22 julio 2009

Ondas sonoras para producir reacciones de fusión nuclear

Los nuevos experimentos han sido realizados por investigadores de la Universidad Purdue.
Un componente importante del experimento es una cámara de pruebas, de vidrio, del tamaño de dos tazones, llena de un líquido llamado acetona deuterada, que contiene una forma de hidrógeno conocida como deuterio, o hidrógeno pesado. Los investigadores expusieron la cámara de prueba a la acción de neutrones. Luego bombardearon el líquido con una frecuencia específica de ultrasonido, lo que causó la formación de cavidades en burbujas diminutas mediante el proceso conocido como cavitación. Las burbujas se expandieron hasta un tamaño mucho más grande antes de colapsar, al parecer con bastante fuerza como para causar reacciones de fusión termonuclear.Las reacciones de fusión emiten neutrones que caen dentro de un rango de energía específica de 2,5 megaelectronvoltios (MeV), que fue el nivel de energía visto en los neutrones producidos en el experimento. Los experimentos también dieron como producto un material radiactivo llamado tritio, que es otro isótopo de hidrógeno resultado de la fusión.Los dos rasgos clave para identificar una reacción de fusión son la emisión de neutrones en el rango de 2,5 MeV y la producción de tritio, ambos vistos en estos experimentos.No se percibieron los mismos resultados cuando los investigadores hicieron experimentos de control con acetona ordinaria, lo que proporciona evidencia estadísticamente significativa de la existencia de reacciones de fusión.El deuterio contiene un protón y un neutrón en su núcleo, mientras que el tritio contiene otro neutrón adicional. Por su parte, el hidrógeno normal contiene sólo un protón en su núcleo, sin neutrón alguno.

Los científicos han sabido durante mucho tiempo que las ondas sonoras de alta frecuencia conocidas como ultrasonido causan la formación de cavidades y burbujas en los líquidos, un proceso conocido como "cavitación acústica", y que esas cavidades colapsan, produciendo altas temperaturas y luz en un fenómeno llamado "sonoluminiscencia".Los reactores de fusión nuclear han requerido históricamente máquinas grandes y costosas. Pero los aparatos de cavitación acústica pueden construirse por una fracción de ese coste. Los investigadores han estimado que las temperaturas dentro de las burbujas colapsantes alcanzan los 10 millones de grados Celsius, y presiones comparables a mil millones de atmósferas.El desarrollo de un generador de fusión termonuclear de bajo costo ofrecería el potencial para una nueva fuente de energía, relativamente segura y poco contaminante. Mientras que los reactores de fisión nuclear convencionales generan productos de desecho que tardan miles de años en desintegrarse, los residuos de las centrales de fusión serían de muy corta vida, desintegrándose a niveles no peligrosos en una década o dos. Para la misma masa unitaria de combustible, una planta de energía por fusión produciría 10 veces más energía que un reactor de fisión, y, dado que el deuterio está contenido en el agua de mar, la fuente de suministro del combustible de un reactor de fusión sería virtualmente inagotable.

La lámpara incandescente más pequeña del mundo

El equipo lo dirige Chris Regan, del Instituto de Nanosistemas de California, en la UCLA, e incluye a Yuwei Fan, Scott Singer y Ray Bergstrom.
La termodinámica, la "joya de la corona" de los físicos del siglo XIX, se aplica a los sistemas con muchas partículas.Por su parte, la mecánica cuántica, desarrollada en el siglo XX, funciona mejor cuando se trata de sistemas con sólo unas pocas partículas.El equipo de la UCLA está utilizando su pequeña lámpara para estudiar la ley de la radiación del cuerpo negro, desarrollada por el célebre físico Max Planck en el año 1900, utilizando principios que ahora se consideran propios de ambas teorías.
La lámpara incandescente utiliza un filamento confeccionado con un único nanotubo de carbono que sólo tiene 100 átomos de ancho. A simple vista, el filamento resulta completamente invisible cuando la lámpara está apagada, pero parece un diminuto punto de luz cuando está encendida. Incluso con el mejor microscopio óptico, lo único que se puede determinar es que el tamaño del nanotubo es superior a cero. Para tener una idea de la verdadera estructura del filamento, el equipo utiliza un microscopio electrónico con resolución atómica.
Con menos de 20 millones de átomos, el filamento de nanotubo es lo bastante grande como para aplicarle las suposiciones estadísticas de la termodinámica, y lo suficientemente pequeño como para ser considerado un sistema molecular, o sea un sistema propio de la mecánica cuántica.

