"¡Eureka!" -Arquímedes de Siracusa

"Y sin embargo se mueve" -Galileo Galilei, sobre la Tierra y el sistema de Copérnico

"Si he visto más lejos es porque estoy sentado sobre los hombros de gigantes" -Sir Isaac Newton



martes, 14 de abril de 2015

Pascal y la Presión Atmosférica



Principio de Pascal y presión atmosférica

Procedimiento seguido a lo largo de la investigación previa


Tras un primer análisis de los distintos temas que podíamos elegir hicimos una selección previa de las materias que más nos llamaban la atención. Estas fueron el principio de Pascal, presión atmosférica y origen y estructura del Universo. Además también debíamos de tener en cuenta las distintas posibilidades que nos permitía cada contenido, es decir, experiencias curiosas posibles de recrear que fueran atractivas para la gente. Finalmente nos tocó “Presión atmosférica y principio de Pascal”, materia en la que estamos interesados y sobre la cual nos vemos capacitados de hacer un trabajo interesante.


Nuestra primera idea sobre la presión atmosférica nos vino de las experiencias y el informe científico sobre estas, que hicimos en la primera evaluación. Después de estos trabajos nos pudimos hacer una ligera idea ello, pero más adelante el contenido del libro nos aportó más información teórica que también nos es útil. Para acabar la investigación previa, leímos varias de las páginas webs propuestas, sin embargo no nos ayudaron tanto como lo anterior.


Los objetivos y contenidos científicos de los experimentos


Durante nuestra exposición, llevaremos a cabo diversos experimentos con los que pondremos en evidencia la existencia de los fenómenos de presión atmosférica y principio de pascal.


Para explicar el concepto de presión, llevaremos a cabo una rápida experiencia, “el experimento de la nieve”. En esta experiencia simularemos la nieve, usando un componente presente en los pañales, el poliacrilato de sodio, y únicamente un poco de agua. Al mezclar ambos materiales, obtenemos una mezcla muy similar a la nieve, que utilizaremos para aclarar los conceptos de presión. El objetivo del experimento es comprobar como un objeto, A, de la misma masa que otro, B, se hundirá menos en nuestra “nieve” si está apoyado sobre una superficie mayor. La explicación de esto, bastante sencilla, no es otra que la propia definición de presión y su fórmula: p = F/s. Por tanto, dos objetos de la misma masa, ejercerán la misma fuerza sobre la “nieve” al estar ambos entre la atmósfera (en el caso de que la aceleración sea la misma, que lo es, ya que es la aceleración de la gravedad) Así que lo único que nos queda es la superficie, que sabemos que la de A es mayor que la del objeto B. Por consiguiente, con la misma fuerza, la presión será menor si aumentamos la superficie del objeto. Por tanto, si hacemos esto, la consecuencia que tendrá será que el objeto de mayor superficie se hundirá menos que el que tiene menor superficie. (Lo que ocurre cuando usamos unos esquís o unas raquetas de nieve).  Nota: la falsa nieve tendrá que prepararse 5 minutos antes de empezar para así estar lista. Además, cuenta con la ventaja de evitar la “descongelación”, ya que lo único que se necesita para mantenerla en este estado, no es la temperatura, sino el hecho de que esté continuamente siendo humedecida. (cada 5 minutos aproximadamente)


El segundo de ellos consiste en desafiar las leyes de la gravedad al impedir que caiga agua de un vaso puesto boca-abajo. No necesitaremos nada más que un vaso, agua y una hoja de papel. La elaboración es extremadamente sencilla también, ya que solo requiere que llenemos el vaso con agua, dejando una capa de aire, y lo tapemos con la hoja de papel. Si le damos la vuelta con cuidado, podremos, sin retirar el papel, y observar como el agua se mantiene en el vaso.


