés en Rutherford que hizo calcular a sus colaboradores la probabilidad de que rebotaran o se desviasen: 1 de 8000.

Vieron e investigaron como de pequeños, compactos y altamente cargados debían ser estos núcleos para que un choque de aquellos proyectiles produjera una desviación tan alta. Llegaron a la conclusión que la partícula alfa se dirigía hacia el átomo entonces lo normal es que pasase pero alguna vez se desviaba. Según el modelo atómico de Thomson esto no podía ser posible porque si los electrones estaban inmersos pues las partículas alfa se quedarían pegadas pues se atraerían con los electrones. No podía ser posible, tenía que haber separación entre los electrones y el núcleo pues así se explicaba que cuando la partícula pasaba sin tocar nada y sin pasar cerca del núcleo transcurriera con normalidad, que es lo lógico pues la separación es grandísima. Si quedaba ligeramente desviada era explicado por el hecho de que pasaba cerca del núcleo y éste lo repelía y si rebotaba es que las partículas chocaban con el núcleo y retornaban. Esto deshacía la antigua hipótesis de que la partícula alfa rompiera el átomo pues al rebotar estaba claro que no lo hacía. Más tarde probaron con platino y el experimento ya fue un triunfo por completo. Como ya sabemos en un enlace metálico los núcleos de los átomos de los metales se disponen juntitos y los electrones se ponen en una nube alrededor. Esto explica que con el oro saliera mejor que con la mica pues es más metálico y la cantidad de carga positiva que se acumulaba en el oro sería grandísima al ser ese tipo de enlace y estaba claro que se iba a repeler con la de la alfa. Con el platino fue más exitoso, ya que era más metálico aún.Con la frase: "es como si se disparara un obús naval de buen calibre sobre una hoja de papel y rebotara". Ésta frase fue enunciada por Rutherford sin antes tener en cuenta la propiedad que acabamos de indicar y pensando según el modelo atómico de Thomson. Nosotros pensamos que era un símil/comparación entre el experimento que estaban llevando a cabo y la frase que dijo. Un símil/comparación, aplicado a literatura, es una figura retórica que consiste en comparar dos cosas o conceptos para dar una idea más expresiva y caracterizada de uno de ellos, es decir, una semejanza entre dos cosas.
El obús naval se refiere al haz de partículas alfa y la hoja de papel a la lámina de oro. Usa el obús naval porque es un arma muy potente al igual que las partículas alfa, y en comparación es, a escala, igual una hoja de papel que una friísima lámina de oro.

ACTIVIDAD 6

Para explicar estos hechos, Rutherford propuso el modelo atómico nuclear que sitúa la mayor parte de la masa de átomo concentrada en una zona muy pequeña del mismo (contra la que chocaban las partículas desviadas). El modelo supone que el resto del átomo esta prácticamente vacío. Los átomos contienen el mismo número de electrones en la corteza que de protones en el núcleo; en consecuencia, son neutros. El modelo atómico nuclear distingue dos partes en el átomo: el núcleo y la corteza.

- El núcleo es la parte central del átomo y contiene partículas con carga positiva, los
protones, y partículas que no poseen carga eléctrica, es decir son neutras, los
neutrones. La masa de un protón es aproximadamente igual a la de un
neutrón.Todos los átomos de un elemento químico tienen en el núcleo el mismo
número de protones. Este número, que caracteriza a cada elemento y lo distingue de
los demás, es el número atómico y se representa con la letra Z.

- La corteza es la parte exterior del átomo. En ella se encuentran los electrones,
con carga negativa. Éstos, ordenados en distintos niveles, giran alrededor del
núcleo. La masa de un electrón es unas 2000 veces menor que la de un protón.