Ruptura de simetría en física

El trabajo, liderado por los investigadores Daniel Dagnino y Nuria Barberán, del Departamento de Estructura y Constituyentes de la Materia de la Facultad de Física de la UB, describe por primera vez el estado superfluido en la transición (una superposición de estado con y sin vertices) Aunque el concepto de simetría parece ser mejor conocido, los fenómenos emergentes por la ruptura de simetrías son comunes en el mundo de la física. Por ejemplo, la expansión del universo después del Big Bang -la gran explosión que daría origen al universo- fue un ejemplo de este proceso. En la actualidad, los mecanismos de ruptura de simetrías son una de las áreas de estudio más activas de la física a nivel internacional."La ruptura de simetría puede observarse en cualquier sistema donde el estado de mínima energía esté degenerado", comenta Daniel Dagnino, estudiante de doctorado y primer autor del estudio. "Los fenómenos que los provocan pueden ser diversos. Cuando se dan en sistemas degenerados, son rupturas espontáneas de simetría. Es el caso de los ferromagnetos, que son sistemas invariantes bajo rotaciones de todos los spins. Por debajo de la temperatura de Curie, este sistema rompe la simetría, escogiendo una dirección en que se orientan el spins, y es esta rotura laque da lugar a la magnetización. En otros sistemas, sin embargo, la ruptura es el resultado de pequeñas perturbaciones del sistema: es la ruptura de simetría provocada".En el artículo, el equipo científico ha estudiado este proceso en la nucleación de vórtices (o momento de inicio de un cambio de estado en una región pequeña pero estable). La ruptura de la simetría en la nucleación se ha estudiado en un conjunto bidimensional de átomos neutros, sin spin, que interaccionan de forma repulsiva y a cortas distancias. Este conjunto de átomos se encuentra atrapado mediante la aplicación de un campo magnético que forma un pozo parabólico ligeramente deformado y que permite hacer girar el sistema en torno a un eje. El giro permite añadir un momento angular al conjunto de átomos. Esto es lo que precisamente provoca la formación del primer vórtice, haciendo que el sistema evolucione desde un estado en reposo a un estado de un vórtice, pasando por un estado precursor de la nucleación en el que se rompe la simetría de paridad.Desde el descubrimiento de la superfluidez, el estudio de la nucleación de vórtices ha llamado la atención de la comunidad científica internacional. "En la investigación publicada en el Nature Physics, nuestro objetivo era estudiar las rupturas de simetría y una de ellas se da durante el proceso de nucleación", comenta Daniel Dagnino. "El modelo con el que trabajamos proporciona un instrumento teórico para medir las características de nuestro sistema. Además, los resultados son aplicables a un amplio abanico de sistemas cuánticos débilmente interactuantes. El hecho de que exista una región donde el sistema se encuentra altamente correlacionado hace que la teoría de campo medio, que es la forma habitual de estudiar los sistemas condensados, no sea aplicable. La teoría de campo medio predice inestabilidades dinámicas que no reflejan la realidad del fenómeno".Descubrir métodos más potentes para estudiar sistemas muy correlacionados y delimitar con más precisión la aplicación de las ecuaciones de campo medio a sistemas cuánticos son algunos de los objetivos de futuras líneas de investigación en este ámbito del conocimiento. "Los estados altamente correlacionados son también de gran interés para estudiar la información cuántica.
Fuentes:http://www.solociencia.com/fisica/09061606.htm
El coche que vencerá al sonido

El encargado de coordinar todo el proyecto, denominado Bloodhound-SSC (SuperSonic Car, o coche supersónico), para que se haga realidad en el año 2011 es Richard Noble, quien ya batió el récord en 1997, cuando lo estableció en 1.227 kilómetros por hora (km/h). El nuevo vehículo, con una longitud de 12,8 metros y un peso de 6.422 kilos, será completamente innovador. El diseño minimiza la resistencia del aire y el sistema inteligente de suspensión le permitirá volar sobre la superficie irregular del desierto. Las ruedas traseras parecen de ciencia ficción. Se han protegido para resistir el impacto del aire y se han equipado con sistemas que reducen la pérdida de energía.


El objetivo de todo ello es que los jóvenes se acerquen a la ciencia desde una perspectiva lúdica. «Si alcanzamos los 1.609 km/h, pero no conseguimos que crezca el interés por la ciencia y la ingeniería, habremos fracasado», afirma Richard Noble, quien desvela que los estudiantes tomarán parte en la aventura y que más de 1.000 organizaciones aprovecharán el proyecto para inspirar a los jóvenes a través de un programa educativo.


Pero detrás del proyecto hay mucho más. Para lograr el récord se está diseñando un conjunto de propulsores para que generen una fuerza de unos 21.300 kilos, necesaria para alcanzar la velocidad deseada, una velocidad un 30% más alta que la conseguida jamás por ningún coche. «Tenemos tres tipos de motores en el BloodhoundSSC», confirman a Público los portavoces del proyecto. «Uno es un jet alimentado con keroseno, el mismo que utiliza el Eurojet Typhoon, que sirve para que el coche pase de 0 a 482 km/h; un cohete que lo impulse hasta los 1.609 km/h y un motor V12 de competición de 800 caballos y alimentado por gasolina que se encarga de suministrar al cohete una tonelada de peróxido de hidrógeno (HTP) para que pueda quemar el combustible sólido en su interior».