Aquí tenemos una foto de un experimento hecho por nosotros mismos:
A continuación procederemos a explicar el porqué de esta curiosa experiencia:


De manera simple, podemos decir que la hoja de papel está sufriendo la presión de toda la atmósfera, que la empuja hacia arriba, a la vez que todas las partículas del agua, atraídas por la gravedad, ejercen la fuerza del peso hacia abajo. Por lo tanto, la suma de estas fuerzas (resultante), crea una condición de equilibrio (resultante -> = (0,0)). No olvidemos que esto es un equilibrio inestable, que nos permite disfrutar del fenómeno por unos momentos.


El siguiente experimento tratará de explicar la enorme presión que ejerce la atmósfera. Conseguiremos demostrarlo al hacer el vacío en un recipiente. Para llevar a cabo la experiencia necesitamos un vaso amplio, una bandeja pesada, una tira de papel de cocina absorbente, una bola de papel, alcohol y un mechero. En primer lugar colocamos la tira de papel de cocina humedecida sobre la bandeja. De esta manera no habrá intercambio de gases entre el vaso y el exterior. Después mojamos la bola de papel con alcohol y la dejamos encima, para seguidamente prenderla y taparla con el vaso. Esperaremos unos segundos hasta que el fuego consuma todo el oxígeno del interior y se apague la llama, ese será el momento en el que se haya hecho el vacío total. Para terminar ponemos peso encima de la bandeja y la levantamos tirando del vaso para así probar su resistencia.


La cámara de vacío se define como una cavidad cerrada donde la presión del aire u otros gases es menor que la atmósfera. Debido a la diferencia de presiones entre el interior y el exterior se crea una fuerza que mantiene mesa y vaso unidos.
El último de nuestros experimentos se basa en el principio de Pascal. Este principio dice que la presión ejercida sobre un líquido el equilibrio se transmite íntegramente a todos los puntos del mismo con la misma intensidad. Para verla físicamente realizaremos el siguiente experimento: tomaremos una botella de plástico y la agujerearemos tres veces con lo cual tendremos un resultado de una botella con tres agujeros. Cada uno de ellos será cubierto por un corcho, incluyendo la apertura principal. La ejecución es simple: haremos una pequeña fuerza en el corcho de apertura principal y veremos cómo el resultado es el siguiente: el resto de tapones menores colocados los agujeros de la botella saldrán despedidos como efecto de la presión ejercida en el tapón principal. Esto se explica fácilmente como consecuencia de la presión ejercida en el tapón principal, que se transmite íntegramente a todos los puntos del medio, la botella.


El guión que vais a seguir durante el espectáculo


Comenzaremos explicando de manera sencilla el concepto de presión.


“Probablemente sepáis que existen fuerzas que aplicadas cambian su estado cinemático o deforman su apariencia. Pues bien, cuando las fuerzas son ejercidas sobre fluidos sus efectos se describen a partir de una magnitud física llamada presión.


Imaginemos la siguiente situación: estamos esquiando y comenzamos a andar por la nieve con las botas de esquiar ¿Que nos pasará?... Nos hundiremos en la nieve y nos será más difícil caminar, pero y si se nos sube alguien encima ¿Qué cambiará ahora?... si continúas andando verás que te hundes aún más que antes. No obstante si te vuelves a poner los esquís verás como vuelves a mantenerte con normalidad sobre la superficie.  Realizamos el “experimento de la nieve”


Lo mismo pasa cuando usamos un cuchillo afilado o uno sin afilar. El que más puntiagudo sea más presión ejercerá y por lo tanto mejor cortará.


De la experiencia anterior podemos observar que la presión varía según la masa del cuerpo y la superficie en la que se apoya. Ahora, si yo te digo que:


  • Cuanta mayor es la superficie de apoyo menos nos hundimos.
  • A mayor peso más nos hundimos.


¿Podrías deducir la ecuación de la presión?


Solo hay que tener en cuenta que la fuerza “F” es una variable directamente proporcional y la superficie “S” una inversamente proporcional, por lo tanto:


p=FS

A continuación Principio de Pascal:


La presión ejercida sobre un líquida en equilibrio se transmite íntegramente a todos los puntos del mismo con la misma intensidad”


Realización del experimento de la botella.


