Exposiciones
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Luz y campos electromagnéticos
¿Qué es la luz?
Son ondas electromagnéticas que se propagan por un medio, ya sea sólido, líquido o gaseoso o el vacío.
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Dualidad de la luz:
La luz tiende a comportarse como onda y partícula, se comporta como partícula en fenómenos de interferencia, difracción y polarización y como onda en fenómenos como de efecto fotoeléctrico, radiación de cuerpo negro, espectros atómicos, etc.
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Rapidez de la luz:
La luz viaja a través del espacio, esto porque se propaga por campos eléctricos y magnéticos a una rapidez de 300000km/h, los físicos han determinado esta rapidez realizando varios cálculos, uno de ellos fue que de igual manera determinaron que la distancia del Sol a la Tierra es de 1 U.A, además de esta característica, la luz tiene una rapidez constante.
Electromágentismo:
El campo es un espacio que se encarga de la interacción de partículas cargadas, la unión de las ondas eléctricas y magnéticas forman el Campo Electromagnetismo.
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Michael Fraday
Fue un científico británico que estudió electromagnetismo, además tuvo descubrimientos basados en el electromagnetismo. Su pensamiento radica en que si la corriente eléctrica era capaz de producir un campo magnético, entonces este debía también generar una corriente eléctrica. Propuso el impacto de Faraday, tras descubrir que un campo magnético interviene sobre un haz de luz polarizada. Y realizó otros experimentos que le permitieron encontrar el electromagnetismo.
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Radiación Electromagnética
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Es una energía que emite partículas con cargas y con movimiento.
Tipos de radiación Electromagnética:
El espectro electromagnético se divide en:
1)Ondas de radio: se encarga de la trasmisión de información por aire.
2) Microondas: es aquella que se utiliza para calentar los alimentos.
3)Radiación Infrarroja: es aquella que transmite el calor desde el Sol a la Tierra.
4) Luz visible: es aquella que la podemos observar, es decir es visible para ojo humano. El rango va desde el violeta (350 nm) hasta el rojo (750 nm).
5)Radiación ultravioleta: es aquella que el sol emite para ser absorbida por plantas y la piel.
6) Rayos X: es aquella que sirven en el ámbito de la medicina, debido a que ayuda a tomar impresiones del interior del cuerpo.
7) Rayos Gamma: estos rayos tiene una mayor longitud de onda, además son muy penetrantes, por lo cual sirven para radioterapias.
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Cuerpo Negro:
Es un objeto teórico, que recibe luz por un hueco y no deja escapar ninguna radiación.
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Radiación de Cuerpo Negro:
Se trata de una parte de la energía absorbida por el cuerpo negro a elevada temperatura. Es decir, mientras se mantenga en un equilibrio térmico no pasa nada pero si existe altas temperaturas irradia energía.
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La conducta del cuerpo negro se determina mediante las siguientes leyes:
- Ley de Wien: esta nos explica que la temperatura es inversamente proporcional a la longitud de onda, es decir que si la temperatura es mayor, la longitud de onda será menor, pero si la temperatura es menor, la longitud de onda será mayor.
- Ley de Boltzman: esta ley describe la relación entre el flujo de energía con la temperatura. Por lo que dice que el flujo es directamente proporcional a la temperatura elevada cuatro veces su potencia.
Efecto fotoeléctrico:
Este es un experimento fue planteada por Albert Einstein en 1905, pero obtuvo ideas de otros científicos como Max Planck. Propone que cuando los fotones que son paquetes de energía impactan sobre placa metálica, está lámina recibe los electrones haciendo que se comporten como partícula que al chocar, rebotan otros electrones llenos de energía.
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Movimiento ondulatorio y la Dualidad
Ondas:
Las ondas son perturbaciones que se encargan de transmitir energía.
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Tipos de ondas:
- Las ondas electromagnéticas, que no requieren un medio para transmitirse.
- Las ondas mecánicas, que son lo contrario a las electromagnéticas, es decir requieren un medio de propagación. Estas a su vez se dividen en: Transversales, en donde su movimiento es perpendicular y longitudinales cuyo movimiento es horizontal.
Cristales y la Difracción:
En primer lugar, un grupo de físicos de la universidad de Munich intentaba confirmar la naturaleza ondulatoria de los rayos X, entonces decidieron realizar un experimento que se trataba de pasar radiación de rayos X por rendijas y observar su patrón, sin embargo, esto no funciono por lo que en 1912 Paul Peter comentó esta historia en su clase y Lau hizo el experimento de pasar radiación por cristales similares a la longitud de onda que los rayos X y revisar el patrón, demostrando que los rayos X tenían longitud muy pequeña.
