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Cuando el núcleo atómico saltó en pedazos 17 noviembre 2014

Publicado por Augusto en Divulgación, Historia de la Física, Prensa , añadir un comentario

Este año se conmemora el 75 aniversario del final de la Guerra Civil Española y del inicio de la Segunda Guerra Mundial, una auténtica apocalipsis en la que fallecieron, entre militares y civiles, más de sesenta millones de personas. En ese aciago año de 1939 los químicos alemanes Otto Hahn y Fritz Strassmann publicaron un artículo anunciando la fisión del uranio que habían descubierto en diciembre del año anterior. También en 1939 la física austríaca de ascendencia judía, Lise Meitner, junto con su sobrino, el también físico Otto Frish, explicaron teóricamente la fisión nuclear. Fueron precisamente Meitner y Frish los que, en un artículo de apenas dos páginas publicado en 1939 en la prestigiosa revista Nature, acuñaron el término “fisión nuclear” para describir este tipo de reacción nuclear en la que un núcleo atómico pesado, como el del uranio, se divide en dos o más núcleos pequeños al ser bombardeado con neutrones.

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Lise Meitner (1878-1968)

Tema 6. Campo eléctrico (I) 15 noviembre 2014

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Este tema está dedicado a la Electrostática, es decir, al estudio del campo y el potencial eléctricos originados por cargas eléctricas o distribuciones continuas de cargas en reposo. El tema comienza con el análisis de la electricidad con una breve discusión sobre el concepto de carga eléctrica y la naturaleza eléctrica de la materia, incidiendo especialmente en la conservación y cuantización de la carga, para pasar a la presentación de la ley de Coulomb, ley experimental que describe la fuerza entre dos carga eléctricas fijas puntuales. Posteriormente se introduce el concepto de campo eléctrico y se ve cómo puede describirse mediante líneas de campo o líneas de fuerza que tiene su origen en las cargas positivas y terminan en las cargas negativas, siendo el vector campo eléctrico tangente en cada punto a estas líneas de fuerza y su intensidad viene indicada por la densidad de las líneas de fuerza. El principio de superposición se deduce de la observación de que cada carga produce su propio campo eléctrico, independientemente de todas las otras cargas presentes a su alrededor, y que el campo resultante es la suma vectorial de los campos individuales. Aunque la carga está cuantizada, con frecuencia se presentan situaciones en las que un gran número de cargas están tan próximas que la carga total puede considerarse distribuida continuamente en el espacio, siendo necesario utilizar una densidad de carga para describir una distribución de un gran número de cargas discretas. Se introducen las densidades volumétrica, superficial y lineal de carga. En este contexto se muestran algunos ejemplos de cómo se calcula el campo eléctrico debido a diversos tipos de distribuciones continuas de carga (segmento rectilíneo, anillo y disco). Posteriormente se analiza el movimiento de cargas puntuales en campos eléctricos, en particular en campos uniformes, considerando las situaciones en las que la carga incide con una velocidad tanto paralela como perpendicular a la dirección del campo.

125 años del metro y del kilogramo 4 noviembre 2014

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Hace 125 años Francia celebró una Exposición Universal en París para conmemorar el centenario del inicio de la Revolución Francesa, la toma de la Bastilla. La puerta de entrada a la Exposición era la Torre Eiffel, erigida en 1889, que es el símbolo más representativo de toda Francia. En septiembre de ese mismo año se reunió en París la “1ª Conferencia General de Pesas y Medidas” para poner orden en el auténtico laberinto de unidades utilizadas para medir masas y distancias. Ese año puede decirse que nacieron en París el metro (m) y el kilogramo (kg) como patrones internacionales de longitud y masa, respectivamente, aunque ambos ya habían sido adoptados en Francia durante la Revolución Francesa, cuando la Asamblea Nacional creó el sistema métrico decimal.

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Web de experiencias de Física 1 noviembre 2014

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En la web de “Experiencias de Física” realizada por profesores del área de Física Aplicada del Departamento de Física, Ingeniería de Sistemas y Teoría de la Señal de la Universidad de Alicante, tenéis disponibles 18 vídeos de prácticas y demostraciones de física que son de interés para el desarrollo de la asignatura. Siempre podréis acceder desde la sección Enlaces: Recursos didácticos.

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Tema 6. Termodinámica 29 octubre 2014

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En este tema se analizan conceptos fundamentales de esta rama de la Física como son los sistemas termodinámicos, variables y funciones de estado, tipos de transformaciones, etc., y se formulan el primer y segundo principios de la Termodinámica.