Antes del experimento de Rutherford la comunidad científica aceptaba el modelo atómico de Thomson, situación que varió después de la experiencia de Rutherford. Los modelos posteriores se basan en una estructura de los átomos con una masa central cargada positivamente rodeada de una nube de carga negativa.
Este tipo de estructura del átomo llevó a Rutherford a proponer su modelo en que los electrones se moverían alrededor del núcleo en órbitas. Este modelo tiene una dificultad proveniente del hecho de que una partícula cargada acelerada, como sería necesario para mantenerse en órbita, radiaría radiación electromagnética, perdiendo energía. Las leyes de Newton, junto con las ecuaciones de Maxwell del electromagnetismo aplicadas al átomo de Rutherford llevan a la consiguiente caída de los electrones sobre el núcleo.

A Rutherford se le considera el padre de la interacción nuclear ya que gracias a sus investigaciones acerca de las interacciones. Según la interacción nuclear fuerte la fuerza obliga a los núcleos a permanecer unidos.

A continuación explicaremos las 4 interacciones fundamentales de la naturaleza.Existen cuatro tipos de interacciones fundamentales: interacción nuclear fuerte, interacción nuclear débil, interacción electromagnética e interacción gravitatoria.
Las interacciones en el Universo están gobernadas por cuatro fuerzas fundamentales (fuerte, débil, electromagnética y gravitacional).

Interacción gravitatoria. Es la más conocida de las interacciones debido a que a grandes distancias, como las observadas habitualmente, tiene mayores impactos que las demás. Junto al electromagnetismo, son las interacciones que actúan a grandes distancias y contraria a esta, tiene solo carácter de atracción. En comparación con el resto de fuerzas es la más débil.
Ésta hace que la energía interaccione entre sí y con la masa al ser ésta representación más intuitiva de energía, actúa sobre ella. La teoría de la relatividad general estudia esta interacción y la describe como una Curvatura del espacio-tiempo, en otras palabras a la deformación que sufre el espacio-tiempo por la presencia de grandes masas.
Según hipótesis del modelo estándar, la interacción gravitatoria, gravitación o fuerza de la gravedad, es transmitida por el gravitón. Cabe indicar que la teoría de la gravitación, en su formulación actual, no es una interacción que sea muy consistente con la descripción usual de la física de partículas. Sin embargo, debido a que la gravitación aparece sólo en distancias muy por encima del radio atómico esto permite en la práctica usar ambas teorías simultáneamente sin encontrar demasiado conflicto.


Interacción electromagnética. El electromagnetismo es la interacción que actúa entre partículas con carga eléctrica. Este fenómeno incluye a la fuerza electrostática, que actúa entre cargas en reposo, y el efecto combinado de las fuerzas eléctrica y magnética que actúan entre cargas que se mueven una respecto a la otra.
El electromagnetismo también tiene un alcance infinito y como es mucho más fuerte que la gravedad describe casi todos los fenómenos de nuestra experiencia cotidiana. Estos van desde el rayo láser y la radio, a la estructura atómica y a fenómenos tales como la fricción y el arco iris.
Los fenómenos eléctricos y magnéticos han sido observados desde la antigüedad, pero fue a partir de 1800 que los científicos descubrieron que la electricidad y el magnetismo son dos aspectos fundamentales de la misma interacción. En 1864, las ecuaciones de Maxwell habían unificado rigurosamente ambos fenómenos. En 1905, la teoría de Einstein de la relatividad especial resolvió la cuestión de la constancia de la velocidad de la luz. También Einstein explicó el efecto fotoeléctrico al teorizar que la luz se transmitía también en forma de cuantos, que ahora llamamos fotones. A partir de 1927, Paul Dirac unifica la mecánica cuántica con la teoría relativista del electromagnetismo, la teoría de la electrodinámica cuántica, que se completó en la década de 1940.


