Ir a contenido


Foto

Física - Apuntes


  • Inicia sesión para responder
45 Respuesta(s) a este Tema

#1 Ge. Pe.

Ge. Pe.

    God of Forum

  • Administrators
  • 11.421 Mensaje(s)
  • Gender:Male

Publicado el 04 marzo 2008 - 02:34


smile_031.gif


Agradecemos a Araucaria 2000 su apoyo a nuestra página
__________________________________________________






Fuerzas



La palabra fuerza se usa en el sentido que en el lenguaje cotidiano tienen las palabras tracción o empujar. Así, mediante el esfuerzo muscular podemos empujar (aplicar fuerza) a un cuerpo, o una cuerda puede soportar la tensión (fuerza) ejercida por un cuerpo colgado de ella.




En estos ejemplos, el cuerpo que ejerce la fuerza está en contacto con el cuerpo sobre el cual actúa. Son fuerzas de contacto.

Otras veces las fuerzas actúan a distancia, como ocurre con la fuerza de atracción que ejerce la Tierra sobre todos los cuerpos, y que llamamos peso; son las fuerzas de acción a distancia. De este tipo son las que ejerce un imán sobre pequeños cuerpos de hierro.


Cuando un cuerpo modifica su estado de reposo o de movimiento decimos que sobre él ha actuado una fuerza, y que ésta ha producido un efecto dinámico.

En algunas ocasiones, como cuando doblamos la rama de un árbol, o apretamos entre las manos un globo de goma, no se produce un cambio en su movimiento. Lo que se produce en estos casos es una deformación de los cuerpos bajo la acción de las fuerzas. Este es el llamado efecto estático.

Podemos definir fuerza como toda causa capaz de modificar el estado de reposo o de movimiento de un cuerpo, o de producirle una deformación.

Para medir las fuerzas necesitamos compararlas con otra que se toma como unidad; por ello hemos de definir la Unidad de fuerza.

La unidad de fuerza del Sistema Internacional es el Newton. Cuyo símbolo es N.

Para medir las fuerzas se utilizan unos instrumentos llamados dinamómetros basados en que la deformación producida por una fuerza es proporcional a dicha fuerza.


Elementos de la fuerza


En toda magnitud vectorial como la fuerza, debemos considerar los siguientes elementos:

1.- Punto de aplicación, que es el lugar del cuerpo donde se aplica la fuerza.

2.- La dirección, que queda señalada por la recta según la cual se manifiesta la fuerza.

3.- El sentido, ya que en toda dirección hay dos sentidos opuestos.

4.- El valor absoluto o intensidad de la fuerza (los matemáticos la llaman “norma").


Representación de la Fuerza Vectores


Una fuerza puede ser representada mediante una flecha que parte desde el cuerpo que recibe esa fuerza hacia el lugar donde está ejerciendo la fuerza. Esta flecha es llamada vector. Todas estas indicaciones que se necesitan para especificar completamente una fuerza se pueden dar más rápida y cómodamente si representamos la fuerza por una flecha.

La longitud de la flecha, según la escala utilizada, indica el valor de la fuerza. La recta de que forma parte la flecha representa la dirección, y la punta de la flecha señala el sentido. Por último, el punto de donde sale es el punto de aplicación de la fuerza.

Flechas de tamaño doble, triple, etc., indican unas fuerzas de magnitud doble, triple, etc.

Las magnitudes vectoriales se representan por vectores, que se definen como los segmentos rectilíneos que terminan por un extremo en punta de flecha.


Magnitudes escalares


Aquellas magnitudes que quedan totalmente especificadas indicando su valor y la unidad en que se expresan son las magnitudes escalares. Ejemplo de estas magnitudes son la longitud, la masa, el tiempo. Diciendo, por ejemplo, 10 metros, 5 kilogramos o 30 segundos quedan totalmente especificadas: no se necesita más información.


Cambio de forma


Al ejercer una fuerza sobre un cuerpo, se deforman, es decir modifican sus dimensiones, ocurriendo una deformación.

Algunos cuerpos se deforman muy poco: son los cuerpos rigidos, ejemplo: un bloque de vidrio, de acero, o una piedra




Si un cuerpo es deformado por acción de una fuerza y al cesar la fuerza recupera su forma original, este cuerpo pertenece a los llamados cuerpos elásticos. Esto sucede con los resortes, varillas de acero, gomas, elásticos.




Hay cuerpos que se deforman cada vez que se aplica una fuerza sobre ellos, pero que no recuperan su forma original, debido a la plasticidad, son llamados cuerpos plásticos.





Deformaciones


Bajo la acción de las fuerzas algunos cuerpos se deforman, es decir, se modifican sus dimensiones.


Algunos cuerpos se deforman muy poco; son los que se parecen a lo que llamamos cuerpo rígido, por ejemplo, un bloque de vidrio, de acero, o una piedra. Otros, como la cera, la goma de borrar, el plomo, se deforman más fácilmente. Son los cuerpos deformables.

Pero además de la mayor o menor deformación que sufre un cuerpo al actuar sobre él una fuerza, su comportamiento también varía.

En algunas ocaciones, al cesar la fuerza deformante, el cuerpo recobra su forma original. En este caso se le denomina cuerpo elástico. Esto es lo que sucede con los resortes, varillas de acero, goma, etc.

En otros cuerpos la deformación sigue manteniéndose después que deja de actuar la fuerza deformante. Son los llamados cuerpos plásticos, tales como la arcilla, la cera, la plasticina.

Muchos cuerpos son elásticos si la fuerza deformante no sobrepasa un cierto valor, denominado límite elástico, que depende de cada cuerpo y de cada sustancia. Si sobrepasamos este límite elástico, el cuerpo ya no recupera su forma original; asimismo, podemos llegar al límite de rotura, que es la fuerza máxima que puede soportar un determinado cuerpo sin romperse.

Algunos cuerpos, una vez que han sido deformados, no se recuperan instantáneamente. Lo hacen más lentamente y pueden recobrar o no totalmente su forma original. Esto es lo que sucede cuando arrugamos un papel y lo soltamos; aunque no recobra totalmente su forma original, observamos que cuando lo dejamos libre, se desarruga lentamente.


Un ejemplo típico de un cuerpo elástico es un resorte, éste se alarga.

Los alargamientos son proporcionales a las fuerzas; es decir, que una fuerza doble produce un alargamiento doble.

Esto que sucede en el resorte es general para todos los cuerpos elásticos: la deformación de un cuerpo elástico es directamente proporcional a la fuerza que la produce.


Tipos de deformaciones




Compresion


Torsión




N.B. Les dejo el enlace, porque las imágenes se mueven en el original ... al pasarlas acá no pasa nada sad.gif icon_eek.gif

http://www.araucaria...erza/fuerza.htm


_________________________________________________________________




#2 Ge. Pe.

Ge. Pe.

    God of Forum

  • Administrators
  • 11.421 Mensaje(s)
  • Gender:Male

Publicado el 05 marzo 2008 - 02:18




smile_031.gif


___________________________________________________







Masa y Peso




Ley de la Gravitación Universal, de Newton. Todos hemos oído el relato del episodio en que cayó una manzana sobre el joven Isaac Newton, cuando estaba sentado a la sombra de un manzano. Este incidente puso a pensar a Newton en la caída de los cuerpos y le llevó, a la edad de 23 años, al descubrimiento de la ley de la gravitación universal.

Con frecuencia se ha cometido la equivocación de decir que Newton descubrió la gravedad. Lo que Newton descubrió, fue la ley de la gravitación universal. Cualquier par de cuerpos se atraen entre si con una fuerza directamente proporcional al producto de sus masas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que los separa.




Si consideramos ahora la atracción que hay entre un cuerpo muy grande como la Tierra y otro objeto como nuestro propio cuerpo, la fuerza resulta ser bastante grande y fácil de medir, ya que es nuestro propio peso. Esta es la fuerza que nos mantiene en contacto con la Tierra.

Si damos un paso más adelante, la fuerza de atracción grarbita alrededor del Sol. Estas fuerzas tienen magnitudes de millones de millones de millones de toneladas.vitacional es la que mantiene a la Luna girando en su órbita en torno de la Tierra, y a la Tierra en su ó

Las masas y algunas de las distancias y dimensiones asociadas con varios cuerpos astronómicos, inclusive la Tierra.

La atracción gravitacional mantiene a la Luna en su órbita en torno de la Tierra y a la Tierra en su órbita alrededor del Sol.


El peso es una fuerza




Desde siempre la humanidad soñó con alcanzar las estrellas. Para ello, diseñó y construyó naves espaciales capaces de abandonar nuestro planeta. En su búsqueda de conocimiento, el ser humano pisó la Luna y envió sondas hacia el espacio lejano.

Las naves espaciales, para elevarse de la superficie terrestre, el ser humano debió vencer la fuerza de gravedad.

Los astronautas que viajaron a la Luna, al llegar a su superficie se sintieron muy livianos y comprobaron que muchos de los objetos que llevaban eran también más livianos que en la Tierra, es decir, su peso era mucho menor.

Luego de realizar unos cálculos, pudieron comprobar que un objeto pesaba un sexto de lo que pesa en la Tierra..







Cuando un astronauta sale al espacio, la fuerza de atracción va disminuyendo en igual proporción a su peso, a medida que se aleja de la Tierra.


Cuando se encuentra ya demasiado lejos, la Tierra deja de atraerlo y en ese instante el astronauta pierde completamente su peso, lo que llamamos gravedad cero o ausencia de gravedad. Pero su masa no cambia en ningún momento.



Masa 150 kg.
Peso 245 N en la Luna




Masa 150 kg.
Peso 1470 N en la Tierra




Cuando preguntas a un compañero:

¿Cuánto pesas tu?, realmente le estás preguntando:

¿Con qué intensdad la fuerza de gravedad te atrae hacia el centro de la Tierra?




Todos sabemos que, al pesarnos, estamos midiendo la fuerza que ejercemos hacia abajo sobre la plataforma de la balanza, y que esta fuerza hace que los mecanismos de la balanza indiquen nuestro peso. Cuanto mayor es la fuerza hacia abajo, mayor es el peso indicado por la balanza . No nos interesa aquí el mecanismo de las palancas, pesas o resortes que tiene adentro la balanza, sino más bien la fuerza hacia abajo que nosotros llamamos el peso.

El peso, explicado anteriormente, se debe a la atracción gravitacional de la Tierra sobre todos los cuerpos.


El peso, es decir, la fuerza de atracción gravitacional, es diferente en la Luna, en la Tierra y en Júpiter, pero la cantidad de materia de un cuerpo es la misma en cualquier lugar del universo.

Como el peso es una fuerza, utilizamos un instrumento llamado Dinamómetro y la unidad que se usa es el Newton.