Aplicaciones importantes del Principio de Pascal


  • Prensa hidráulica


Al aplicar una fuerza (F1) sobre el pistón de menor sección (S1) se ejerce una presión:


p=F1S1


que se transmite íntegramente al pistón de mayor sección, según la ecuación:


p=F2S2  


Como la presión es igual en ambos pistones según el Principio de Pascal:


F1S1=F2S2


Este efecto hace que la fuerza (F1) ejercida se transforme en una fuerza (F2) mayor cuyo valor vendrá dado por la expresión:


F2=F1S2S1


En conclusión, una fuerza se puede multiplicar tanto como queramos, tan solo necesitamos un dispositivo de dos pistones de superficies diferentes, de tal manera que la fuerza resultante será tanto mayor cuanto mayor sea la proporción entre las secciones.


Enseñar vídeo de su funcionamiento.
FT_prensa_2.gif


  • Frenos de automóvil
Se da la misma función
piston freno.jpg

Una vez asentados una serie de conocimientos pasamos a explicar la presión atmosférica. Sabemos que la atmósfera es una envoltura gaseosa que rodea la Tierra, formada en su mayoría de nitrógeno y oxígeno. Estos gases están sometidos a la atracción gravitatoria, por tanto pesan y ejercen una presión importante sobre nosotros. A dicha presión la llamamos presión atmosférica. Es evidente que la presión es menor a medida que ascendemos, ya que tenemos menos aire encima, y mayor cuando nos encontramos en la superficie o bajo el agua.


Finalizamos con el experimento del vaso de agua y cámara de vacío


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Materiales que vamos a necesitar


  • Pañales 10 unidades
  • Agua (del grifo)
  • Recipiente profundo
  • Esferas de plomo 2 unidades (o material de considerable masa)
  • Hoja de papel
  • Vaso de cristal
  • Botella de plástico agujereada
  • Corchos 4 unidades
  • Ordenador (el del colegio)

domingo, 12 de abril de 2015

Millikan y la Unidad de Carga Eléctrica

-MILLIKAN-
-LA UNIDAD DE CARGA ELÉCTRICA-


Bienvenidos a una nueva entrada. En esta entrada hablaremos del capítulo 6 de “De Arquímedes a Einstein”, que incluye principalmente la vida y obra de Robert Andrews Millikan, un físico experimental estadounidense que ganó el Premio Nobel de Física por determinar el valor de carga eléctrica de un electrón.


En la historia de la electrostática han aparecido numerosas teorías sobre cómo funciona la electricidad. Estas teorías eran comúnmente aceptadas hasta que llegaba otra teoría que probaba que la anterior era incorrecta. Una de las teorías que más tiempo llevó desmentir fué la teoría de Symmer. La teoría electrostática de Symmer (también conocida como la Teoría de los dos Fluidos), dice que la electricidad está compuesta por dos fluidos que fluyen por los sólidos. Un fluido (el vítreo) tiene carga positiva y otro (el resinoso) negativa. Cuando los dos fluidos entran en contacto, quedaban compensados generando una carga neutra. Por ello dos objetos con “electricidad vítrea” se repelían, al igual que dos objetos con “electricidad resinosa”. Sin embargo, dos objetos con diferente tipo de electricidad se atraen. Esta teoría no estaba enfocada en la carga de un objeto, sino en la atracción y la repulsión eléctrica.
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Uno de los principales avances en la física durante esta crucial etapa de transición entre el siglo XIX y el XX fue el tubo de descarga. Su funcionamiento se asemeja al de una batería o pila: Se compone de un cilindro, cuyos extremos están cargados positiva y negativamente gracias a unas placas, llamadas ánodo y cátodo respectivamente. De esta manera, los electrones, que surgían del cátodo y se desplazaban hacia el ánodo, pueden viajar de un extremo a otro en forma de rayos, los denominados “rayos catódicos”.  De esta manera, al dirigirse del cátodo (negativo) al ánodo (positivo) se demuestra que los tienen una carga negativa (al ser atraídos por el polo positivo y “huir” del negativo)
Estos electrones han de transmitirse por el conjunto de gases que llena el tubo (aire), sin embargo, si realizamos el experimento con una bomba vacío y disminuyendo la presión, (una situación cercana al vacío ya que no podemos lograr crearlo) observaremos extraños fenómenos como intervalos de oscuridad o de luces fluorescentes. Por lo tanto, al disminuir la presión del gas, obtendremos como resultado una mayor conductividad de energía, que se manifiesta en estos juegos de luces y sombras.