Todo este proceso se debe realizar en un tiempo de 40 segundos y en un paraje desértico. «El lugar para batir el récord de velocidad aún no se ha decidido; estamos en el proceso de selección entre desiertos de Australia, Suráfrica y Estados Unidos». De momento, como confirma Richard Noble, «la intención es superar la barrera de los 1.287 km/h en 2010 y, si el coche no da problemas, sobrepasar los 1.600 km/h en 2011».


Pero la aventura no está exenta de dificultades. Los responsables del proyecto que cuenta con la financiación del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología del Reino Unido y la participación de un equipo de la Universidad de Swansea se lamentan de que el problema de diseñar un coche así es que no existen túneles de viento capaces de simular esas velocidades. Por eso, el diseño se ha hecho por ordenador simulando la respuesta aerodinámica del vehículo.


«Es el tipo de experimento que tradicionalmente los ingenieros aeroespaciales habrían llevado a cabo en un túnel de viento, pero nosotros lo hacemos en un superordenador», comenta Ben Evans, uno de los investigadores. «Los túneles de viento presentan limitaciones importantes, y el Bloodhound es un coche, así que se desliza por el suelo y no existen túneles de viento en los que sea posible simular el desplazamiento de un vehículo por un terreno ondulado a una velocidad superior a la del sonido», añade.


Viaje a lo desconocido


Además, los ingenieros también reconocen que este proyecto es un viaje a lo desconocido, científicamente hablando, porque «nadie ha intentado superar los 1.228 km/h, por lo que ir un 30% más deprisa puede tener resultados impredecibles. De hecho, a medida que avanzamos en el proyecto, obtenemos respuestas a preguntas que desconocíamos». Evans señala que «una vez que superas la velocidad del sonido lo que sucede es que enfrente se genera un enorme muro de presión, y ese aire no se aparta de manera lenta y suave. El problema es que esta inter-acción no la explica el funcionamiento estándar de la dinámica computacional de fluidos».


El hecho es que el Bloodhound servirá en un futuro para desarrollar mejoras en los vehículos terrestres y aeronaves, así como aumentar la eficiencia de los combustibles. «No sabremos de dónde vendrán los próximos descubrimientos si no exprimimos hasta el límite la tecnología que tenemos en la actualidad. Ya estamos exprimiendo los límites de los procesos de fabricación y de los materiales composites».


De momento, el trabajo del equipo de investigadores ha servido para mejorar el diseño aerodinámico de unas innovadoras ruedas de titanio que soportan una presión de 50.000 G (nosotros soportamos 1 G), así como para perfeccionar la entrada de aire y una serie de detalles necesarios para que el espectacular morro del coche minimice el efecto de arrastre (spray drag) que producen las partículas de arena del desierto.

Crean un mapa tridimensional de la capa de hielo subterránea de la Antártida

Equipados con un radar, científicos de la British Antartic Survey (BAS), una institución británica dedicada al estudio del «continente blanco», y de la Universidad de Durham (al norte de Inglaterra), han dado un paso más en el estudio de la capa subterránea de hielo de la Antártida, que alberga a dos kilómetros bajo tierra un «río de hielo» diez veces más ancho que el Rhin.


La investigación se llevó a cabo en la zona oeste de la Antártida, en la corriente de hielo Rutford, compuesta por una mezcla de agua y sedimentos que fluyen bajo el hielo formando «crestas y surcos» que controlan el flujo de hielo que termina en el océano.


La corriente Rutford tiene unos 150 kilómetros de longitud, 25 kilómetros de ancho y un grosor de entre dos y tres kilómetros.


Las corrientes de hielo son similares a ríos gigantescos de hielo a través de los cuales el hielo de la capa antártica se traslada hacia el mar, formando grandes cadenas de hielo flotante.


La investigación de estos flujos es clave para predecir la evolución de la capa de hielo antártica y su influencia en el aumento del nivel del mar en el futuro.

Realizan pruebas sobre la relatividad en el laboratorio

Hasta Albert Einstein estaría impresionado. Su teoría de la relatividad general, que describe cómo la gravedad de un objeto masivo, como una estrella, puede curvar el espacio y el tiempo, ha sido utilizada con éxito para predecir las observaciones astronómicas, como la flexión de la luz estelar por influjo del sol, los pequeños cambios en la órbita del planeta Mercurio y el fenómeno conocido como lente gravitatoria. Pronto podría ser posible estudiar los efectos de la relatividad general mediante experimentos de laboratorio.


Xiang Zhang, un científico que trabaja en el Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley, en California (EE. UU.) y perteneciente al Departamento de Energía estadounidense, encabeza el estudio que se publica hoy [21-07-2009] en la edición online de Nature Physics, y en el que se ha determinado que la interacción de la luz y la materia con el espacio-tiempo, tal y como predice la relatividad general, puede ser estudiada usando la nueva generación de materiales ópticos artificiales que se caracterizan por una «extraordinaria capacidad para flexionar la luz y otras formas de radiación electromagnética».