Hay una preferencia creciente entre los científicos y los profesores de física, por el uso del kilogramo y el metro en lugar del gramo y el centímetro como unidades de masa y longitud. Conforme al sistema MKS (metro, kilogramo, segundo), la unidad de fuerza, llamada newton en honor a Sir Isaac Newton. E1 newton se define como la fuerza que al aplicarse a una masa de 1 kilogramo, le produce una aceleración de 1 m/seg2.



Masa






El concepto de masa apareció en la física de Isaac Newton en la segunda mitad del siglo XVII. Newton identificó la masa como la cantidad de materia que forma el cuerpo.

Generalmente se tiende a confundir estos dos conceptos, sin embargo, cada uno de ellos se mide con instrumentos diferentes y las magnitudes que representan son absolutamente distintas.

La balanza de brazos iguales permite comparar las masas de dos cuerpos, es decir, nos permite establecer cuál de ellos posee una mayor cantidad de materia

Las balanzas están graduadas en unidades de masa: toneladas, kilogramos, gramos o miligramos.


La balanza de brazos iguales sirve para medir masas.


Una tonelada = 1.000 Kilogramos

Un kilogramo = 1.000 Gramos

Un Gramo = 1.000 Miligramos


____________________________________________________







#3 Ge. Pe.

Ge. Pe.

    God of Forum

  • Administrators
  • 11.421 Mensaje(s)
  • Gender:Male

Publicado el 06 marzo 2008 - 08:52


smile_031.gif

_____________________________________________________________






Máquinas simples



Palanca

Poleas

Engranajes




El hombre desde la antigüedad diseño y construyo máquinas para facilitar su trabajo, estas máquinas fueron remplazando los trabajos pesados como levantar objetos de gran tamaño y masa.



Primero utilizó una rama de árbol gruesa y una piedra y construyo una palanca que la uso para mover piedras y construir casas, pirámides, tumbas, puentes, etc.. después perfecciono la palanca y le agrega la rueda, la cuerda, una polea otros mecanismos transformando la palanca en grúa.





Pero la palanca también se uso como juegos infantiles y se crea el balancín donde juegan y se mueven dos niños, a pesar de que sus masas son distintas, logran moverse hacia arriba y abajo. Esto ocurre porque el balancín actúa como una máquina simple que equipara las fuerzas de los niños.


Palancas


Una palanca está formada por una barra que se mueve sobre un punto de apoyo o fulcro.

Punto de apoyo o fulcro: Punto alrededor del cual puede girar la palanca.

Esfuerzo: Fuerza ejercida para levantar la carga.


Sobre la palanca actúan dos fuerzas: el esfuerzo Y el peso de la carga.

Cuando el punto de apoyo está en el centro de la Palanca, el esfuerzo que se aplica en uno de los extremes de la barra debe ser igual al peso de la carga para lograr el equilibrio.
La distancia comprendida entre el punto de apoyo y el lugar donde se aplica el esfuerzo, se llama brazo de fuerza motriz.

La distancia comprendida entre el punto de apoyo y el lugar donde se ubica la carga, se llama brazo de resistencia.


Tipos de palancas:

Las palancas se pueden clasificar en tres clases:

Palancas de primera clase:
Son aquellas en las que el punto de apoyo se encuentra entre el lugar donde se aplica el esfuerzo y donde está la carga.


Palancas de segunda clase:
Son aquellas donde el punto de apoyo está en el extremo y la carga se encuentra entre el lugar en que se aplica el esfuerzo y el punto de apoyo.


Palancas de tercera clase:
El punto de apoyo está en u extremo y el esfuerzo se aplica entre la carga y el punto de apoyo.



Poleas


Una polea es una rueda acanalada que gira en torno a un eje. Por el canal de la polea pasa una cuerda o cable.



Las poleas se clasifican en:
  • Poleas simples
  • Poleas móviles
  • Poleas compuestas



Poleas simples:

Sólo con una cuerda y una rueda se puede arreglar el cambio de dirección. Se fija la rueda a un soporte y se pasa una cuerda por la rueda hasta alcanzar la carga. Al tirar desde el otro extremo de la cuerda, se puede elevar la carga hasta la altura en que se halla fija la polea. El propio peso del cuerpo de la persona que tira se constituye en una ayuda.

Una rueda utilizada de esta manera, se convierte en una polea, y el sistema de elevación que realiza es una simple guía.

Las poleas simples se usan en máquinas en las que se debe cambiar la dirección del movimiento, como por ejemplo un ascensor.
Aquí, el movimiento ascendente de la cabina debe estar conectado con el movimiento descendente de un contrapeso.

En una polea ideal, la fuerza que se aplica para tirar de la cuerda es igual al peso de la carga. En la práctica, la fuerza es siempre un poco mayor, ya que tiene que vencer la fuerza de fricción en la rueda de la polea y elevar la carga.

Por ello, la fricción induce la eficacia de todas las máquinas.

En la polea simple la carga que se desea mover representa el peso o la fuerza de gravedad. Este tipo de polea se utiliza para sacar agua de un pozo, o para levantar una carga en una grúa.

Una polea simple es una palanca de primera clase. Sirve únicamente para cambiar de dirección o el sentido de la fuerza, ya que es más fácil ejercer tirando la cuerda hacia abajo que hacia arriba.


Poleas móviles:

Esta polea se une a la carga y no a la viga. Una polea móvil simple es una palanca de segunda clase que multiplica la fuerza ejercida. La carga es soportada en igual magnitud por ambos segmentos de cuerda esto hace que la fuerza que es necesario aplicar disminuya a la mitad. Sin embargo, se debe tirar la cuerda a una distancia mayor.


Poleas Compuestas:

Las poleas compuestas son aquellas donde se usan más de dos poleas en el sistema, y puede ser una fija y una móvil, o dos fijas y una móvil etc.

Tirar una cuerda de arriba hacia abajo resulta más fácil que hacerlo desde bajo hacia arriba. Para cambiar la dirección del esfuerzo, a la polea móvil se agrega una polea fija, proporcionando una ventaja mecánica.

La ventaja mecánica es la disminución del esfuerzo.

Esta ventaja mecánica la determinamos contando los segmentos de cuerda que llegan a las poleas móviles que soportan el esfuerzo.

La fuerza para levantar el cuerpo se va reduciendo proporcionalmente a la cantidad de segmentos de cuerda que soportan directamente la fuerza.

También podemos agregar a una polea otra polea fija o una o varias móviles para obtener una combinación de poleas que disminuya el esfuerzo.

Existen muchas combinaciones de poleas que se pueden usar, de acuerdo al trabajo que se deba realizar y la ventaja mecánica que se desea conseguir.


Engranajes


Los engranajes son ruedas dentadas que sirven para transmitir movimiento, cambiar velocidad y la dirección de la rotación.

Estos lo hace al encajar directamente un engranaje en otro o bien a través de una cadena.

Si a un engranaje pequeño se le encaja uno grande, el resultado será disminución en la velocidad de giro del sistema.

Al conectar un engranaje pequeño a uno grande, se produce un aumento en la velocidad de giro del sistema.


_________________________________________________________


Les dejo el enlace, los gif son muy didácticos, no puedo pasarlos totalmente.

http://www.araucaria...as/maquinas.htm


_________________________________________________________




#4 Ge. Pe.

Ge. Pe.

    God of Forum

  • Administrators
  • 11.421 Mensaje(s)
  • Gender:Male

Publicado el 12 marzo 2008 - 05:54



smile_031.gif

Acá completamos el artículo de Araucaria 2000:



Se agradece de nuevo la autorzación para ser usado en nuestro foro


______________________________________________




SISTEMA INTERNACIONAL DE UNIDADES (SI)


El Sistema Internacional de Unidades (SI) es el resultado de más de un siglo y medio de esfuerzos e investigaciones orientadas a simplificar y unificar el uso de unidades de medida. El primer paso sustantivo en esa dirección fue la creación del Sistema Métrico Decimal en tiempos de la Revolución Francesa en 1799.

Sobre la base del sistema métrico decimal y de las diferentes modificaciones que se fueron introduciendo a lo largo de los años, la 11º Conferencia General de Pesas y Medidas, en 1960, estableció un conjunto de recomendaciones al que se dio el nombre de "Sistema Internacional de Unidades", cuya abreviatura internacional es "SI". El Sistema Internacional de Unidades ha sido adoptado por la mayoría de los países y hoy constituye un lenguaje común en el mundo de las ciencias y la tecnología.


Las unidades pueden ser básicas o derivadas

LAS UNIDADES BÁSICAS


Una unidad básica es la que no se puede definir de otra.


El Sistema Internacional define las unidades para un conjunto de 7 magnitudes básicas: longitud, masa, tiempo, temperatura, intensidad de corriente eléctrica, intensidad luminosa y cantidad de sustancia. La lista de estas unidades básicas, así como su nombre y símbolo, se muestran en la

Tabla 1.



UNIDADES DERIVADAS


A partir de las unidades básicas, es posible obtener unidades para otras magnitudes mediante el simple procedimiento de combinar algebraicamente las unidades fundamentales.
De esta forma, por ejemplo, se obtienen unidades para la velocidad (m/s), para el área( m2), para el volumen (m3), para la densidad (kg/m3), etc.


Tabla 2 Ejemplos de unidades derivadas





EMPLEO DE UNIDADES QUE NO PERTENECEN AL SI


El Comité Internacional de Pesas y Medidas reconoce, asimismo, que ciertas unidades, aun cuando no forman parte del SI, se emplean con tanta frecuencia que conviene conservarlas.



Tabla 3 Algunas unidades que pueden ser usadas junto con las unidades del sistema internacional




Múltiplos y submúltiplos de las unidades básicas


Las unidades métricas tienen múltiplos y submúltiplos cuyo nombre se forma ante poniendo prefijos al de la unidad correspondiente.

Si antepones el prefijo kilo a la palabra gramo obtendrás kilogramos (kg), 1.000 gramos. Si lo antepones a la palabra metro obtendrás kilómetro (km), 1.000 metros.

SI antepones el prefijo mili delante de gramo, obtendrás miligramo (mg), la milésima parte de un gramo.

Si antepones el prefijo centi delante de metro se obtiene submúltiplo centímetro.





NORMAS Y RECOMENDACIONES ACERCA DE LA ESCRITURA DE UNIDADES



El Comité Internacional de Pesas y Medidas formuló, asimismo, algunas recomendaciones relativas a la escritura del nombre y del símbolo de las diferentes unidades. Entre ellas, conviene destacar las siguientes:

• El nombre de las unidades se escribe siempre con minúsculas.
(Ejemplos: metro, ampere, newton, etc.).