Interacción nuclear fuerte. La interacción fuerte, también conocida como interacción nuclear fuerte, es la interacción que permite a unirse a los quarks para formar hadrones. La interacción electromagnética se da entre partículas cargadas eléctricamente, aquí las partículas también tienen carga, la carga de color. Su accionar a pesar de ser el más fuerte sólo se lo aprecia a muy cortas distancias tales como el radio atómico. Según el modelo estándar, la partícula mediadora de esta fuerza es el gluón. La teoría que describe a esta interacción es la cromodinámica cuántica (QCD) y fue propuesta por David Politzer, Frank Wilczek y David Gross en la década de 1980.
Como resultado colateral de la interacción entre quarks, existe una manifestación de la fuerza nuclear fuerte que explica que dentro del núcleo atómico a los protones y neutrones. Debido a la carga positiva de los protones, para que éstos se encuentren estables en el núcleo debía existir una fuerza más fuerte que la electromagnética para retenerlos. Ahora sabemos que la verdadera causa de que los protones y neutrones no se desestabilicen es la llamada interacción fuerte residual. Esta interacción entre nucleones (protones y neutrones) se produce a través de parejas de quark-antiquark en forma de piones.


Interacción nuclear débil. La interacción débil, también conocida como interacción nuclear débil, se acopla a un tipo de carga llamada sabor, que la poseen los quarks y los leptones. Esta interacción es la causante de los cambios de sabor en estas partículas, en otras palabras es la responsable que de quarks y leptones decaigan en partículas más livianas, además es la que produce desintegraciones beta. La teoría de Glashow-Weinberg-Salam estudia la interacción débil y la electrodinámica cuántica de manera unificada en lo que se llama Modelo electro débil.
Según el modelo estándar, la interacción débil es mediada por los bosones W y Z que son partículas muy masivas. Su intensidad es menor que la intensidad de la electromagnética y su alcance es menor que el de la interacción fuerte. Al igual que la interacción fuerte y la gravitatoria es esta una interacción únicamente atractiva.

Los físicos están tratando de derivar una teoría unificada que describa a todas las fuerzas de la naturaleza en una sola ley fundamental. Hasta ahora han logrado producir una descripción unificada de la fuerza débil y electromagnética, pero aún no han alcanzado un conocimiento más profundo sobre las fuerzas fuerte y gravitacional.
La física cuántica describe el efecto mutuo de las fuerzas en las partículas por el "intercambio" de otras partículas. Por ejemplo, las partículas eléctricamente cargadas se atraen o repelan al emitir y absorber fotones, los cuales están a cargo de la interacción electromagnética.





ACTIVIDAD 7

Es un escudo muy simbólico:

-Los dos búhos en las rams representan la sabiduría
-Los microscopios la Biología.
-El Elenmeyer la Química.
-Las órbitas representan la Física.
-La Luna la astronomía.

Los demás detalles, es decir, El escudo y la cornamenta, nada representan. Quedaban bien ysimplemente.

Lo siguiente serán los guiños:

-La condecoración es un Nobel
-En el blasón hemos colocado la famosa lengua de Einstein.

La frase se define por sí sola. La curiosidad es imprescindible en todo buen científico. Así lo leíamos, cuando hablabamos de la reacción de Rutherford ante los avances de Becquerel y los Curie.

1 comentario:

VÍCTOR dijo...

1. Es muy interesante hacer referencia a artículos o entrevistas pero es fundamental citar las fuentes. En el caso particular de un blog, tiene el beneficio de poder poner un vínculo a la fuente de donde sacáis la información.
2. ¿Las reacciones nucleares no son Física?¿No alteran la naturaleza de la materia?
Lamento contradecirte pero la unidad de materia más pequeña conocida actualmente no es el átomo, es el quark.
Creo que has entendido perfectamente los sentimientos de Rutherford en las dos frases analizadas.
3. Fantástico trabajo de investigación.
4.Lo de la línea de tiempo era para que la creárais vosotros usando dipity.
5. Lo de tus dientes es sencillamente genial.
6. Muy bien en cuanto a contenidos. Recordad que se pueden utilizar hipervínculos para que se vean las fuentes en las que nos hemos basado y así, alguien que quiera profundizar pueda hacerlo.
7. Sin duda muy oportunas las explicaciones sobre el escudo. Le añade valor a la tarea.
Un gran trabajo: 9,75