«Proponemos un vínculo entre el recién surgido ámbito de los materiales ópticos artificiales y el de la mecánica celeste, lo que abre nuevas posibilidades de investigar los fenómenos astronómicos en la misma mesa del laboratorio», señala Zhang y añade: «Hemos introducido una nueva clase de soportes ópticos diseñados especialmente para imitar los movimientos periódicos, cuasiperiódicos y caóticos observados en los cuerpos celestes que han sido sometidos a complejos campos gravitacionales».


Su equipo de investigación han demostrado que una nueva clase de metamateriales llamados «trampas de índice continuo para fotones» o CIPT (por sus siglas en inglés) puede servir como cavidades ópticas «perfectas» de banda ancha y libres de radiación. Como tales, las CIPT pueden controlar, desacelerar y atrapar la luz de manera similar a fenómenos celestes como los agujeros negros, atractores extraños y lentes gravitatorias. Esta equivalencia entre el movimiento de las estrellas en el espacio-tiempo curvo y la propagación de la luz en metamateriales ópticos creados en un laboratorio de ingeniería se conoce con el nombre de «analogía óptico-mecánica».


Zhang asegura que dichos metamateriales de diseño especial pueden ser herramientas valiosas para estudiar el movimiento de los cuerpos celestes masivos en potenciales gravitatorios en condiciones de laboratorio. Las observaciones de tales fenómenos celestes por los astrónomos pueden a veces extenderse un siglo.


«Si giramos nuestro espacio metamaterial óptico dentro de nuevas coordenadas, la luz que viaja en líneas rectas en el espacio real se curva en el espacio girado de nuestras ópticas transformacionales», señala Zhang. «Esto es muy similar a lo que ocurre con la luz de las estrellas cuando atraviesa un potencial gravitatorio y sufre una curvatura del espacio-tiempo. Esta analogía entre el electromagnetismo clásico y la relatividad general podría permitirnos utilizar metamateriales ópticos para estudiar fenómenos de la relatividad tales como las lentes gravitatorias».


En sus estudios demostrativos, el equipo utilizó una mezcla de aire y el dieléctrico fosfuro de galio, indio y arsénico (GaInAsP). Este material mostró actividad en el rango espectral infrarrojo y presentó un alto índice de refracción con baja absorción.


Los misterios del movimiento caótico planetario


En su artículo, Zhang y el resto de autores citan como perspectiva especialmente interesante de la aplicación de materiales ópticos artificiales a la analogía óptico-mecánica el estudio del fenómeno conocido como el caos. La aparición del caos en los sistemas dinámicos es uno de los problemas más fascinantes de la ciencia y se observa en áreas tan diversas como el movimiento molecular, la dinámica de la población y la óptica. En particular, un planeta que gira alrededor de una estrella puede sufrir un movimiento caótico en presencia de una perturbación, como puede ser otro gran planeta. Sin embargo, debido a las grandes distancias espaciales entre los cuerpos celestes y los largos períodos que consume el estudio de su dinámica, la observación directa del movimiento caótico planetario ha entrañado una gran dificultad. Gracias al uso de la analogía óptico-mecánica, este tipo de estudios podrían realizarse a demanda en condiciones de laboratorio.


«A diferencia de los astrónomos, no tendremos que esperar 100 años para conseguir resultados experimentales», concluye Zhang, que además es director del Centro de Ciencias e Ingeniería a Nanoescala de la Universidad de California en Berkeley y uno de los pioneros en la creación de materiales ópticos artificiales.

LA MAQUINA DE DIOS

El acelerador de partículas más poderoso jamás construido podría hacer algunos descubrimientos notables, como confirmar la existencia de la materia invisible o de las dimensiones espaciales adicionales, una vez que empiece a funcionar en agosto. La "Máquina de Dios", como se ha dado en llamar al Gran Colisionador de Hadrones (LHC), tiene por también por finalidad la de desentrañar los enigmas del origen del Universo, es decir, cómo fue que se creó la materia y qué pasó con la antimateria en el momento del Big Bang. Considerado el experimento científico más ambicioso de la historia, el LHC intentará identificar con total certeza los ladrillos fundamentales con que se construyeron las estrellas, los planetas y hasta los seres humanos.

QUE ES UN ACELERADOR DE PARTÍCULAS?

Estas enormes máquinas aceleran partículas cargadas (iones) mediante campos electromagnéticos en un tubo hueco en el que se ha hecho el vacío, y finalmente hacen colisionar cada ion con un blanco estacionario u otra partícula en movimiento. Los científicos analizan los resultados de las colisiones e intentan determinar las interacciones que rigen el mundo subatómico. (Generalmente, el punto de colisión está situado en una cámara de burbujas, un dispositivo que permite observar las trayectorias de partículas ionizantes como líneas de minúsculas burbujas en una cámara llena de líquido.)

Las trayectorias de las partículas aceleradas pueden ser rectas, espirales o circulares. Tanto el ciclotrón como el sincrotrón utilizan un campo magnético para controlar las trayectorias de las partículas. Aunque hacer colisionar las partículas unas contra otras puede parecer inicialmente un método un tanto extraño para estudiarlas, los aceleradores de partículas han permitido a los científicos aprender más sobre el mundo subatómico que ningún otro dispositivo.