• En cuanto al símbolo, si no se deriva de un nombre propio, se utilizan letras minúsculas. Se exceptúa el símbolo correspondiente a la unidad "litro", que es una "L" mayúscula. (Ejemplos: m, kg, s, etc.).

• Si el símbolo se deriva de un nombre propio, se utilizan letras mayúsculas para la primera letra. (Ejemplos: N, J, Hz, etc.).

• Los símbolos no van seguidos de puntos y no cambian en plural.

Para expresar el cuociente entre dos unidades se puede usar un trazo inclinado, un trazo horizontal o potencias negativas.

Formas de expresar el cuociente entre unidades

Mediante un trazo inclinado m/s
Mediante un trazo horizontal m-s
Mediante potencias negativas ms-1

____________________



El metro es la unidad de longitud.


Las unidades se definen a partir de una norma prototipo. El metro se definió originalmente como la diezmillonésima (1 /10.000.000) parte del cuadrante del meridiano terrestre que pasa por París, patrón que no se puede destruir. Los .geodestas tardaron ocho años en medir con precisión la longitud del arco terrestre entre Dunquerque y Mont Juich, Barcelona, para, a partir de ella, calcular la longitud del cuadrante completo. A continuación se fabricó una barra de platino, con la máxima precisión que se podía obtener en esa época, para usarlo como metro patrón. Se eligió el platino por su gran resistencia a la corrosión. Esta barra se presentó al gobierno francés en 1799 y sirvió como patrón para la fabricación de otras más. Durante casi todo el siglo XIX se usó como el metro patrón.

Hacia fines del siglo XIX, muchos científicos reconocieron la necesidad de una medida internacional de longitud y se, fundó para tal efecto la Oficina Internacional de Pesas y Medidas, con sede en territorio internacional, en Sévres, en las cercanías de París. Su primer acuerdo fue construir un nuevo metro patrón en una barra de platino e iridio, que es menos sensible que el platino a los cambios de temperatura. Este nuevo modelo recibió el nombre de metro patrón internacional y se conserva en la bóveda de dicha oficina internacional. Se distribuyeron copias, entre las naciones que forman parte de la Oficina Internacional de Pesas y Medidas.
Simultáneamente a la preparación de las barras de platino-iridio, Albert Michelson, físico norteamericano, demostró que se podía definir un patrón de longitud a partir de la longitud de onda invariable, de una luz de un color específico. Tomando como base el estudio anterior, sólo en 1960 se redefinió el metro (m) como 1.650.763,73 veces la longitud de onda de la luz de color rojo anaranjado que emite el gas kriptón 86, cuando pasa a través de él una corriente eléctrica en determinadas condiciones.

Este metro patrón resulta práctico e invariable y permite mediciones con una precisión de una cienmillonésima de metro.

A partir de 1983 se define como " la distancia recorrida por la luz en el vacío en 1/299,792,458 segundos"



Múltiplos-Submúltiplos del Metro




________________________________________________



El kilogramo es la unidad métrica de masa.


Los mismos científicos que nombraron y definieron al metro como unidad da longitud se dedicaron también a definir una unidad de masa y decidieron basarla masa .patrón en el metro patrón, es decir, definir la masa a partir de la longitud.

En principio, esta relación parece imposible, pero puede hacerse, aunque se requiere un paso intermedio. Todo objeto ocupa un espacio y tiene 3 dimensiones. El paso intermedio consiste en seleccionar una unidad de volumen; una vez hecho esto, la masa de una sustancia determinada que ocupe un volumen determinado, se puede tomar como patrón.

Sé eligió como sustancia el agua pura y como unidad de volumen el centímetro de un centímetro cúbico (1 cm3) de agua pura.

Como el agua se evapora fácilmente, no es práctico construir el patrón masa con 1 cm de agua.

En su lugar, se pensó utilizar el platino, el material más satisfactorio en esta época, pero un volumen de platino con una masa de un gramo resulta demasiado pequeño para constituir un patrón práctico. Con una masa mayor es más fácil obtener copias exactas. Por esta razón se decidió construir una masa de platino de mil gramos, al que se llamó kilogramo (kg).

Hoy en día, el kilogramo oficial, reconocido internacionalmente,.es un cilindro de platino-iridio que se conserva en Francia, de cual cada nación tiene una copia. Se define kilogramo corno la masa de este cilindro, y el gramo es la milésima parte (1/1000) de este prototipo internacional Su masa río es exactamente igual a la de 1 cm. de agua pura, pero es muy parecida que se conserva en el Museo de Pesas y Medidas en París". En la actualidad se intenta definir de forma más rigurosa, expresándola en función de las masas de los átomos.

1 kilo = 1.000 gramos
½ kilo = 500 gramos
¼ Kilo = 250 gramos
1/8 Kilo = 125 gramos



______________________________________________



El segundo es la unidad métrica de tiempo



Su primera definición fue: "el segundo es la 1/86,400 parte del día solar medio". Pero con el aumento en la precisión de medidas de tiempo se ha detectado que la Tierra gira cada vez más despacio (alrededor de 5ms por año), y en consecuencia se ha optado por definir el segundo en función de constantes atómicas. Desde 1967 se define como "la duración de 9.192.631.770 períodos de la radiación correspondiente a la transición entre los dos niveles hiperfinos del estado natural del átomo de cesio-133".

1 hora = 60 minutos
1 hora = 3.600 segundos
1 minuto = 60 segundo



___________________________________________________________







#5 Ge. Pe.

Ge. Pe.

    God of Forum

  • Administrators
  • 11.421 Mensaje(s)
  • Gender:Male

Publicado el 18 marzo 2008 - 03:44



smile_031.gif


CURSO DE BIOMOLÉCULAS EN INTERNET

http://www.ehu.es/bi...ulas/cibert.htm

Gentileza del Profesor

JUAN MANUEL GONZÁLEZ MAÑAS

Doctor en Ciencias Biológicas por la Universidad del País Vasco (UPV-EHU)

Profesor Titular del Departamento de Bioquímica y Biología Molecular de la UPV-EHU



_____________________________________









_______________________________________




La empresa Trilonet se ha encargado de resolver los problemas técnicos, y Ana Franco es la responsable del diseño gráfico.




_____________________________________




#6 Ge. Pe.

Ge. Pe.

    God of Forum

  • Administrators
  • 11.421 Mensaje(s)
  • Gender:Male

Publicado el 19 marzo 2008 - 11:28




smile_031.gif

Continuamos con los átomos...

En Biomoléculas.

Interactivos

http://www.ehu.es/bi...s/isotopos1.htm


____________________________________








Los átomos están formados por tres tipos de partículas subatómicas: los protones, los neutrones y los electrones. Las partículas subatómicas se caracterizan básicamente por su masa y por su carga:



Cada átomo está formado por:

un núcleo formado por protones y neutrones. Alberga la casi totalidad de su masa y tiene carga positiva

una corteza, integrada por electrones de carga eléctrica negativa y masa cero






EL NÚCLEO ATÓMICO

--------------------------------------------------------------------------------
El núcleo es la parte central del átomo, extraordinariamente densa y contiene dos tipos de partículas elementales: protones y neutrones.




  • Los protones tienen carga eléctrica positiva y masa unitaria (+11p). El número de protones del núcleo es el número atómico (Z) y es el que identifica al elemento químico.

  • Los neutrones carecen de carga y su masa es prácticamente igual a la de los protones (01n). La suma de protones y neutrones es la masa atómica (A).







En general, los átomos de los elementos se representan con dos índices que preceden al símbolo específico: AZX, donde:

X es el símbolo del elemento químico

Z es el número de protones o número atómico

A es la masa atómica

El número de neutrones será la diferencia (A-Z).


En la tabla periódica de los elementos, éstos se ordenan en función de su numero atómico.





Tabla Periódica de los Elementos





LA CORTEZA ATÓMICA




Los electrones (-10e) se distribuyen alrededor del núcleo, girando en trayectorias complejas, formando la llamada corteza o envoltura electrónica. En ella reside la carga eléctrica negativa del átomo. En un átomo neutro, el número de electrones de la corteza es igual al número de protones del núcleo.






_______________________________________________________





#7 Ge. Pe.

Ge. Pe.

    God of Forum

  • Administrators
  • 11.421 Mensaje(s)
  • Gender:Male

Publicado el 20 marzo 2008 - 08:41


smile_031.gif

Continuamos....

___________________________________________



Los electrones de los átomos se distribuyen en niveles o pisos, cada uno con sus diferentes subniveles y orbitales.

Esta disposición condiciona las propiedades físicas y químicas de los elementos (Figura inferior) y permite su clasificación en el Sistema Periódico. En este sistema, los átomos se ordenan por número atómico creciente y se pasa de un período a otro cuando los electrones se sitúan en un nivel superior.

Hay leyes muy precisas que regulan esta distribución de los electrones y su estudio es objeto de la física-química. La posición de cada electrón viene determinada por los cuatro números cuánticos: n, l, m y s.



Distribución de los electrones en la corteza atómica







Cuando un átomo tiene en la corteza un número de electrones distinto del número de protones nucleares constituirá un ión o partícula con carga eléctrica.






Los aniones tienen exceso de electrones corticales: (carga negativa) el F- tiene 9 protones y 10 electrones (Figura inferior).

Los cationes tienen defecto de electrones corticales: (carga positiva) el Na+ tiene 11 protones y 10 electrones (Figura inferior)










_____________________________________





,




____________________________________________________








#8 Ge. Pe.

Ge. Pe.

    God of Forum

  • Administrators
  • 11.421 Mensaje(s)
  • Gender:Male

Publicado el 21 marzo 2008 - 04:46





smile_031.gif

Continuamos


__________________________________________


ISÓTOPOS






Cada elemento químico se caracteriza por el número de protones de su núcleo, que se denomina número atómico (Z). Así, el hidrógeno ( 1H) tiene un protón, el carbono ( 6C) tiene 6 protones y el oxígeno ( 8O) tiene 8 protones en el núcleo.

El número de neutrones del núcleo puede variar. Casi siempre hay tantos o más neutrones que protones. La masa atómica (A) se obtiene sumando el número de protones y de neutrones de un núcleo determinado.

Un mismo elemento químico puede estar constituído por átomos diferentes, es decir, sus números atómicos son iguales, pero el número de neutrones es distinto. Estos átomos se denominan isótopos del elemento en cuestión. Isótopos significa "mismo lugar", es decir, que como todos los isótopos de un elemento tienen el mismo número atómico, ocupan el mismo lugar en la Tabla Periódica.

Por tanto:

Si a un átomo se le añade un protón, se convierte en un nuevo elemento químico
Si a un átomo se le añade un neutrón, se convierte en un isótopo de ese elemento químico

Se conocen 3 isótopos del elemento hidrógeno: 11H es el hidrógeno ligero, el más abundante, con un protón y cero neutrones. El 21H es el deuterio (D), cuyo núcleo alberga un protón y un neutrón y el 31H es el tritio (T), cuyo núcleo contiene un protón y dos neutrones.