Sin embargo, como ya ha sido mencionado, no es posible llegar a tener un “vacío absoluto”, sino que nos podemos aproximar a él de una manera cada vez mayor, pero siempre dejando algo de materia dentro del tubo. Un científico de nacionalidad británica, J. J. Thomson, se propuso allá por los finales del siglo XIX conseguir el mayor vacío hasta la época, por supuesto, produciéndolo dentro de un tubo de rayos catódicos. Al alcanzar esos niveles, nunca antes logrados, obtuvo que los rayos catódicos se desviaban como consecuencia del campo eléctrico y magnético.




Con todos los anteriores descubrimientos, Thomson no se quedó ahí, sino que construyó también un modelo atómico, como vemos en la siguiente imagen. Este modelo data de 1904 e incorpora el recién descubierto electrón, también por el propio Thomson en 1898.


Según Thomson, el átomo se componía de los electrones, pequeñas partículas de carga negativa, que se añadían a la cubierta de una gran esfera de carga positiva. En total, todos los pequeños electrones compensaban la carga positiva de la esfera central.


Sin embargo, este modelo atómico pronto quedó desacreditado por posteriores experimentos como el de Rutherford, que descubrió y que la carga positiva de un átomo se encontraba concentrada en una pequeña región del centro del átomo, el núcleo atómico. Junto con esto, también está el hecho de que dejaba de explicar la regularidad de la tabla periódica, recientemente organizada por Mendeleiev.




De vuelta a Millikan, nos dispondremos primero a tratar sus primeros años como científico, los cuales pasó en la Universidad de Chicago.
Durante estos años, Millikan estuvo bajo las órdenes de Albert Michelson, célebre científico por su experimento (junto con Morley) en el que se demostró la inexistencia del llamado éter. En primer lugar, pasaremos a explicar qué es el éter: Hasta la fecha de este experimento (1887), se creía en la existencia de una materia, en forma de fluido extremadamente ligero que llenaba todos los espacios vacíos. Su supuesta existencia, que ya había sido usada en la antigüedad por multitud de culturas, cobró fuerza a finales del siglo XIX, tras postularse que la luz era una onda transversal, que, en el caso de ondas electromagnéticas, como lo es la luz, no existe vibración de partículas, por lo que, entonces, la luz es capaz de transmitirse por el vacío. Esta conclusión trajo numerosos enfrentamientos entre científicos, ya que no era imaginable entonces una onda que se propagase en el vacío. Y ahí entró en juego el éter. Esa ligerísima sustancia capaz de llenarlo todo, por la cual se podría transmitir la luz, acabando así con el problema del vacío.


Con todo esto, dos físicos, Albert Michelson y Edward Morley se lanzaron en búsqueda de la demostración de la existencia de tal sustancia. Su intención era medir la velocidad relativa con la que se se mueve la Tierra con respecto al éter. Se creía también en la existencia del llamado “viento del éter”, el cual podría variar en su dirección con respecto a la posición del Sol si era medido desde la Tierra, y, una vez hallada esta variación, podría ser analizado. De este modo, propusieron llevar a cabo diversas mediciones en función del paso del tiempo, con el cual cambiaría la posición del Sol.


Dependiendo entonces de la posición de la Tierra en función del Sol, el viento del éter llegaría con diferentes velocidades, ya que en momentos impulsaría la Tierra, y en otros la frenaría.


Por lo tanto, siguiendo el siguiente diagrama, el viento del éter, representado con las flechas de línea discontínua, impulsaría a la Tierra en su movimiento durante la primavera, y la frenaría durante el otoño.


Sin embargo, en este tipo de movimientos la diferencia de velocidades es muy pequeña, ya que la velocidad de la Tierra es mayor a 100.000 km/h, muy superior a la del viento del éter. No obstante, Michelson fue capaz de idear una manera de medir esa mínima diferencia.