Para mas información visite: http://www.portalplanetasedna.com.ar/maquina_dios.htm

PLASMA, ENERGIA DE FUSION, UNA FUENTE DE ENERGIA ECOLOGICA

Es conocido por todos que existen 5 estados de la materia los cuales son

  • Hielo Cuántico
  • Solido
  • Liquido
  • Gaseoso
  • Plasma

El plasma es un medio conductor el cual nos esta estrictamente cargado con un numero igual de particulas potitivas y negativas, esto producido cuando los atomos de un gas se ionízan, este estado es conocido como el cuarto estado de la materia.

Cuando energia es constantemente aplicada a un cuerpo, esta energia se puede entender como calor, el cuerpo se liqua, luego se evapora y despues cuando el calor es extremo se hace una especie de mezcla la cual consta de electrones negativos e iones positivos, mientras que toda la carga netral queda contenida, el plasma interactua con el mismo, mediante campos magnétcos y campos electricos, ademas de hacerlo con su propio ambiente.


Aunque no lo puedas creer los cientificos han estimado que el 99 porciento de la materia en el universo esta en el cuarto estado de la materia, el plasma.

El plasma esta siendo estudiado como fuente alternativa de electricidad, ya que se cree es muy limpia, y su principio es el de reacciones de fusión termonuclear.
Como todos sabemos la energia electrica es indispensable hoy en dia ya que con ella manejamos nuestra tecnologia, nuestra forma de vida, las tareas mas simples y mas complejas de nuestro mundo.
Un modo de obtención de la energia es la conversión del plasma.
La energía que se libera de la unión entre los átomos es llamada fusión nuclear en la cual intervienen dos isótopos del hidrógeno, el tritio y el deuterio, se usan para que tengan la minima fuerza de repulsión, con esto se logran atomos mas ligeros, con esto se logra plasma ya que estas particulas tendrian particulas positivas y negativas ionizadas y se le conoce como fuego eterno, es una forma extraordinariamente limpia para poder generar electricada o energia.
El problema actual es el hecho de que la energia de fisión es completamente, pero el problema que la fusión nuclear no es bien controlada por el momento por lo cual los estudios continuan aun.

Para crear esta energia se necesita una gran fuerza para romper la fuerza de repulsion de atomos igualmente cargados, esto se logra con un reactor, el cual tiene otro problema, debe de tener un calor interno de millones de grados centigrados, con este calor es con el que se forma el plasma (absoluto desorden de iones y electrones).

Acabada la reacción de fusión nos encontraremos con una esfera expandida con una temperatura de millones de grados , cuya velocidad puede fundir a unos con otros dentro de la misma esféra. Esta ultima energía es la que libera una energia extraordinaria, y no es una reacción en cadena, ya que la energia se queda en la esfera, solo en una supernova podemos encontrar este tipo de energia de modo natural en el universo.

Con esto un gramo de hidrogeno logramos la cantidad de 173000 kilovatios/hora
(Nada mal verdad)

"Supongamos que una pequeña concavidad hemisférica -a modo de cuenco- en una tabla horizontal es un núcleo, y que una bola de acero de un tamaño muchísimo menores una partícula. Si empujamos la bola por la tabla hacia el cuenco caerá rodando por uno de sus lados y subirá por el opuesto, saliéndose del mismo. Por otra parte, si se suelta la bola dentro del cuenco en uno de sus lados a medio camino del fondo, subirá hasta igual altura por el otro lado, volverá al punto de partida, y si no existen influencias externas, seguirá oscilando eternamente"

Fusión a nivel atomico Dr. Henrry Kendall
Las formas como se esta estudiando y se puede obtener la energia atomica de fusion es por confinamiento magentico y confinamiento inercial.

* Confinamiento magnético.- Se consigue crear y mantener la reacción gracias a grandes cargas magnéticas que hacen las veces de muros de contención de las cargas nucleares.

* Confinamiento inercial.- El calentamiento se consigue con láser y el confinamiento del plasma con la propia inercia de la materia.

El 1ro es en el cual se han obtenido resultados mas prometedores , por lo cual se la ha puesto mas atención.
Otro punto importante es la hipotesis de la fusión en frio , pero existen inconvenientes, en cuanto a presupuesto y en cuanto a que los cientifiicos, no objetivos (me refiero a los que no lo aceptan) prefieren no escuchar ni siquiera esa palabra en lejanias, con esto nuestro desarrollo en el campo ha tenido unos 40 o 50 años de retraso.


(EJEMPLOS DE ENERGIA DE FUSION) EL SOL

Recientemente se ha logrado en el reactor español de fusión TJ-II, del CIEMAT, confinar plasma a una temperatura similar a la del sol. Hasta el momento se han logrado en 120 ocasiones plasma, durando cada prueba aproximadamente un segundo.