Isótopos del Hidrógeno





Los isótopos del carbono son 116C (6 protones y cinco neutrones), 126C (6 protones y seis neutrones), 136C (6 protones y siete neutrones) y 146C (6 protones y ocho neutrones).


Isótopos del Carbono







En el caso del cloro Z=17 y A=35. Sin embargo, si miramos en la Tabla Periódica, la masa atómica del cloro natural es de 35,5. Cuando la masa de un elemento químico es fraccionaria, resulta evidente que dicho elemento estará constituídos por una mezcla de sus distintos isótopos. Así, el cloro natural (masa atómica 35,5) estará formado por la mezcla de los isótopos 35Cl y 37Cl. Si aplicamos la ley de mezclas, se puede calcular fácilmente que la proporción de cada uno de ellos es 75% y 25% respectivamente:



_____________________________________________


Preguntas muy buenas!!!!!!!! . Interactivo, les dejo un ejemplo y los enlaces a las páginas

http://www.ehu.es/bi...opos/mt/mt3.htm
http://www.ehu.es/bi...opos/mt/mt4.htm
http://www.ehu.es/bi...opos/mt/mt5.htm
http://www.ehu.es/bi...opos/mt/mt6.htm


Pregunta nº 1: Los diversos isótopos de un mismo elemento químico

tienen todos el mismo número de neutrones
tienen todos el mismo número de electrones
todos tienen la misma masa atómica
todos tienen igual número atómico



Pregunta nº 2: El período de semidesintegración

es una medida de la velocidad de desintegración radioactiva
es una constante que es la misma para todos los isótopos conocidos
se puede calcular a partir de la masa atómica del isótopo
es el tiempo que tarda un isótopo en disminuir su número atómico a la mitad



Pregunta nº 3: Nos dicen que una muestra de un isótopo radioactivo contiene 10 Ci/mg. Esta medida corresponde a su

concentración
densidad
radioactividad específica
periodo de semidesintegración



Pregunta nº 4: El átomo A tiene un protón y un electrón. El átomo B tiene un protón, un electrón y un neutrón. Podemos decir que

se trata del mismo elemento químico
tienen las mismas propiedades químicas
tienen las mismas propiedades físicas
A y B son isómeros



Pregunta nº 5: Es cierto que:

todos los isótopos son radioactivos
todas las emisiones radioactivas son iguales
tarde o temprano, un elemento radioactivo deja de serlo
todos los elementos radioactivos se desintegran a la misma velocidad


_____________________________________________





#9 Ge. Pe.

Ge. Pe.

    God of Forum

  • Administrators
  • 11.421 Mensaje(s)
  • Gender:Male

Publicado el 24 marzo 2008 - 10:15



smile_031.gif

Continuamos...



______________________________________________


Y con la ayuda de Wikipedia definimos radioactividad:

RADIOACTIVIDAD



La radiactividad o radioactividad es un fenómeno físico natural, por el cual algunos cuerpos o elementos químicos llamados radiactivos, emiten radiaciones que tienen la propiedad de impresionar placas fotográficas, ionizar gases, producir fluorescencia, atravesar cuerpos opacos a la luz ordinaria, etc. Debido a esa capacidad se las suele denominar radiaciones ionizantes (en contraste con las no ionizantes). Las radiaciones emitidas pueden ser electromagnéticas en forma de rayos X o rayos gamma, o bien partículas, como pueden ser núcleos de Helio, electrones o positrones, protones u otras.

La radiactividad es una propiedad de los isótopos que son "inestables". Es decir que se mantienen en un estado excitado en sus capas electrónicas o nucleares, con lo que para alcanzar su estado fundamental deben perder energía. Lo hacen en emisiones electromagnéticas o en emisiones de partículas con una determinada energía cinética. Esto se produce variando la energía de sus electrones (emitiendo rayos X), sus nucleones (rayo gamma) o variando el isótopo (al emitir desde el núcleo electrones, positrones, neutrones, protones o partículas más pesadas), y en varios pasos sucesivos, con lo que un isótopo pesado puede terminar convirtiéndose en uno mucho más ligero, como el Uranio que con el transcurrir de los siglos acaba convirtiéndose en plomo.

Es aprovechada para la obtención de energía, usada en medicina (radioterapia y radiodiagnóstico) y en aplicaciones industriales (medidas de espesores y densidades entre otras).

La radiactividad puede ser:
Natural: manifestada por los isótopos que se encuentran en la naturaleza.
Artificial o inducida: manifestada por los radioisótopos producidos en transformaciones artificiales.


_____________________________________________


CURSO DE BIOMOLÉCULAS



ESTUDIO CUANTITATIVO DE LA RADIOACTIVAD



La desintegración radioactiva sigue una ley exponencial:

dN = -KNdt


Integrando esta ecuación, resulta que:

N = N0 e -kt


donde N es el número de átomos radioactivod presentes en un momento dado (a tiempo = t), N0 es el número inicial de átomos radioactivos (t = 0) y K es la fracción desintegrada por unidad de tiempo:



El signo menos indica que dN es negativo (los átomos se destruyen). Si llamamos T1/2 (período de semidesintegración o vida media), al tiempo en que una cierta cantidad de isótopo se reduce a la mitad, obtenemos:









de donde resulta que:






También es posible relacionar la fracción de átomos que persiste al cabo de un tiempo t con el período de semidesintegración:






____________________________________________________






#10 Ge. Pe.

Ge. Pe.

    God of Forum

  • Administrators
  • 11.421 Mensaje(s)
  • Gender:Male

Publicado el 24 marzo 2008 - 10:19



smile_031.gif

Este es la continuación del post superior....

____________________________________________________














Acá el multimedia: http://www.ehu.es/bi...topos/decay.htm


_____________________________________________________





#11 Ge. Pe.

Ge. Pe.

    God of Forum

  • Administrators
  • 11.421 Mensaje(s)
  • Gender:Male

Publicado el 26 marzo 2008 - 09:35




smile_031.gif

Continuamos...



CURSO DE BIOMOLÉCULAS

_____________________________________



EMISIONES RADIOACTIVAS


No todos los isótopos de un elemento son radioactivos:





Algunos núcleos atómicos resultan inestables y pueden destruirse o desintegrarse espontáneamente, emitiendo distintos tipos de radiaciones.




Entre los elementos ligeros, las radiaciones más frecuentes son:
  • las de tipo b- (beta-), que son electrones procedentes del núcleo
  • las de tipo b+ (beta+), que son positrones procedentes del núcleo
  • los rayos gamma (g ), que son ondas electromagnéticas de alta energía
  • Captura electrónica (desintegraciones K)
Las radiaciones a (alfa) son características de los elementos pesados.




Cada tipo de emisión radioactiva tiene distinto poder de penetración en la materia y algunas pueden causar graves daños en los seres vivos. Por eso, al utilizar sustancias radioactivas en el laboratorio hay que tomar un gran número de precauciones.






EMISIONES a (alfa)


Algunos isótopos pesados se estabilizan emitiendo partículas a, que son núcleos de helio (están formadas por dos protones y dos neutrones). Durante este proceso el número atómico se reduce en 2 unidades, y la masa atómica se reduce en 4 uma.







EMISIONES b-


Los electrones emitidos se originan por la desintegración de un neutrón nuclear:

10neutrón > 1+1protón + 0-1electrón ( b-)


Así, el elemento que sufre una desintegración de tipo b- se transforma en otro elemento con un número atómico superior en una unidad.






EMISIONES b+


El elemento que sufre una desintegración de tipo b+ se transforma en otro de número atómico inferior en una unidad. En este caso, un protón pierde su positrón y se convierte en un neutrón:





CAPTURA ELECTRÓNICA (DESINTEGRACIÓN K)


La desintegración K corresponde a la captación por parte del núcleo de un electrón de la corteza, con lo que su número atómico disminuye en una unidad. En este caso, un protón se combina con un electrón de la corteza para formar un neutrón.





EMISIONES GAMA











_________________________________________________________






#12 Ge. Pe.

Ge. Pe.

    God of Forum

  • Administrators
  • 11.421 Mensaje(s)
  • Gender:Male

Publicado el 27 marzo 2008 - 08:59



smile_031.gif

CURSO DE BIOMOLÉCULAS

_____________________________________________________


UNIDADES DE RADIOACTIVIDAD







________________________________________________________


#13 Ge. Pe.

Ge. Pe.

    God of Forum

  • Administrators
  • 11.421 Mensaje(s)
  • Gender:Male

Publicado el 28 marzo 2008 - 02:35



smile_031.gif

Continuamos....

CURSO DE BIOMOLÉCULAS EN INTERNET

http://www.ehu.es/bi...ulas/cibert.htm

Gentileza del Profesor

JUAN MANUEL GONZÁLEZ MAÑAS

____________________________________________________






APLICACIONES DE LOS ISÓTOPOS


DATACIÓN POR CARBONO-14



Este método se desarrolló en la década de 1940 por un grupo de científicos de la Universidad de Chicago encabezado por Willard F. Libby. Por ello, Libby recibió el Premio Nobel de Quimica en 1960.


Willard F. Libby











(*) En este sentido hay que indicar que la proporción de 14C/12C en la atmósfera está sujeta a oscilaciones. Las dos más importantes son:

El efecto Suess, producido por la combustión del petróleo, que incrementa la proporción de 12C en la atmósfera

Los ensayos con bombas atómicas en los años 50 y 60 incrementaron la proporción de 14C en la atmósfera.

En los últimos años, la proporción va disminuyendo de manera que se acerca a los valores previos a las explosiones (Figura inferior).




ENLACES


Aplicaciones de los isótopos
http://www.sagan-gea...licaciones.html

Haz este examen on-line para comprobar tus conocimientos
http://nemo.sciencec...s/RC0/RC_0.html

_________________________________________________________





AUTORRADIOGRAFÍA



La radioactividad es capaz de impresionar una placa fotográfica.

De hecho, así fue cómo Becquerel (fotografía) descubrió este fenómeno en 1896.



Esta propiedad nos va a permitir tanto seguir el destino de un compuesto radioactivo en el interior de un organismo como cuantificar, ya que la intensidad de la impresión en la placa fotográfica es proporcional a la cantidad de radioactividad presente en la muestra.




El procedimiento para hacer una autorradiografía es el siguiente:
  • Se coloca la muestra sobre una placa fotográfica protegida de la luz en el interior de un cassette
  • Se espera el tiempo suficiente para que la radioactividad emitida por la muestra impresione la placa
  • Se revela la placa fotográfica según los procedimientos normales
  • Se obtiene una placa impresionada
  • La intensidad de la impresión es proporcional a la cantidad de radioactividad presente en la muestra
_________________________________________________







#14 Ge. Pe.