Para ello ideó una forma de medir a base de unas lentes, conocidas hoy en día como el Interferómetro de Michelson. El interferómetro básicamente cuenta con un espejo semiplateado, que divide la luz que le llega en dos haces de luz que viajan con un determinado ángulo el uno con respecto al otro. Gracias a esto, Michelson era capaz de, a partir de una misma fuente de luz, obtener dos haces de luz perpendiculares. Una vez obtuvo esto, pasó a colocar dos espejos, cada uno a la misma distancia del semiplateado, siguiendo los ángulos formado por cada uno de los dos haces de luz. Finalmente se recogen en un punto común, donde se mide la interferencia de la luz reflejada, que depende de la velocidad con la que viaja la luz en cada dirección. Cualquier diferencia que hubiese en las velocidades sería provocada por el viento del éter, impulsando de diferente manera a la luz según su dirección.


Con todo preparado, Michelson y Morley se dispusieron a calcular la supuesta diferencia de velocidades, afectada por el viento del éter. Llamaron “L” a la longitud que hay entre los espejos y el semiespejo (que es la misma en ambos casos), por lo que el recorrido del haz de luz 1 (R1) y el recorrido del haz de luz 2 (R2) eran el mismo.
Por lo tanto: R1 = R2


Según sus cálculos, para un observador en reposo (que se encontrase fuera del planeta), el recorrido 1 sería:
Y aplicando la Relación Fundamental de la Trigonometría (sin2(α) + cos2(α) = 1), llegamos lo siguiente:




Aplicando la cinemática, llegaron a que sin (α) = vt/2a, y siguieron despejando en su ecuación:


Y tras realizar diversas sustituciones y simplificar obtuvieron lo siguiente:




Siendo “c” la velocidad de la luz, y “v”la del éter.


Finalmente se llevan a cabo cálculos para determinar el recorrido del segundo haz de luz y acaba por obtenerse, al despejar, que los tiempos con los que llegan ambos haces al punto común son exactamente los mismos, por lo tanto, quedó demostrada la inexistencia del éter, ya que no estaba influyendo en ninguna de las posiciones que adoptaban los haces de luz, porque siempre llegaban al mismo tiempo.


Este experimento, que algunos tildan de fracaso, fue, sin embargo un éxito para la física moderna, ya que sentó las bases para algunas de las teorías más importantes de la física, como la de la relatividad especial de Einstein. Pese a que fue demostrada su inexistencia, hubo futuros experimentos que trataron de encontrar fallos en su teoría y buscar una manera de explicarlo. No obstante, hoy en día, la teoría del éter ha quedado muy obsoleta debido a la numerosas demostraciones de su inexistencia y a la explicación lógica y racional de que no es necesario tener materia en todos los lugares del universo, sino que perfectamente puede existir el vacío.


Como ya hemos mencionado anteriormente, gracias a Thomson hoy en día sabemos que los rayos “X” son chorros de corpúsculos cargados negativamente de forma muy intensa, o lo que viene a ser lo mismo, electrones. Estas partículas, también presentes en los rayos catódicos, ionizan a su paso moléculas de aire y vapor de agua, es decir, las cargaban eléctricamente de forma positiva o negativa dependiendo de la fuente de rayos (en el caso de rayos catódicos la carga sería negativa).


El propio Thomson basándose en los resultados obtenidos en su experimento del tubo de rayos catódicos sometido a baja presión, ideó el primer modelo atómico. Según éste los átomos eran minúsculas bolitas cargadas positivamente que tenían incrustadas partículas aún más pequeñas de carga negativa tal que ambas cargas se compensaran. Sin embargo este no era un modelo viable ya que el átomo sería inestable.