20 julio 2009

JUGUETES CIENTIFICOS

FLUIDOS

Ola delfines

Se trata de un recipiente rectangular formado por láminas paralelas transparentes, dentro del cual hay dos líquidos inmiscibles, de densidades y viscosidades diferentes; un de los líquidos es transparente, mientras que el otro está coloreado. Hay algunas que tienen un pequeño motor hace oscilar suavemente el recipiente alrededor de un eje horizontal que pasa por el centro de la base inferior del recipiente.
Con este artefacto se pueden visualizar las ondas superficiales y las turbulencias que se forman en la superficie de separación de dos líquidos que se mueven con diferentes velocidades. La adquirimos en Dideco por 4,31 €.


Lámpara de lava


Se trata de un recipiente más o menos alargado que contiene dos fluidos de distinta densidad, agua y cera. En la parte de abajo hay una bombilla que calienta el fluido más denso, el cual disminuye su densidad y asciende hasta la parte más alta de la lámpara donde se enfría y vuelve a caer. Este ciclo se va repitiendo de forma continúa mientras la lámpara este encendida. Ilustra muy bien las corrientes de convección de los fluidos y la forma que tienen los líquidos, forma esférica, en inpensatez. Recuérdese como se comportan los líquidos en las naves espaciales cuando los astronautas juegan con ellos.



ONDAS


Muelles slinky y Muelles de colores

Este juguete fue inventado por Richard James cuando trataba de desarrollar un muelle que pudiera ayudar a mantener fijos los elementos sensores en un barco en el mar. El Slinky, cuyo diseño se modificó rematando los bordes por seguridad, ha permanecido prácticamente inalterado. El Slinky, como todos los objetos, tiende a resistir los cambios en su movimiento.
Por su inercia, si se coloca en la parte alta de una escalera se mantendrá en reposo sin moverse. En este punto tiene energía potencial. Pero una vez que ha empezado a bajar las escaleras y la gravedad le afecta, la energía potencial se convierte en energía cinética y el Slinky desciende espira por espira escaleras abajo. La energía se transfiere a lo largo de su longitud en una onda de compresión o longitudinal, que se parece a una onda sonora que viaja a través de una sustancia transfiriendo un pulso de energía a la siguiente molécula. Lo rápidamente que la onda se mueve depende de la constante del muelle y de la masa del metal.

Fuente:

Tubos sonoros


Son tubos flexibles de plástico coarrugado de 76 cm de longitud y 2'5 cm de diámetro. Si lo cogemos por un extremo y lo hacemos girar emite un sonido de aproximadamente 220 hercios. Es su tono fundamental. Si aumentamos la velocidad de giro aparece su primer armónico, un La de 440 hercios.
Dándole todavía más deprisa conseguimos los siguientes múltiplos de 660, 880, 1100 y hasta el de 1320 hercios, seis notas en total. Los tubos suenan al ser empujado el aire La vibración en los tubos se consigue por el coarrugado de los mismos y el aire fluye por los tubos por efecto Venturi, de nuevo la Física. La diferencia de velocidad entre un extremo casi fijo, el que sujetamos con la mano, y el otro que está girando produce una diferencia de presión que empuja al aire. Cuando aumentamos la velocidad, aumenta esa diferencia de presión, el flujo es más intenso y el tubo pasa a vibrar con el siguiente armónico. Los adquirimos en Dideco por 2,03 € cada uno.







19 julio 2009

El Año Internacional de la Astronomía presenta un mosaico de la Luna realizado con 45 fotografías

El Año Internacional de la Astronomía presenta las 45 fotografías ganadoras del proyecto La Luna para la Humanidad. Esta iniciativa, en la que han participado aficionados y expertos de todo el mundo, consiste en realizar un mosaico con fotografías de la Luna enviadas por distintos países.

Cada país ha participado con la imagen de una determinada parte de la superficie lunar para conformar un mosaico con todas las fotografías. España, que realizaba la sección 33 de la superficie visible de la Luna, ha seleccionado la fotografía de Antonio Torres Montojo como representante española en el puzzle lunar. El mosaico, que será exhibido por todos los países, es una actividad que conmemora el 40 aniversario de la llegada del hombre a la Luna, que se produjo el 20 de julio de 1969.

La investigadora del CSIC y coordinadora del Año Internacional de la Astronomía en España, Montserrat Villar, señala el objetivo de esta actividad: «La Luna para la Humanidad es un proyecto que pretende mostrar la Luna como un símbolo de paz y de unión entre todos los hombres y mujeres del planeta. Ha sido acogido de forma muy positiva por todos los países, incluido España, y se han enviado cientos de fotografías de aficionados, profesionales e investigadores».
La organización internacional de este proyecto, con sede en Malta, decidió dividir la superficie visible de la Luna en 45 secciones y se decidió que España participaría con la sección 33. Esta parte de la Luna contiene dos cráteres relacionados con la historia de España.
Uno de ellos es el cráter Alphonsus, de 108 kilómetros de diámetro y 2,7 kilómetros de profundidad, que debe su nombre al rey Alfonso X el Sabio. El otro, de 96 kilómetros de diámetro y 3,6 kilómetros de profundidad es Azarquiel, bautizado así por un astrónomo toledano del siglo XI conocido por el desarrollo de la azafea, una variedad del astrolabio que fue muy utilizada por los astrónomos y en navegación, porque permitía realizar cálculos astronómicos desde cualquier latitud terrestre. Junto a los dos cráteres se encuentra Ptolemaeus, de 153 kilómetros de diámetro y 2,4 kilómetros de profundidad.