Ge. Pe.

    God of Forum

  • Administrators
  • 11.421 Mensaje(s)
  • Gender:Male

Publicado el 29 marzo 2008 - 10:20






smile_031.gif


Continuamos.....


CURSO DE BIOMOLÉCULAS EN INTERNET

http://www.ehu.es/bi...ulas/cibert.htm

Gentileza del Profesor

JUAN MANUEL GONZÁLEZ MAÑAS

Doctor en Ciencias Biológicas por la Universidad del País Vasco (UPV-EHU)

Profesor Titular del Departamento de Bioquímica y Biología Molecular de la UPV-EHU




Una lectura muy recomendada , mejor dicho indispensable, para los estudiantes de Ciencias Biológicas.
Descubrimientos geniales que ya forman parte de la rutina en laboratorios clínicos yo de investigación


________________________________________________________________







Interactivos
http://www.ehu.es/bi...otopos/auto.htm

La tabla inferior muestra dos ejemplos que ilustran la utilidad de esta técnica:










ENLACES


El descubrimiento de la radioactividad
http://thales.cica.e...iactividad.html

Animación de una microautorradiorrafía
http://www.sumanasin...oradiogram.html

Animación de una autorradiografía en una célula
http://bio.winona.ed...TNS/autorad.htm

Video de la autorradiografía de una rata entera
http://149.142.143.9...ad/3Dar_ani.mov
(Tal vez no abra)






TRANSFERENCIA (BLOTTING)


La técnica de transferencia (blotting) se basa en el mismo fundamento que la autorradiografía, y permite identificar la presencia de una banda concreta en un gel de electroforesis, bien sea de proteínas o de ácidos nucleicos:

Si se trata de proteínas, la técnica se llama Western blot. Se utilizan anticuerpos marcados con radioactividad para identificar cuál es la banda que presenta la proteína que me interesa localizar
Si se trata de DNA, la técnica se llama Southern blot. Se utilizan sondas de DNA (moléculas de DNA marcadas con radioactividad y con una secuencia conocida) para identificar qué bandas del gel contienen secuencias complementarias a la de la sonda

Si se trata de RNA, la técnica se llama Northern blot. Se utilizan sondas de RNA (moléculas de RNA marcadas con radioactividad y con una secuencia conocida) para identificar qué bandas del gel contienen secuencias complementarias a la de la sonda



ELECTROFORESIS



Se separan las proteínas o los ácidos nucleicos en un gel de electroforesis
Con proteínas se utiliza un gel de poliacrilamida
Con ácidos nucleicos se utiliza un gel de agarosa



TRANSFERENCIA (BLOTTING)



Se transfieren las bandas de proteínas o de ácidos nucleicos desde el gel hacia una membrana de nitrocelulosa (flechas azules) para que puedan reaccionar con la sonda radioactiva.



AUTORRADIOGRAFÍA



Se añaden Anticueros radiactivos contra una proteína o sondas radioactivas de ácidos nucleicos (con secuencia conocida). Se espera a que reaccionen (A). Se coloca la membrana de nitrocelulosa sobre una placa fotográfica y se revela (B).



___________________________________________




ENLACES



La hibridación "Southern blot"
http://www.biologia....sics_1/01t.html


Animación de la técnica del Southern blot
http://www.ehu.es/bi...outhernblot.htm


Animación de la técnica del Southern blot
http://www.ac-cretei...ernblotting.htm






RADIOINMUNOENSAYO (RIA)



Esta técnica fué desarrollada por Solomon A. Berson y Rosalyn Yalow en 1960 para determinar la concentración de insulina en el plasma sanguíneo. Por ese motivo, R. Yalow recibió el Nobel de Medicina en 1977 (Berson murió en 1972). Hoy en día, esta técnica se utiliza para detectar y cuantificar sustancias que se encuentran en cantidades muy pequeñas y mezcladas con muchas otras. Es por tanto una técnica muy sensible y muy específica. Utilizando anticuerpos de gran afinidad se pueden detectar hasta picogramos de antígeno. (1 pg = 10-12 g).

El fundamento es muy sencillo:

RADIOINMUNOENSAYO (RIA)



Esta técnica fué desarrollada por Solomon A. Berson y Rosalyn Yalow en 1960 para determinar la concentración de insulina en el plasma sanguíneo. Por ese motivo, R. Yalow recibió el Nobel de Medicina en 1977 (Berson murió en 1972). Hoy en día, esta técnica se utiliza para detectar y cuantificar sustancias que se encuentran en cantidades muy pequeñas y mezcladas con muchas otras. Es por tanto una técnica muy sensible y muy específica. Utilizando anticuerpos de gran afinidad se pueden detectar hasta picogramos de antígeno. (1 pg = 10-12 g).

El fundamento es muy sencillo:
  • Se mezcla una cantidad constante de antígeno marcado radioactivamente y una cantidad constante de un anticuerpo para ese antígeno

  • Se produce la reacción entre antígeno (Ag) y anticuerpo (Ac)

  • Se separa la fracción de antígeno que se ha unido de la que permanece libre (hay varias formas de hacerlo. En la figura inferior se utiliza un 2º anticuerpo dirigido contra el primero)

  • Se determina la radioactividad

  • Si la muestra contiene además antígeno frío (no marcado), éste competirá con el marcado para unirse al anticuerpo, y se observará un descenso en la medida de la radioactividad

  • Este descenso es proporcional a la concentración de antígeno frío en la muestra




En ausencia de antígeno frío (no radioactivo), todos los complejos Ag-Ac serán radioactivos. La radioactividad medida es máxima





En presencia de antígeno frío (no radioactivo), éste compite con el antígeno radioactivo para unirse al anticuerpo. Por tanto la radioactividad medida es menor. El descenso es proporcional a la concentración de Ag frío presente en la muestra




  • Se construye una curva de calibrado (color rojo) que relacione la medida de radioactividad (cpm) con la concentración de antígeno frío en la muestra

  • Si se realiza el ensayo con una muestra que contiene una cantidad desconocida del antígeno no marcado y se mide la radioactividad asociada a los anticuerpos, por interpolación sobre la curva de calibrado se puede estimar la concentración del antígeno frío en la muestra.




_________________________________________________________






#15 Ge. Pe.

Ge. Pe.

    God of Forum

  • Administrators
  • 11.421 Mensaje(s)
  • Gender:Male

Publicado el 03 abril 2008 - 07:22



smile_031.gif


_____________________________________



El "CURSO DE BIOMOLÉCULAS" Bioquímica y Biología Molecular del Prof Juan Manuel González Mañas, Titular del Departamento de Bioquímica y Biología Molecular de la Universidad del País Vasco, es de una calidad extraordinaria en conceptos y presentación.

Se nos presenta el problema de donde subirlo, asi que lo dejamos en suspenso.

Abajo les doy el enlace general una vez más, y un esquema del 2 tema que él desarrolla.

Ocuparemos parte de su material, para ilustrar algunos artículos que podríamos subir en el futuro.





http://www.ehu.es/bi...culas/index.htm

________________________________


Buen estudio.

Atte.
Ge. Pe.
Adm.

_________________________________________________




#16 Ge. Pe.

Ge. Pe.

    God of Forum

  • Administrators
  • 11.421 Mensaje(s)
  • Gender:Male

Publicado el 24 abril 2008 - 01:15






smile_031.gif

Conceptos...

____________________________________


CERO ABSOLUTO


Cero absoluto, la menor temperatura teóricamente posible. El cero absoluto corresponde a -273,15 °C, o cero en la escala termodinámica o Kelvin (0 K).

El concepto de un cero absoluto de temperatura surgió por vez primera en relación con experimentos con gases; cuando se enfría un gas sin variar su volumen, su presión decrece con la temperatura. Aunque este experimento no puede realizarse más allá del punto de condensación del gas, la gráfica de los valores experimentales de presión frente a temperatura se puede extrapolar hasta presión nula. La temperatura a la cual la presión sería cero es el cero absoluto de temperatura. Posteriormente se demostró que este concepto deducido experimentalmente era consistente con las definiciones teóricas del cero absoluto. Los átomos y moléculas de un objeto en el cero absoluto tendrían el menor movimiento posible. No estarían completamente en reposo, pero no podrían perder más energía de movimiento, con lo que no podrían transferir calor a otro objeto.

No se puede llegar físicamente al cero absoluto, pero es posible acercarse todo lo que se quiera. Para alcanzar temperaturas muy frías, o criogénicas, se necesitan procedimientos especiales. El helio líquido, que tiene un punto de ebullición normal de 4,2 K (-268,9 °C), puede obtenerse mediante criostatos, unos recipientes extremadamente bien aislados basados en un diseño del ingeniero mecánico estadounidense Samuel Collins. Si este helio se evapora a presión reducida, se pueden alcanzar temperaturas de hasta 0,7 K. Para temperaturas más bajas es necesario recurrir a la magnetización y desmagnetización sucesiva de sustancias paramagnéticas (poco magnetizables), como el alumbre de cromo. Este método, desarrollado por primera vez en 1937 por el químico estadounidense William F. Giauque, emplea un campo magnético que alinea los espines electrónicos del material, que se enfría en un baño de helio líquido. Cuando se elimina el campo magnético, los espines vuelven a adoptar una orientación aleatoria, lo que reduce la energía térmica del material y por tanto su temperatura. Con la desmagnetización de sales paramagnéticas se han alcanzado temperaturas de sólo 0,002 K, y la desmagnetización de núcleos atómicos ha permitido obtener temperaturas de sólo 0,00001 K.

La medida de las temperaturas en valores cercanos al cero absoluto presenta problemas especiales. Los termómetros de gas sólo pueden usarse por encima del punto de condensación del helio. A temperaturas más bajas hay que usar medidas eléctricas y magnéticas para determinar la temperatura real.

El concepto de cero absoluto también es importante desde el punto de vista teórico. Según la tercera ley de la termodinámica, la entropía —o desorden— de un cristal puro sería nula en el cero absoluto; esto tiene una importancia considerable en el análisis de reacciones químicas y en la física cuántica. Los materiales presentan propiedades extrañas cuando se enfrían a temperaturas muy bajas. Algunos pierden por completo su resistencia eléctrica. Este efecto se observó por primera vez en el mercurio a unos pocos grados por encima del cero absoluto, pero se están obteniendo a temperaturas cada vez más altas con nuevos materiales (véase Superconductividad).

Véase también Teoría cuántica; Superfluidez.


William Francis Giauque



El químico estadounidense William Francis Giauque fue galardonado con el Premio Nobel de Química en 1949 por sus trabajos en termodinámica química. En 1937 descubrió un método para obtener temperaturas próximas al cero absoluto.