Además de calor, puede haber una transferencia de energía entre un sistema y su entorno mediante el trabajo, que no es otra cosa que la energía transferida entre un sistema y su entorno por métodos que no dependen de la diferencia de temperatura. Aunque la energía puede transferirse en forma de trabajo mediante distintos tipos de fuerzas (eléctricas, magnéticas, etc.), en este tema se tratará el trabajo mecánico realizado por las fuerzas que ejerce un sistema sobre su entorno y viceversa, considerando el caso particular del trabajo realizado por la fuerza de presión de un fluido al desplazar un émbolo.

Tras hacer una mención a las funciones y ecuaciones de estado se introduce el primer principio de la Termodinámica que señala que en todo proceso en que se cede calor al sistema y éste realiza un trabajo, la energía total transferida a dicho sistema es igual al cambio en su energía interna. Así pues, la energía interna se introduce a partir del primer principio, y se relaciona con los conceptos de calor y trabajo. El primer principio no es sino una forma más de enunciar el principio de conservación de la energía y refleja los resultados de muchos experimentos que relacionan el trabajo realizado por o sobre un sistema, el calor que se ha añadido o substraído, y la propia energía interna del mismo. Un aspecto importante que hay que resaltar es el cálculo del trabajo y los diagramas pV para un gas, calculándose el trabajo para procesos cuasiestáticos isócoros, isóbaros e isotermos en el caso de un gas ideal.

A continuación se estudian las capacidades caloríficas y los calores específicos de los gases, tanto a volumen constante como a presión constante, y la relación de Mayer entre ambas, así como el proceso adiabático de un gas ideal.

Seguidamente se estudian las máquinas térmicas y el enunciado del segundo principio de la Termodinámica, así como el rendimiento de las máquinas térmicas y frigoríficas, para pasar seguidamente al estudio del ciclo de Carnot. Tanto desde una perspectiva práctica como teórica, el ciclo de Carnot tiene gran importancia, pues una máquina térmica que opere con este ciclo ideal reversible establece un límite superior para los rendimientos de todas las máquinas.

Finalmente se introduce el concepto de temperatura termodinámica así como el de entropía y se calculan variaciones de entropía en distintos procesos termodinámicos. El tema concluye con el estudio de la relación entre entropía, irreversibilidad y segundo principio de la Termodinámica, indicando que la entropía del Universo aumenta en todos los procesos reales.

Bibliografía

Young, H. D. y Freedman, R. A., Física Universitaria (Sears-Zemansky), Vol. I (Addison-Wesley, México, 2009). Cap. 18.

Beléndez, A., Acústica, fluidos y termodinámica (1992).

Tipler, P. A. y Mosca, G., Física para la Ciencia y la Tecnología, Vol. I (Reverté, Barcelona, 2005). Caps. 17 y 18.

Gettys, W. E., Keller, F. J. y Skove, M. J., Física Clásica y Moderna (McGraw-Hill, Madrid, 1991). Caps. 16.

2015 Año Internacional de la Luz y las Tecnologías Basadas en la Luz (IYL2015) 25 octubre 2014

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El 20 de diciembre de 2013, la Organización de las Naciones Unidas (ONU), en su 68ª Asamblea Anual proclamó 2015 como el Año Internacional de la Luz y las Tecnologías basadas en la Luz.

El Año Internacional de la Luz pretende comunicar a la sociedad la importancias de la luz, y sus tecnologías asociadas, en el mundo actual en áreas tan importantes como la energía, la educación, la salud, la comunicación, etc.

Mediante dicha decisión la ONU reconoce la importancia que la Luz y las Tecnologías basadas en la Luz tienen en la vida de los ciudadanos del mundo, en el desarrollo de la sociedad y en los retos a los que se enfrenta la Humanidad. La luz juega un papel fundamental en nuestra vida cotidiana. Ha revolucionado, entre otros aspectos, la medicina o la manera de fabricar productos y ha posibilitado el desarrollo de Internet.

Durante siglos, la luz y sus aplicaciones han constituido un elemento de unión que trasciende todas las fronteras, no solo las geográficas sino también las de naturaleza cultural, de género o edad. La luz constituye, asimismo, un tema enormemente atractivo a la hora de motivar diferentes aspectos educacionales. En este sentido, el aumento de la conciencia mundial sobre la difusión y enseñanza de la ciencia, en particular la relativa a la luz y sus tecnologías, es esencial para abordar retos como el desarrollo sostenible y la mejora de la calidad de vida debido a su impacto directo en áreas como la energía, la agricultura, la salud o la educación.

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Portal español IYL2015

Portal internacional IYL2015

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