La Física y la contaminación ambiental

A continuación se mencionan algunos tipos de contaminación y la relación que estos presentan con algún campo de la Física.
Como es el caso de la contaminación en el mar o en la atmósfera la cual pertenece a la Física Troposférica। Pero si miramos la Estratosfera, nos encontramos con la capa de Ozono que, como se sabe , es un absorbente de la radiación ultravioleta. En este caso entonces se esta hablando de radiaciones electromagnéticas, del conocimiento de las ondas electromagnéticas, que representan el movimiento de los campos eléctricos y magnéticos. De manera que, para conocer el daño que se está produciendo en la Capa de Ozono, se usan una gran variedad de procesos físicos: absorción, intensidad de la radiación, espectro electromagnético, etc.


Dentro del medioambiente hay otros tipos de contaminación que también conciernen a la Física। El ruido es uno de ellos, una onda sonora que como se sabe se mide en decibelios (dB)। Una contaminación muy peligrosa, por cierto y cuyo principal causante en las ciudades es el tráfico (¡tenemos un vehículo por cada tres habitantes, trece veces más que hace sólo 35 años!...). Una iglesia o sala de conciertos (sin público ni músicos, claro), puede tener un nivel sonoro de 20/30 dB. Pero si recibes un ruido en tu oído que viene de fuera, o de dentro, y que se llama tinítus que padece mucha gente, con solo 10 decibelios, menos ruido que el que hace una hoja al caer, te puedes volver loco si tu sistema de defensa no lo puede rechazar.


Finalmente está la contaminación radioactiva, que entra también de lleno en el campo de la Física. Por una parte, estamos sometidos a los rayos cósmicos y, por otra, utilizamos la radioactividad para aplicaciones médicas y producir energía, hoy de fisión (rotura) y, probablemente en el futuro, de fusión. No obstante, este campo está muy solapado con el área de la Química.


Si desean saber más sobre este tema, puedes acceder ingresando a las siguientes fuentes:
http://aprenderfisica.com/divulgacion/2009/03/fisica-del-medio-ambiente-y-energias-renovables/
http://contaminacion-ambiente.blogspot.com/
http://www.fisicahoy.com/fisicaHoy/medioambiente/medioambiente.html

Relación entre Física y medioambiente

La presencia de la Física en el medioambiente y en las técnicas de control y medición de contaminantes se centra en tres áreas: el Sol, la Atmósfera, alta y baja (estratosfera y troposfera), y la Tierra. Si consideramos la Atmósfera, nos adentramos en la Física de Fluidos. Ya que si hablamos de la contaminación atmosférica, esta se desplaza según la Dinámica de la propia Atmósfera. Conocer la Dinámica de la baja atmósfera, aquella que va desde el suelo hasta los 10.000 m. de altura, es fundamental para entender y predecir accidentes en nuestro medioambiente. Pero es que además, la contaminación atmosférica está "globalizada": puede existir un crecimiento del agujero de Ozono localizado en el centro de Europa (en el Hemisferio Sur es donde este fenómeno se manifiesta de manera más contundente) que, en pocas semanas, se desplace hasta el hemisferio Sur. Y para conocer la Mecánica de Fluidos tienes que conocer, a su vez, las bases fundamentales de la Física: las leyes de la Mecánica; de la Conservación de la Cantidad de movimiento, Momento angular, de la Energía así como otros procesos físicos como la propagación de Ondas sonoras y electromagnéticas, etc.



Historia de la Física en el Medioambiente:


Un problema más global: el calentamiento de la Tierra y por tanto el cambio climático. Ahí la Física está tan implicada que vale la pena hacer un poco de historia sobre las personas que, en su momento, señalaron el camino: En 1827, el matemático francés Fourier, observa, por primera vez, que ciertos gases, en particular el dióxido de carbono, retienen el “calor atmosférico”. Este fenómeno es similar al que él mismo ha visto en los invernaderos y por ello crea el termino "effet de serre". Desde entonces, el "efecto invernadero" ha sido el nombre utilizado para designar este fenómeno. Tyndall, físico irlandés de finales del XIX, destacado por sus investigaciones sobre la dispersión de la luz a través de las suspensiones coloidales y de sus estudios sobre el deshielo, profundiza en el estudio del clima y observa que gases como el CO2 presentes en la atmósfera absorben la radiación infrarroja, que es aquella que emite la Tierra, y por tanto pueden afectar al equilibrio térmico de nuestro Planeta. Y el tercero, el que realmente organiza toda la teoría del efecto invernadero y del calentamiento planetario, es el Premio Nobel de 1903, el sueco Arrhenius, un físico que trabaja en electroquímica.