© The Nobel Foundation


________________________



Como citar este artículo:
"Cero absoluto," Enciclopedia Microsoft® Encarta® Online 2007
http://mx.encarta.msn.com © 1997-2007 Microsoft Corporation.
Reservados todos los derechos.


_______________________________________________________




#17 Ge. Pe.

Ge. Pe.

    God of Forum

  • Administrators
  • 11.421 Mensaje(s)
  • Gender:Male

Publicado el 26 abril 2008 - 01:21






smile_031.gif


Conceptos...


____________________________________



TEMPERATURA



1. - INTRODUCCIÓN



Temperatura, propiedad de los sistemas que determina si están en equilibrio térmico (véase Termodinámica).

El concepto de temperatura se deriva de la idea de medir el calor o frialdad relativos y de la observación de que el suministro de calor a un cuerpo conlleva un aumento de su temperatura mientras no se produzca la fusión o ebullición. En el caso de dos cuerpos con temperaturas diferentes, el calor fluye del más caliente al más frío hasta que sus temperaturas sean idénticas y se alcance el equilibrio térmico (véase Transferencia de calor). Por tanto, los términos de temperatura y calor, aunque relacionados entre sí, se refieren a conceptos diferentes: la temperatura es una propiedad de un cuerpo y el calor es un flujo de energía entre dos cuerpos a diferentes temperaturas.

Los cambios de temperatura tienen que medirse a partir de otros cambios en las propiedades de una sustancia. Por ejemplo, el termómetro de mercurio convencional mide la dilatación de una columna de mercurio en un capilar de vidrio, ya que el cambio de longitud de la columna está relacionado con el cambio de temperatura. Si se suministra calor a un gas ideal contenido en un recipiente de volumen constante, la presión aumenta, y el cambio de temperatura puede determinarse a partir del cambio en la presión según la ley de Gay-Lussac, siempre que la temperatura se exprese en la escala absoluta.



2. - ESCALAS DE TEMPERATURA




Una de las primeras escalas de temperatura, todavía empleada en los países anglosajones, fue diseñada por el físico alemán Gabriel Daniel Fahrenheit. Según esta escala, a la presión atmosférica normal, el punto de solidificación del agua (y de fusión del hielo) es de 32 °F, y su punto de ebullición es de 212 °F. La escala centígrada o Celsius, ideada por el astrónomo sueco Anders Celsius y utilizada en casi todo el mundo, asigna un valor de 0 °C al punto de congelación del agua y de 100 °C a su punto de ebullición. En ciencia, la escala más empleada es la escala absoluta o Kelvin, inventada por el matemático y físico británico William Thomson , lord Kelvin. En esta escala, el cero absoluto, que está situado en -273,15 °C, corresponde a 0 K, y una diferencia de un kelvin equivale a una diferencia de un grado en la escala centígrada.



3. - EFECTOS DE LA TEMPERATURA




La temperatura desempeña un papel importante para determinar las condiciones de supervivencia de los seres vivos. Así, las aves y los mamíferos necesitan un rango muy limitado de temperatura corporal para poder sobrevivir, y tienen que estar protegidos de temperaturas extremas. Las especies acuáticas sólo pueden existir dentro de un estrecho rango de temperaturas del agua, diferente según las especies. Por ejemplo, un aumento de sólo unos grados en la temperatura de un río como resultado del calor desprendido por una central eléctrica puede provocar la contaminación del agua y matar a la mayoría de los peces originarios.

Los cambios de temperatura también afectan de forma importante a las propiedades de todos los materiales. A temperaturas árticas, por ejemplo, el acero se vuelve quebradizo y se rompe fácilmente, y los líquidos se solidifican o se hacen muy viscosos, ofreciendo una elevada resistencia por rozamiento al flujo. A temperaturas próximas al cero absoluto, muchos materiales presentan características sorprendentemente diferentes (véase Criogenia). A temperaturas elevadas, los materiales sólidos se licúan o se convierten en gases; los compuestos químicos se separan en sus componentes.

La temperatura de la atmósfera se ve muy influida tanto por las zonas de tierra como de mar. En enero, por ejemplo, las grandes masas de tierra del hemisferio norte están mucho más frías que los océanos de la misma latitud, y en julio la situación es la contraria. A bajas alturas, la temperatura del aire está determinada en gran medida por la temperatura de la superficie terrestre. Los cambios periódicos de temperatura se deben básicamente al calentamiento por la radiación del Sol de las zonas terrestres del planeta, que a su vez calientan el aire situado por encima. Como resultado de este fenómeno, la temperatura disminuye con la altura, desde un nivel de referencia de 15 °C en el nivel del mar (en latitudes templadas) hasta unos -55 °C a 11.000 m aproximadamente. Por encima de esta altura, la temperatura permanece casi constante hasta unos 34.000 m. (En cuanto al índice de temperatura-humedad, véase Humedad).



________________________________________


Termómetro de mercurio





Un termómetro de mercurio está formado por un capilar de vidrio que se comunica con una ampolla llena de mercurio. Al aumentar la temperatura el mercurio se dilata y asciende por el capilar; una escala graduada permite leer directamente el valor de la temperatura.

Lester V. Bergman/Corbis



Escalas de temperatura


Comparación de las escalas de temperatura Kelvin, Celsius y Fahrenheit.




© Microsoft Corporation.





Lord Kelvin




El físico y matemático lord Kelvin fue uno de los científicos más sobresalientes del siglo XIX. Investigó la equivalencia entre calor y trabajo y estableció la escala absoluta (escala Kelvin) de temperatura.

Hulton-Deutsch Collection/Corbis






____________________________________________________









CALOR



1. - INTRODUCCIÓN




Calor, en física, transferencia de energía de una parte a otra de un cuerpo, o entre diferentes cuerpos, en virtud de una diferencia de temperatura.

El calor es energía en tránsito; siempre fluye de una zona de mayor temperatura a una zona de menor temperatura, con lo que eleva la temperatura de la segunda y reduce la de la primera, siempre que el volumen de los cuerpos se mantenga constante. La energía no fluye desde un objeto de temperatura baja a un objeto de temperatura alta si no se realiza trabajo.


Hasta principios del siglo XIX, el efecto del calor sobre la temperatura de un cuerpo se explicaba postulando la existencia de una sustancia o forma de materia invisible, denominada calórico. Según la teoría del calórico, un cuerpo de temperatura alta contiene más calórico que otro de temperatura baja; el primero cede parte del calórico al segundo al ponerse en contacto ambos cuerpos, con lo que aumenta la temperatura de dicho cuerpo y disminuye la suya propia. Aunque la teoría del calórico explicaba algunos fenómenos de la transferencia de calor, las pruebas experimentales presentadas por el físico británico Benjamin Thompson en 1798 y por el químico británico Humphry Davy en 1799 sugerían que el calor, igual que el trabajo, corresponde a energía en tránsito (proceso de intercambio de energía). Entre 1840 y 1849, el físico británico James Prescott Joule, en una serie de experimentos muy precisos, demostró de forma concluyente que el calor es una transferencia de energía y que puede causar los mismos cambios en un cuerpo que el trabajo.



2. - TEMPERATURA




La sensación de calor o frío al tocar una sustancia depende de su temperatura, de la capacidad de la sustancia para conducir el calor y de otros factores.

Aunque, si se procede con cuidado, es posible comparar las temperaturas relativas de dos sustancias mediante el tacto, es imposible evaluar la magnitud absoluta de las temperaturas a partir de reacciones subjetivas. Cuando se aporta calor a una sustancia, no sólo se eleva su temperatura, con lo que proporciona una mayor sensación de calor, sino que se producen alteraciones en varias propiedades físicas que se pueden medir con precisión. Al variar la temperatura, las sustancias se dilatan o se contraen, su resistencia eléctrica cambia y, en el caso de un gas, su presión varía. La variación de alguna de estas propiedades suele servir como base para una escala numérica precisa de temperaturas (ver más adelante).

La temperatura depende de la energía cinética media (o promedio) de las moléculas de una sustancia; según la teoría cinética (véase Gas; Termodinámica), la energía puede corresponder a movimientos rotacionales, vibracionales y traslacionales de las partículas de una sustancia. La temperatura, sin embargo, sólo depende del movimiento de traslación de las moléculas. En teoría, las moléculas de una sustancia no presentarían actividad traslacional alguna a la temperatura denominada cero absoluto. Ver Molécula.



3. - ESCALAS DE TEMPERATURA




En la actualidad se emplean diferentes escalas de temperatura; entre ellas están la escala Celsius —también conocida como escala centígrada—, la escala Fahrenheit, la escala Kelvin, la escala Rankine o la escala termodinámica internacional (véase Termómetro). En la escala Celsius, el punto de congelación del agua equivale a 0 °C y su punto de ebullición a 100 °C. Esta escala se utiliza en todo el mundo, en particular en el trabajo científico. La escala Fahrenheit se emplea en los países anglosajones para medidas no científicas y en ella el punto de congelación del agua se define como 32 °F y su punto de ebullición como 212 °F. En la escala Kelvin, la escala termodinámica de temperaturas más empleada, el cero se define como el cero absoluto de temperatura, es decir, -273,15 °C. La magnitud de su unidad, llamada kelvin y simbolizada por K, se define como igual a un grado Celsius. Otra escala que emplea el cero absoluto como punto más bajo es la escala Rankine, en la que cada grado de temperatura equivale a un grado en la escala Fahrenheit. En la escala Rankine, el punto de congelación del agua equivale a 492 °R y su punto de ebullición a 672 °R.

En 1933, científicos de treinta y una naciones adoptaron una nueva escala internacional de temperaturas, con puntos fijos de temperatura adicionales basados en la escala Kelvin y en principios termodinámicos. La escala internacional emplea como patrón un termómetro de resistencia de platino (cable de platino) para temperaturas entre -190 °C y 660 °C. Desde los 660 °C hasta el punto de fusión del oro (1.064 °C) se emplea un termopar patrón: los termopares son dispositivos que miden la temperatura a partir de la tensión producida entre dos alambres de metales diferentes (véase Termoelectricidad). Más allá del punto de fusión del oro las temperaturas se miden mediante el llamado pirómetro óptico, que se basa en la intensidad de la luz de una frecuencia determinada que emite un cuerpo caliente.

En 1954, un acuerdo internacional adoptó el punto triple del agua —es decir, el punto en que las tres fases del agua (vapor, líquido y sólido) están en equilibrio— como referencia para la temperatura de 273,16 K. El punto triple se puede determinar con mayor precisión que el punto de congelación, por lo que supone un punto fijo más satisfactorio para la escala termodinámica. En criogenia, o investigación de bajas temperaturas, se han obtenido temperaturas de tan sólo 0,00001 K mediante la desmagnetización de sustancias paramagnéticas. En las explosiones nucleares (véase Armas nucleares) se han alcanzado momentáneamente temperaturas evaluadas en más de 100 millones de kelvins.