Movimiento Ondulatorio:
Es el proceso en donde se transmite energía de un lugar a
otro por medio de ondas tanto mecánicas como electromagnéticas.
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Louis-Victor de Broglie y su hipotesis:
Louis de Broglie fue un físico manifestó la posibilidad de que las partículas se comporten como onda.
Surgieron dos experimentos:
- George Thompson, realizó el experimento con un haz de electrones sobre una placa metálica para observar el patrón de interferencia que formaban anillos.
- El experimento de Davisson-Germer consistió en lanzar electrones, dispersados por la superficie de un cristal de níquel, mostrando un patrón de interferencia, descubriendo que los electrones tenían un comportamiento de onda, pero solamente las partículas cuánticas se comportan de esa manera.
- Finalmente, con estos experimentos se confirmo la dualidad de onda y partícula, ganando De Broglie el premio Nobel.
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Principio de incertidumbre de Heisenberg y el experimento de la doble rendija
- Weiner Heisenberg, fue un científico alemán reconocido por haber propuesto el principio de incertidumbre, que manifiesta que no podemos conocer el tiempo ni ubicación de una partícula en un mismo tiempo, es decir que si la posición se conoce, ya no se va a conocer su momento lineal o viceversa.
Mecánica cuántica:
Es una rama de la física que estudia las características de partículas en niveles super pequeños.
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Partículas Cuánticas:
Son partes pequeñas de la materia, una de las características más
impresionantes es que son capaces de aparecer o desaparecer de manera voluntaria y su comunicación es extremadamente rápida.
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Experimento de la Doble Rendija:
Thomas Young fue el que propuso el experimento de doble rendija con el que trataba de defender la teoría de la luz solo como onda.
- Con balas:
Al poner una pantalla con dos rendijas y lanzar canicas, van a rebotar y las que pasen forman dos franjas, pero si fuera con una rendija, en este caso solamente se forma una franja.
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- Con ondas:
Cuando atraviesen las ondas y se impacten con la pantalla genera varias franjas verticales con un patrón de interferencia.
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- Con electrones:
En cambio, con los electrones al lanzarlos a cualquier velocidad vamos a dirigir su longitud.Al ser un experimento difícil, Claus Jönsson, un físico alemán lo ejecuto por primera vez a 50.000 voltios, primero los electrones pasaron por una rendija y luego por la otra, observando que los detectores de la primera rendija recibían menos electrones que cuando habían dos.
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El átomo, física nuclear y radiación de los átomos
El átomo:
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Es la partícula más pequeña de la materia, esta formado por un núcleo, protones, neutrones y los electrones.
- Protón: es una partícula que forma parte del núcleo, fue descubierto por Ernest Rutherford.
- Neutrón: es de igual forma una partícula que forma parte del núcleo y fue descubierto por Walter Bothe y Herbert Becker, además carecen de una carga eléctrica y son inestables cuando están fuera del núcleo.
- Electrón: es una partícula que se ubica alrededor del núcleo y fue descubierto por Joseph John Thomson.
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Es una rama de la ciencia que estudia todo lo referente al átomo y su núcleo.
- El núcleo atómico: es la parte central del átomo que posee carga positiva y una gran cantidad de masa, el resto de la masa se distribuye entre los electrones.
Interacción Nuclear Fuerte:
Esta interacción ejerce una unión entre los protones y neutrones y el núcleo, además se conoce que la fuerza que une a los protones se denomina fuerza nuclear.
En primer lugar, la fusión nuclear es un proceso en el cual los núcleos atómicos de iguales masas se unen formando así un electrón mucho más pesado. Mientras que al hablar de fisión nuclear se refiere a una división del núcleo de luz y electrones o fotones.
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Radiactividad Artificial:
Esta radiación se presenta en el momento que se bombardean núcleos estables con otras partículas y con esto forman un núcleo nuevo que en este caso va a ser inestable por la radiactividad.
- Fue descubierto por Frederic Joliot e Irene Joliot cuando bombardearon núcleos de boro y aluminio con partículas alfa, observaron que las sustancias bombardeadas emitían radiaciones, que eran electrones libres.
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Radiación ionizante:
Es un tipo de energía que los átomos liberan con forma de ondas electromagnéticas.
Tipos de radiación ionizante:
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1)Radiación alfa: es la emisión de un partícula en este caso alfa pon un determinado núcleo radioactivo que al desintegrarse provoca la perdida de una pareja de protones y otra de neutrones.
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2) Radiación beta: se trata de partículas de carga negativa con energía producidas tras la desintegración de un núcleo atómico.
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3)Radiación gamma: se conoce a los rayos gamma por su alta penetrabilidad, estas se producen por otro tipo de desintegración que puede ser alfa o beta
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