Fue Niels Bohr, físico danés, quien ideó un modelo atómico más factible. Redistribuyó la localización de cada tipo de partículas situando los protones (carga positiva) en un núcleo sobre el que orbitan los electrones (carga negativa). No obstante las órbitas no pueden ser cualesquiera, son órbitas de niveles energéticos específicos de tal manera que electrones y protones no terminen colapsando. En un principio los electrones se disponen en la órbita más cercana al núcleo, pero en el momento en el que la energía concentrada en esa capa sea mayor a la que se puede soportar, los electrones pasarán a una capa superior con más capacidad de energía. El proceso se repite varias veces hasta que no queden capas disponibles en el átomo, por lo que este queda totalmente ionizado y no admite más electrones. Esto es lo que sucede exactamente con las gotas de aceite, al recibir los rayos X los átomos de cada gota van llenando de electrones sus capas hasta que no quede ningún espacio libre en estas.
modeloBohr.jpg


Millikan llegado a los 42 años finalmente decidió qué clase de hallazgo o experimento podía llevar a cabo para ganarse un renombre científico, mediría la carga de un electrón. La posibilidad de hacerlo surge de dos grandes ideas que logra pensar basándose en descubrimientos previos de otros científicos sobre los rayos X y su capacidad para ionizar .


La primera de estas ideas fue someter a un campo eléctrico a moléculas de agua pulverizadas en forma de niebla. Además se les sometía a rayos X los cuales cargaban a cada una de forma distinta. De todas las moléculas contenidas en una gotita, los rayos X electizarían a un número determinado. Este número sería múltiplo de la carga del electrón. Volviendo a la idea del campo eléctrico, los millones de moléculas se verían atraídas por el electrodo positivo y repelidas por el polo negativo, dándose una fuerza electromagnética. Otra fuerza más que interviene es la fuerza de la gravedad, el propio peso de la gotita que le incita a caer atraída por el centro de La Tierra.


La primera fuerza se expresa de esta manera:


Fe=q  · E


Siendo “q” la carga desconocida del electrón y “E” el campo eléctrico correspondiente a las baterías empleadas.


La segunda fuerza, mejor conocida por todos nosotros es:


P=m · a


Siendo “m” la masa de la gotita y “a” la aceleración de la gravedad en La Tierra, 9,8 m/s2. Sin embargo a esta fuerza habría que restarle la fuerza de rozamiento con el aire.


Tras haber planteado las expresiones de las fuerzas nos encontramos con dos incógnitas que no nos permiten obtener un resultado final: la carga del electrón (q) y el rozamiento con el aire. Lo que si podemos hacer es deducir el rozamiento a través de métodos de observación, dejando caer muchas gotitas sin activar la batería. Así pues ya solo nos quedaría una incógnita.


La segunda de las grandes ideas fue que estas dos fuerzas se podían contrarrestar de tal modo que una partícula quedara suspendida en el aire, equilibrando las gotitas cargadas.


Captura de pantalla 2015-04-11 a las 18.56.01.png

q · E=m · g

Esto dio lugar al propio experimento. El único pequeño inconveniente con el que se topó Millikan antes de realizarlo fue que las gotas de agua se evaporaban por una parte y se hacían más gruesas por otra al unirse a las que se encontraban por su recorrido, por lo que tuvo que sustituir agua por aceite.

IMG_1497.jpg

La experiencia usaba una cámara cerrada a la que se le ajustan dos placas horizontales metálicas conectadas a un conjunto de baterías cuyo voltaje se puede regular. En la parte superior estaba el pulverizador que soltaba las gotitas, mientras que el la parte inferior había tres distintos orificios, cada uno con una función: arrojar los rayos X hacia las gotitas, iluminarlas y actuar como visor para presenciar el fenómeno.