4. - UNIDADES DE CALOR




En las ciencias físicas, la cantidad de calor se expresa en las mismas unidades que la energía y el trabajo, es decir, en julios. Otra unidad es la caloría, definida como la cantidad de calor necesaria para elevar la temperatura de 1 gramo de agua a 1 atmósfera de presión desde 15 hasta 16 °C.

Esta unidad se denomina a veces caloría pequeña o caloría gramo para distinguirla de la caloría grande, o kilocaloría, que equivale a 1.000 calorías y se emplea en nutrición. La energía mecánica se puede convertir en calor a través del rozamiento, y el trabajo mecánico necesario para producir 1 caloría se conoce como equivalente mecánico del calor. A una caloría le corresponden 4,1855 julios. Según la ley de conservación de la energía, todo el trabajo mecánico realizado para producir calor por rozamiento aparece en forma de energía en los objetos sobre los que se realiza el trabajo. Joule fue el primero en demostrarlo de forma fehaciente en un experimento clásico: calentó agua en un recipiente cerrado haciendo girar unas ruedas de paletas y halló que el aumento de temperatura del agua era proporcional al trabajo realizado para mover las ruedas.

Cuando el calor se convierte en energía mecánica, como en un motor de combustión interna, la ley de conservación de la energía también es válida. Sin embargo, siempre se pierde o disipa energía en forma de calor porque ningún motor tiene una eficiencia perfecta. Ver Caballo de vapor.




5. - CALOR LATENTE




El cambio de temperatura de una sustancia conlleva una serie de cambios físicos. Casi todas las sustancias aumentan de volumen al calentarse y se contraen al enfriarse. El comportamiento del agua entre 0 y 4 °C constituye una importante excepción a esta regla (véase Hielo). Se denomina fase de una sustancia a su estado, que puede ser sólido, líquido o gaseoso. Los cambios de fase en sustancias puras tienen lugar a temperaturas y presiones definidas (véase Regla de las fases).

El paso de sólido a gas se denomina sublimación, de sólido a líquido fusión, y de líquido a vapor vaporización. Si la presión es constante, estos procesos tienen lugar a una temperatura constante.

La cantidad de calor necesaria para producir un cambio de fase se llama calor latente; existen calores latentes de sublimación, fusión y vaporización (véase Destilación; Evaporación). Si se hierve agua en un recipiente abierto a la presión de 1 atmósfera, la temperatura no aumenta por encima de los 100 °C por mucho calor que se suministre. El calor que se absorbe sin cambiar la temperatura del agua es el calor latente; no se pierde, sino que se emplea en transformar el agua en vapor y se almacena como energía en el vapor. Cuando el vapor se condensa para formar agua, esta energía vuelve a liberarse (véase Condensación). Del mismo modo, si se calienta una mezcla de hielo y agua, su temperatura no cambia hasta que se funde todo el hielo. El calor latente absorbido se emplea para vencer las fuerzas que mantienen unidas las partículas de hielo, y se almacena como energía en el agua. Para fundir 1 kg de hielo se necesitan 19.000 julios, y para convertir 1 kg de agua en vapor a 100 °C, hacen falta 129.000 julios.



6. - CALOR ESPECÍFICO




La cantidad de calor necesaria para aumentar en un grado la temperatura de una unidad de masa de una sustancia se conoce como calor específico. Si el calentamiento se produce manteniendo constante el volumen de la sustancia o su presión, se habla de calor específico a volumen constante o a presión constante. En todas las sustancias, el primero siempre es menor o igual que el segundo. El calor específico del agua a 15 °C es de 4.185,5 julios por kilogramo y grado Celsius. En el caso del agua y de otras sustancias prácticamente incompresibles, no es necesario distinguir entre los calores específicos a volumen constante y presión constante ya que son aproximadamente iguales. Generalmente, los dos calores específicos de una sustancia dependen de la temperatura.
Véase también Calorimetría.



7. - TRANSFERENCIA DE CALOR




Los procesos físicos por los que se produce la transferencia de calor son la conducción y la radiación. Un tercer proceso, que también implica el movimiento de materia, se denomina convección. La conducción requiere contacto físico entre los cuerpos — o las partes de un cuerpo — que intercambian calor, pero en la radiación no hace falta que los cuerpos estén en contacto ni que haya materia entre ellos. La convección se produce a través del movimiento de un líquido o un gas en contacto con un cuerpo de temperatura diferente.




Pérdidas de calor en una vivienda




Esta imagen de colores falsos muestra el calor que se escapa de una vivienda en forma de rayos infrarrojos. Las zonas negras son las que menos calor irradian, mientras que las blancas (que coinciden con las ventanas) son las que más calor pierden.

NASA/Science Source/Photo Researchers, Inc.





James Prescott Joule




El físico británico James Prescott Joule centró sus investigaciones en los campos de la electricidad y la termodinámica. Demostró que el calor es una transferencia de energía y determinó el equivalente mecánico del calor.

Science Photo Library/Photo Researchers, Inc.




Flujo de calor entre dos gases





Dos gases idénticos a temperaturas diferentes están separados por una barrera aislante. El gas más caliente contiene moléculas con mayor energía cinética media que las moléculas del gas más frío. Cuando se juntan los gases, la mezcla alcanza una temperatura de equilibrio situada entre las dos temperaturas iniciales. El calor fluye del gas más caliente al más frío hasta que la energía cinética media de sus respectivas moléculas se iguala.

© Microsoft Corporation.




Calor y temperatura




La gráfica representa el cambio de temperatura que se produce al suministrar calor al agua (a 1 atmósfera de presión). A 0 °C y 100 °C se le puede suministrar calor sin cambiar su temperatura. Este ‘calor latente’ rompe los enlaces que mantienen unidas las moléculas, pero no aumenta su energía cinética. Para vaporizar un gramo de agua hace falta aproximadamente siete veces más calor que para fundirlo. Esa diferencia se refleja en las distintas longitudes de las partes horizontales de la gráfica. Las pendientes de las líneas inclinadas representan el número de grados de aumento de temperatura por cada julio de calor suministrado a un gramo de agua. El 'calor específico' del agua es de 4.185,5 julios por kilogramo y grado, es decir, hacen falta 4.185,5 julios de energía para aumentar en un grado la temperatura de un kilogramo de agua.

© Microsoft Corporation.





Transferencia de calor






El calor puede transferirse de tres formas: por conducción, por convección y por radiación. La conducción es la transferencia de calor a través de un objeto sólido: es lo que hace que el asa de un atizador se caliente aunque sólo la punta esté en el fuego. La convección transfiere calor por el intercambio de moléculas frías y calientes: es la causa de que el agua de una tetera se caliente uniformemente aunque sólo su parte inferior esté en contacto con la llama. La radiación es la transferencia de calor por radiación electromagnética: (generalmente infrarroja) es el principal mecanismo por el que un fuego calienta la habitación.

© Microsoft Corporation.







________________________________________



REGLA DE LAS FASES




Regla de las fases, en química física, expresión matemática que describe el comportamiento de los sistemas químicos en equilibrio, formulada por el físico estadounidense J. Willard Gibbs dentro de sus investigaciones sobre termodinámica. Un sistema químico consiste en cualquier combinación de componentes químicos bajo observación. Una disolución de sal en agua, por ejemplo, es un sistema químico en el que los componentes son la sal y el agua. Los componentes químicos de un sistema pueden presentarse en sus fases sólida, líquida o gaseosa. La regla de las fases es aplicable únicamente a los sistemas denominados heterogéneos, en los que dos o más fases físicamente diferentes se encuentran en equilibrio. Un sistema no puede contener más de una fase gaseosa, pero sí puede tener varias fases líquidas y sólidas. Una aleación de cobre y níquel, por ejemplo, contiene dos fases sólidas; una mezcla de tetracloruro de carbono y agua tiene dos fases líquidas; una disolución de agua con sal, tres fases (la sal es la fase sólida, el agua es la fase líquida y el vapor de agua la fase gaseosa). El agua es un ejemplo de sistema químico heterogéneo de un solo componente. Las fases líquida y gaseosa (agua y vapor de agua) se dan conjuntamente en un amplio margen de temperatura y presión. Bajo una temperatura y presión determinadas, que se conoce como el punto triple, se dan en equilibrio las tres fases: vapor de agua (gas), agua (líquido) y hielo (sólido).

La regla de las fases está representada por la ecuación F = C - P + 2, donde F es el número de variables (normalmente temperatura, presión y concentración) que pueden cambiar sin que ello provoque la desaparición de una fase o la aparición de otra nueva; C representa el número de componentes químicos del sistema, y P el número de fases presentes. La regla de las fases posibilita la correlación de gran cantidad de datos físicos y, con algunos límites, permite la predicción del comportamiento de los sistemas químicos. Esta regla se aplica en la resolución de numerosos problemas prácticos, especialmente en la preparación de aleaciones metálicas, en ingeniería química y en geología.



________________________________________



Josiah W. Gibbs




El físico estadounidense del siglo XIX Josiah W. Gibbs formuló la regla de las fases, expresión que describe el comportamiento de un sistema químico en equilibrio.

Roger Viollet/Getty Images


______________________________________________________


Cómo citar estos artículos:
"Temperatura," Enciclopedia Microsoft® Encarta® Online 2007
http://mx.encarta.msn.com © 1997-2007 Microsoft Corporation. Reservados todos los derechos.

"Calor," Enciclopedia Microsoft® Encarta® Online 2007
http://mx.encarta.msn.com © 1997-2007 Microsoft Corporation. Reservados todos los derechos.

"Regla de las fases," Enciclopedia Microsoft® Encarta® Online 2007
http://mx.encarta.msn.com © 1997-2007 Microsoft Corporation. Reservados todos los derechos.



___________________________________________________







#18 Ge. Pe.

Ge. Pe.

    God of Forum

  • Administrators
  • 11.421 Mensaje(s)
  • Gender:Male

Publicado el 12 mayo 2008 - 07:05



smile_031.gif




Completando, ampliando, resumiendo y repitiendo conceptos...



Autorizado por y gracias a:

HIRU.COM - PORTAL DE APRENDIZAJE PERMANENTE.
DEPARTAMENTO DE EDUCACIÓN. GOBIERNO VASCO.

http://www.hiru.com


________________________________________________





Sistemas ópticos. El ojo humano



Cuando la luz atraviesa las fronteras de separación entre dos medios experimenta fenómenos de reflexión y refracción. En virtud de tales fenómenos, cualquier observador percibe los objetos que emiten o reflejan la luz condicionado por las propiedades del medio en que se encuentra.


Dioptrios planos



Las superficies de separación entre dos medios reciben el nombre de dioptrios. En el dioptrio plano es fácil señalar los componentes elementales de un sistema óptico:
  • Eje óptico, horizontal y perpendicular al plano de refracción del dioptrio. El origen del sistema se sitúa en la intersección del eje óptico con la superficie de separación.

  • Espacio objeto, en el que se encuentra el objeto o fuente de luz, y espacio imagen, donde se proyecta la imagen.

  • Punto objeto, cualquier punto perteneciente a un objeto en el espacio objeto y punto imagen, que corresponde a la imagen formada de un punto objeto en el espacio imagen.

  • Imagen real, que se forma por la convergencia de dos rayos refractados, e imagen virtual, que resulta de la prolongación de los rayos refractados cuando son divergentes.



Cuando varios rayos refractados de un punto objeto no confluyen en el mismo punto imagen, el sistema provoca una aberración óptica.

De la ley de Snell puede deducirse la siguiente ecuación para el dioptrio plano:



donde n es el índice de refracción del espacio objeto, n’ el del espacio imagen, x la posición del punto objeto y x’ la del punto imagen.


Dioptrios esféricos


Cuando la superficie de separación entre los medios tiene forma esférica, se habla de dioptrio esférico, que puede ser convexo o cóncavo según la curvatura de dicha superficie. La ecuación del dioptrio esférico es la siguiente:



siendo R la abscisa de la posición del centro de curvatura del dioptrio.



En un dioptrio esférico se distinguen dos puntos especiales: foco objeto, punto del eje óptico cuya imagen se encuentra en el infinito del espacio imagen y foco imagen, o punto del eje óptico que se corresponde con la imagen de un punto del infinito del espacio objeto.



De ello se deduce la relación para las distancias focales conocida como fórmula de Gauss:






Aumento lateral de un dioptrio


Para la construcción por medios geométricos de imágenes de objetos extensos, no puntuales, mediante sistemas ópticos se consideran los siguientes conceptos:
  • Rayo paralelo, que corta al eje óptico desde la cabeza del objeto y se refracta para pasar por el foco imagen.

  • Rayo focal, que parte de la cabeza del objeto y pasa por el foco objeto, saliendo paralelo al eje óptico.

  • Rayo radial, que parte de la cabeza del objeto y se dirige al centro de curvatura del dioptrio.


La relación entre la altura del objeto y de la imagen se conoce por aumento lateral que produce el dioptrio, y se puede escribir como:








En la construcción de imágenes por medios geométricos resultan fundamentales los conceptos de rayos paralelo, radial y focal.



El ojo humano



El ojo humano es un sistema óptico centrado constituido por cuatro membranas transparentes y una pantalla sobre la que se proyectan las imágenes. Tales elementos son:
  • Córnea, o lente externa del ojo, de pequeña curvatura. Su función consiste en proteger al ojo y corregir la aberración esférica. Su índice de refracción es 1,38.

  • Humor acuoso, un líquido de índice de refracción 1,34 que contiene un diafragma de apertura variable denominado iris, en cuyo centro se encuentra la pupila o niña.

  • Cristalino, una lente convergente flexible que se sostiene por los músculos ciliares. La contracción o dilatación de estos músculos permite acomodar la distancia focal del ojo para enfocar la imagen de los objetos.

  • Humor vítreo, un líquido de aspecto vidrioso que ocupa la mayor parte del globo ocular, con un índice de refracción de 1,34.

  • Retina, pantalla donde se forman las imágenes. Contiene dos tipos de células: los conos, que permiten distinguir los colores, y los bastones, muy sensibles a la luz.





Esquema básico de los elementos del ojo humano.






________________________________________________________

Óptica geométrica





La aberración óptica es un fenómeno que se produce cuando a un mismo punto objeto le corresponden, en un sistema óptico, varias imágenes diferentes.


La representación de los sistemas ópticos se simplifica notablemente mediante la aplicación de las leyes de la óptica geométrica. Esta rama de la física se centra en la observación de los rayos que proceden de los elementos de un espacio objeto (llamados objetos) y llegan a través del sistema óptico al espacio imagen (para formar las imágenes). Los puntos correspondientes entre un objeto y una imagen se denominan conjugados. Las consideraciones de la óptica geométrica son ideales, y han de ser corregidas cuando se aplican a sistemas reales.





__________________________________________________


La sensación de color


La percepción del color combina elementos físicos y fisiológicos. La luz que incide sobre la retina genera en sus células reacciones fotoquímicas que se transmiten al cerebro por el nervio óptico en forma de impulsos nerviosos. Las células responsables de la visión del color son los conos, que inhiben su acción en condiciones de débil luminosidad (por ejemplo, de noche). Por otra parte, la sensación de los distintos tonos del espectro cromático se obtiene por combinación de los tres colores básicos a los que son sensibles los conos: rojo, verde y azul.




_____________________________________________


Defectos de acomodación del ojo


No siempre el ojo humano es capaz de actuar correctamente como un sistema óptico. Algunos problemas fisiológicos corrientes que se derivan de defectos de acomodación del ojo son: la miopía, donde el eje del globo ocular es más largo de lo normal y, en consecuencia, las imágenes se forman delante de la retina, y no sobre ésta, con lo que se ven borrosas; la hipermetropía, contraria a la anterior y debida a un acortamiento del eje ocular que hace que se confundan las imágenes lejanas; y la presbicia o presbiopía, también llamada vista cansada, que se deriva de la incapacidad de los músculos ciliares para curvar el cristalino y adaptar el eje ocular a las necesidades de la visión.


___________________________________________________________







#19 Ge. Pe.

Ge. Pe.

    God of Forum

  • Administrators
  • 11.421 Mensaje(s)
  • Gender:Male

Publicado el 21 mayo 2008 - 08:51




smile_031.gif


Completando, ampliando, resumiendo y repitiendo conceptos...



Autorizado por y gracias a:

HIRU.COM - PORTAL DE APRENDIZAJE PERMANENTE.
DEPARTAMENTO DE EDUCACIÓN. GOBIERNO VASCO.

http://www.hiru.com


________________________________________________


Estática y dinámica





Cálculo vectorial



El desarrollo científico de la física se ha sustentado modernamente en los principios de las matemáticas. Uno de los conceptos básicos para la definición de las magnitudes físicas es el vector, una entidad dotada de módulo, dirección y sentido en la que se inspira la elaboración de los modelos y postulados más elementales de la física teórica.



Magnitudes escalares y vectoriales


En la definición de las medidas físicas se usan dos tipos de magnitudes:
  • Magnitudes escalares, que quedan completamente definidas mediante un número, como pueden ser la temperatura, el tiempo y la densidad.

  • Magnitudes vectoriales, para las que se precisa un valor numérico, una dirección y un sentido de aplicación, tal como sucede con la velocidad, la aceleración o la fuerza.


Vectores



Las magnitudes vectoriales se especifican mediante entidades matemáticas llamadas vectores, que se caracterizan por tres propiedades:
  • Módulo, una cantidad numérica siempre positiva que expresa la intensidad de la magnitud. Para el vector , su módulo se expresa o, simplemente, a.

  • Dirección, o recta que contiene al segmento que mide la magnitud vectorial.

  • Sentido, u orientación de la magnitud dentro del segmento de dirección.


Suma y diferencia de vectores



Cuando se opera con magnitudes vectoriales se han de cumplir los principios del álgebra vectorial.

La operación más sencilla realizada con vectores es la suma, que produce un nuevo vector construido, de forma que:
  • Se coloca el origen del segundo vector sobre el extremo del primero.

  • En la posición anterior, el vector suma se obtiene de modo que su origen coincide con el del primero y su extremo con el extremo del segundo vector sumado.




Suma de dos vectores.
(a) Se lleva el segundo vector sobre el extremo del primero.
(b) Después, se traza el vector suma


Otras dos operaciones sencillas del álgebra vectorial son las siguientes:
  • La diferencia entre vectores, que se obtiene como la suma del primer vector y del opuesto del segundo (aquel vector que tiene igual módulo y dirección que éste pero sentido contrario).

  • El producto de un escalar (un número) por un vector produce un nuevo vector con la misma dirección y sentido que el original, módulo igual al del vector multiplicado por el número y sentido idéntico cuando el escalar es positivo y opuesto si es negativo.

_________________________________________________________________







#20 Ge. Pe.

Ge. Pe.

    God of Forum

  • Administrators
  • 11.421 Mensaje(s)
  • Gender:Male

Publicado el 21 mayo 2008 - 08:55




smile_031.gif




Continuación del post anterior.........

_____________________________________________________



Cálculo vectorial





Representación cartesiana de vectores


Las magnitudes vectoriales pueden representarse en el plano o en el espacio definiendo un sistema de referencia con un origen O y dos (en representación planar) o tres (en el espacio) ejes mutuamente perpendiculares de referencia, llamados cartesianos y denotados comúnmente por las letras X, Y, Z. Sobre cada uno de estos ejes se define un vector unitario simbolizado por , respectivamente (o comúnmente )




Componentes de un vector en un sistema de referencia tridimensional.



En función de su representación cartesiana, un vector se expresa como:




Producto escalar de dos vectores


Una operación de gran importancia en física es el producto escalar de dos vectores, que es un escalar que se calcula como el producto de sus módulos por el coseno del ángulo a que forman entre si:



Si se escriben los vectores en función de sus componentes , , el producto escalar se puede obtener como:






Producto vectorial de dos vectores


En los modelos físicos se utiliza una importante operación del álgebra vectorial denominada producto vectorial de dos vectores (simbolizado por X o por L) cuyo resultado es un nuevo vector con las siguientes características:
  • El módulo del producto vectorial es igual al producto de los módulos de los dos vectores por el seno del ángulo que forman entre sí.

  • La dirección del producto vectorial es perpendicular al plano que forman los dos vectores iniciales.

  • El sentido del producto vectorial es aquel que seguiría un tornillo de rosca a derechas si se llevara desde el primer vector al segundo.
Escrito en función de los componentes de los vectores, el producto vectorial se expresa como:






_________________________________________________________




Tipos de vectores


Un vector se llama ligado cuando se asocia a un punto fijo de un sistema (por ejemplo, la velocidad en los puntos de un cuerpo en movimiento). En cambio, los vectores deslizantes son aquellos que pueden aplicarse indistintamente en varios puntos del cuerpo o sistema considerado (por ejemplo, en los movimientos de rotación). Las operaciones del álgebra vectorial (suma, diferencia, productos vectoriales y escalares) se aplican sobre todo a vectores deslizantes.





_____________________________________________










Spin Palace - Spanish