Un “cuerpo negro” es un cuerpo que emite toda la radiación igual que absorbe toda la radiación que le llega. La potencia P radiada por un cuerpo negro perfecto viene dada por la ley de Stefan: P = sT4 en donde T es la temperatura en grados kelvin y s la constante de Stefen-Boltzmann. La radiación electromagnética que emite tiene su máxima intensidad a una longitud de onda (expresada en µ) dada por la ley de Wien: I ~ 3000/T . Así como la superficie del Sol se encuentra a una temperatura de ~ 6000 K su máxima intensidad se emite para una longitud de onda de 0.5 µ que corresponde al verde (Ver figura. Abajo). Por otro lado, la superficie de la Tierra se encuentra a una temperatura media de ~290 K y por lo que emite una radiación cuyo máximo está centrado alrededor de 10 µ. Por tanto, si existen gases en la atmósfera que absorben esta radiación la energía emitida por la tierra se mantiene dentro de ella produciendo un sobrecalentamiento. Este fenómeno es el denominado Efecto Invernadero.



Para mayor información aqui esta el link.
Fuente: http://www.fisicahoy.com/fisicaHoy/medioambiente/medioambiente.html

¿Puede el agua tibia congelarse más rapido que el agua fría?

Sí, el agua tibia y hasta caliente puede congelarse más rápido que el agua fría como consecuencia de varias condicionantes. El fenómeno fue descrito por Aristóteles, Bacon y Descartes.
Se usan dos contenedores de agua idénticos en forma, con idéntica cantidad de agua, sólo diferenciándose en la temperatura inicial de una y otra. Al enfriar los contenedores descubriremos que si la diferencia no es extrema (en un contenedor el agua está a 99 grados centígrados y en otro a 0 grados) se congelará primero el agua puesta a 70 grados centígrados, que el agua que tenía 30 grados centígrados.
La respuesta es que el agua no está solamente caracterizada por su temperatura, y que otros factores intervienen. Puede suceder que tenga menos masa, o menos gas diluído, y produzcan una distribución no uniforme de la temperatura.
Lo cierto es que el mito es comprobable y la respuesta a la pregunta original es afirmativa.

Físicos de Barcelona consiguen hacer invisibles los objetos

Barcelona Europa Press
Un grupo de investigadores del Departamento de Física de la Universidad Autónoma de Barcelona (UAB) han conseguido diseñar un dispositivo que hace invisibles los objetos a un determinado tipo de luz, las ondas electromagnéticas de muy baja frecuencia, haciendo que el campo magnético sea nulo en su interior y dejándolo intacto en el exterior. De esta manera, el dispositivo actúa, de forma teórica, como una capa de invisibilidad que hace el objeto completamente indetectable a estas ondas. La investigación está basada en una idea inicial de los ingleses Ben Wood y John Pendry considerado el padre de los metamateriales—, y supone un paso adelante en la carrera para conseguir dispositivos que permitan alcanzar la invisibilidad a las frecuencias de luz Visible.
Según el director de la investigación, Alvar Sánchez, "se trata de un diseño que funciona a la perfección en las simulaciones teóricas y nos acerca al sueño de la invisibilidad". "Ahora falta un paso muy importante: construir un prototipo en el laboratorio y aplicar este hallazgo a mejorar la tecnología de detección de campos magnéticos", señaló Sánchez.Técnicamente, se podría hacer invisible cualquier objeto si se pudiera rodear de una capa que hiciera circular la luz a su entorno, sin absorberla ni reflejarla.Hasta hace poco los científicos pensaban que construir estas "capas de invisibilidad" sería una tarea imposible, dado que la trayectoria de la luz en un medio viene determinada por sus propiedades eléctricas y magnéticas, y éstas se creía que tenían unos valores que no se podían modificar e impedían la invisibilidad.

07 julio 2009

ERRORES DE LO QUE ES CALOR Y TEMPERATURA

Los fenómenos térmicos y caloríficos forman parte de los fenómenos físicos cotidianos. Es sabido que Calor y Temperatura son sustantivos que están incorporados al lenguaje popular y que raramente son utilizados de una forma científicamente correcta. Frecuentemente se identifican o bien se utilizan en definiciones circulares en las que uno hace referencia directa al otro como sinónimo. Ese es el error que se comete al afirmar que la temperatura "mide el calor que hace", o cuando de una persona que tiene fiebre se dice que "tiene calor", etc...

Otras veces el calor se identifica con algún ingrediente material de los cuerpos. Por eso se cierran las ventanas "para que no se vaya el calor", o las calorías se utilizan como medida del aporte no deseable de materia, "lo que engorda", por parte de los alimentos a las personas que los ingieren.
Si quieres leer mas sobre lo que es calor y temperatura ingresa a http://newton.cnice.mec.es/4eso/calor/calor-indice.htm ahi te enseñaran de una forma muy didactica espero te haya servido de ayuda