Se comienza con la batería apagada, dejando caer gotas sin que influya la fuerza electromagnética y midiendo el tiempo de caída para saber en qué manera contrarresta la viscosidad del medio. Captura de pantalla 2015-04-11 a las 19.23.06.png
Después ionizamos el interior de la cámara activando los rayos X para que así las gotas que caigan reaccionen con los iones del ambiente.
A continuación  conectamos la batería para crear el campo eléctrico y lo graduamos adecuadamente hasta que observamos a través del microscopio una gotita flotando. Ese será el campo eléctrico que debemos de apuntar ya que es el que cumple la condición de que ambas fuerzas se contrarresten. Otros campos no impedirán la caída de la gotitas o bien las atraerán tanto que las impulsarán hacia arriba.Diagrama fuerzs atomo.pngCaptura de pantalla 2015-04-11 a las 19.25.09.pngCaptura de pantalla 2015-04-11 a las 19.30.54.png
Repetimos cuantas más veces mejor para así evitar el error experimental y pasamos a los cálculos con los medidas obtenidas. Si todo ha salido en orden deberíamos de obtener una conclusión de que todas las partículas flotantes tenían una carga eléctrica múltiplo de           1,6 · 10-19 C (Coulombs).


Algo que no demasiada gente conoce sobre Millikan fueron sus “disputas científicas” con Albert Einstein, el cual obtuvo el premio Nobel gracias al efecto fotoeléctrico, y no a su célebre teoría de la relatividad. Este fenómeno fue más tarde comprobado experimentalmente por Millikan, sin embargo, aquí nos centraremos en la interpretación de Einstein, que atribuyó a la luz un carácter corpuscular, siendo un chorro de partículas llamadas fotones cada una de las cuales transporta una cantidad de energía determinada. Esta cantidad de energía se conoce a través de la fórmula postulada por Planck, el verdadero descubridor del efecto.


E=h · v


Siendo “h” una constante de proporcionalidad (constante de Planck) y “v” la frecuencia.

250px-Photoelectric_effect.svg.png

El efecto fotoeléctrico consiste en un haz de luz no visible que incide en una placa metálica de tal manera que la luz arrebata electrones a la placa y a estos se los hace fluir por un circuito de una determinada función para obtener un resultado deseado. Dicho de otra manera, los fotones transfieren una energía a los electrones.


Este efecto se aprovecha en la células fotovoltaicas (en paneles solares, calculadoras…) y fotoeléctricas (puertas de ascensor, sistemas de seguridad…) para convertir un haz de luz en electricidad o bien para activar un mecanismo.
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Tras haber analizado a fondo la biografía de Millikan, encontramos muy interesante pasar algunos años en otros centros de investigación, al igual que estuvo él en Alemania, porque es muy enriquecedor ver cómo se trabaja en diferentes entornos y los procedimientos que se llevan a cabo. Esto puede ayudar a ver un tema desde un punto diferente y, de esta manera, tener más posibilidades de realizar un descubrimiento científico. Además, es muy importante trabajar con personas de otras regiones porque así se pueden combinar las habilidades y la experiencia de ambos equipos. Además, nos parece que, si se está realizando un proyecto de investigación o se están recopilando experiencias ya recreadas para la realización de un experimento, los libros de divulgación científica son esenciales. Además, este tipo de libros ha sido el principal método de ensayo científico en los últimos siglos.



Para finalizar esta entrada, publicamos aquí una serie de imágenes de una recreación casera que hemos construido del modelo atómico de Bohr:


Las siguientes imágenes muestran un modelo atómico que imita al modelo de Bohr, propuesto por Niels Bohr en 1913, otorgándole a los electrones una órbita alrededor del núcleo atómico.


Para su recreación sólo ha sido necesario contar con una esfera de plástico transparente, la cual contaba con dos agujeros, una serie de gomas elásticas, un bolígrafo, papel de aluminio y unas bolas de pimienta (opcional).
El procedimiento es sencillo, usando el papel de aluminio, haremos una serie de bolas, que, con ayuda de una goma, ataremos al conducto del bolígrafo en el cual se encuentra la tinta. Es recomendable utilizar las bolas de pimienta para obtener unos resultados más estéticos. Con esto ya tendremos el núcleo atómico, formado por protones y neutrones. Usaremos los dos orificios de la esfera de plástico para introducir por ellos el tubo del bolígrafo. Por último solamente nos quedan los electrones. De nuevo utilizaremos el papel de aluminio para hacer pequeñas esferas, que sujetaremos con una serie de gomas alrededor de la esfera de plástico. Si seguimos los pasos correctamente llegaremos a tener lo siguiente: