Cuestionario Practica 01 1. Describe detalladamente las partes del electroscopio.El electroscopio consiste en una varilla metálica vertical que tiene una esfera en la parte superior y en el extremo opuesto dos láminas de oro o de aluminio muy delgadas. La varilla está sostenida en la parte superior de una caja de vidrio transparente con un armazón de cobre en contacto con tierra. Al acercar un objeto electrizado a la esfera, la varilla se electriza y las laminillas cargadas con igual signo de electricidad se repelen, separándose, siendo su divergencia una medida de la cantidad de carga que han recibido. La fuerza de repulsión electrostática se equilibra con el peso de las hojas. Si se aleja el objeto de la esfera, las láminas, al perder la polarización, vuelven a su posición normal. 2. ¿El electroscopio puede indicarnos el signo de la carga eléctrica? Explica como: Si por que tiene dos laminitas y según sea la reacción por decir k se rechacen las cargas van hacer iguales o lo contrario. 3. De qué manera el detector de cargas nos puede indicar el signo del cuerpo cargado eléctricamente. Cuando un electroscopio se carga con un signo conocido, puede determinarse el tipo de carga eléctrica de un objeto aproximándolo a la esfera. Si las laminillas se separan significa que el objeto está cargado con el mismo tipo de carga que el electroscopio. De lo contrario, si se juntan, el objeto y el electroscopio tienen signos opuestos. 4. ¿Cuál de las siguientes cantidades expresan el valor de una carga real? a) 2,4xl0"19 C b) 40,0 xlO"19 C c) 0,8xUTly C d) 5,6xl0"19 C e) 0,4xi0'19 C 5. Se tienen un neutrón y un protón, separados por una cierta distancia Entre dichas partículas: A) La fuerza gravitacional es nula. B) la fuerza eléctrica es nula. C) la atracción gravitatoria es muy intensa. D) la fuerza eléctrica es repulsiva. 6. ¿Cuáles son las dimensiones del átomo? Las dimensiones del átomo son miles de veces más pequeñas que la longitud de onda de la luz (400-700 nm) por lo que estos no pueden ser observados utilizando instrumentos ópticos. En comparación, el grosor de un cabello humano es equivalente a un millón de átomos de carbono. Si una manzana fuera del tamaño de la Tierra, los átomos en ella serían tan grandes como la manzana original. 7. ¿Describa en forma sintética la evolución del modelo atómico, desde sus inicios hasta nuestros días? EVOLUCION DEL MODELO ATOMICO El filósofo griego Demcrito y su discípulo Leucipo, consideraron que la materia estaba compuesta por partículas indivisibles llamadas átomos. Más tarde John Dalton, inglés y maestro de escuela, propuso en su teoría, que los átomos eran partículas indestructibles, de forma esférica, sólida y de peso fijo. Sin embargo no encontró un método para determinar los pesos de los átomos. Goldsteim Hizo desviaciones del ánodo al cátodo, llamando a éstas, rayos canales, descubriendo así a la partícula positiva denominada Protón, que significa Primero. A finales del siglo XIX, Thomson sugirió un modelo atómico semejante a un budín con pasas, donde el átomo era una esfera cargada positivamente y los electrones con carga negativa estaban distribuidos uniformemente. En 1911 Rutherford propuso otro modelo atómico, como resultado de sus experimentos al bombardear laminas muy delgadas de oro y de platino, con partículas alfa. La mayor parte de ellas atravesaban la lámina sin sufrir cambio de dirección y unas cuantas se desviaban de su trayectoria a distintos ángulos, algunos superiores a 90°. Rutherford supuso que “el átomo era en LA TEORIA MODERNA supone que el núcleo del átomo está rodeado por una nube tenue de electrones. propuso una teoría que contribuyo al conocimiento de la estructura del átomo. Esta ley afirma que: Dos volúmenes iguales de gases diferentes.su mayor parte un espacio vacío. retiene el concepto de niveles estacionarios de energía de Bohr. Los átomos con la mínima energía tienen los electrones en las capas más cercanas al núcleo. Fundamentos de la teoría cuántica: a) El concepto de los ESTADOS ESTACIONARIOS DE ENERGÍA del electrón propuesta por Bohr. está basado en el modelo de Bohr ya que solo explica el comportamiento de los átomos de hidrógeno que tienen 1 electrón y 1 protón. sino que describe su localización en términos de probabilidad. giraban en orbitas circulares concéntricas. MODELO ATOMICO DE LA MECÁNICA CUANTICA ONDULATORIA Erwin Schrodinger. Sommerfeld modifico la teoría de Bohr. Dmitri Ivánovich Mendeléiev químico ruso que en el año 1869 publicó una versión de la tabla periódica en la que se incluían los elementos conocidos en la época en un orden numérico respecto a su número atómico de los elementos. las más cercanas o las más lejanas al . elementos. no le atribuye el electrón trayectorias definidas. los electrones”. contienen el mismo número de moléculas si sus condiciones de temperatura y presión son iguales. 1971 publicó una nueva en la que dejaba espacios en blanco para próximos elementos que se pudiesen encontrar. Ley de Planck: Establece que la energía de cada cuanto es igual a la frecuencia de la radiación multiplicada por la constante universal. formuló en 1811 una importante ley que lleva su nombre: Ley de Avogadro. porque trató de racionalizar la doble naturaleza de la materia y la energía. Modelo de las capas electrónicas: Este modelo fue desarrollado por muchos científicos de todo el mundo. Este principio establece que. modelo atómico. El italiano Amadeo Avogadro. denominadas cuantos. contribuyó de manera fundamental al desarrollo de la teoría cuántica . alrededor del núcleo. que en el núcleo se encontraba la masa y la carga positiva y girando a su alrededor. el núcleo está formado por protones y neutrones. Niels Bohr en 1913. “es imposible conocer simultáneamente con exactitud la posición y la velocidad del electrón”. c) EL PRINCIPIO DE INCERTIDUMBRE enunciado por el físico alemán Werner Heisenberg en 1926. CIENTÍFICOS QUE HAN APORTADO ALGO A LOS ÁTOMOS Y AL MODELO ATÓMICO El francés Antoine Lavoisier. b) LA NATURALEZA DUAL DE LA MATERIA sugerida por De Broglie que dice “la materia como la luz presentan un comportamiento DUAL: de onda y partícula”. Esta teoría fue un nacimiento de la mecánica cuántica que posteriormente comenzó a construirse y a modificarse. físico matemático austriaco. Según el tipo de capas electrónicas. tras sus investigaciones de combustión. que en 1924. describiendo trayectorias diferentes. suponiendo que algunos electrones se movían en orbitas elípticas. Louis Victor príncipe de Broglie era un físico francés que recibió el premio Nobel de física en 1929. identificó muchas sustancias puras que no podían separarse en otras más sencillas. Los electrones están en las capas electrónicas. dedujo una ecuación matemática en donde el electrón era tratado en función de su comportamiento ondulatorio. Explica: Los átomos están formados por un núcleo y los electrones. gracias al estudio de los gases. formulo la hipótesis de que los átomos tenían un núcleo con carga positiva (protones) y alrededor. El físico alemán Max Kart Ernest Ludwig Planck del siglo XIX y XX premiado con un premio Nobel de Física en 1918. a manera de un sistema solar en miniatura. las partículas negativas (electrones). Aceptando las teorías de Bohr y de De Broglie. proporciono las bases para el nuevo. comprobando que las dos están compuestas de corpúsculos y tienen propiedades ondulatorias. formuló que la energía se radia en unidades pequeñas separadas. en 1926. diríamos que se trata de la teoría opuesta al Big Bang. comprimido y „muerto‟ tras un Big Crunch.000 de grados y una densidad que equivalía a unos 3. Hay una confusión habitual y es pensar en el Big Bang como en una singularidad inicial.Las capas electrónicas se superponen de forma regular hasta un máximo de 7 capas pero ningún átomo existente tiene la 7ª capa llena James Chadwick era un físico y químico británico que descubrió en el 1932 el neutrón y que en 1935 recibió un premio Nobel por su descubrimiento. con lo que éste empezaría a encogerse hasta finalmente „morir‟ aplastado. similar al existente antes del Big Bang. Esta distribución se llama configuración electrónica. neutrinos y ligeras trazas de protones y neutrones. fotones. Hay átomos de un mismo elemento que tiene algunas variables en el número másico por lo que quiere decir que no se diferencia en el número de electrones y protones. Tienen la misma masa. ¿Qué es el Big Bang y el Big Crunch.núcleo. Si tuviésemos que simplificar. la gravedad impediría la expansión del cosmos. y así sucesivamente. tras el Big Crunch podría acontecer otro Big Bang. El tamaño del átomo está determinado por el movimiento de los electrones alrededor del núcleo por las órbitas. En otras palabras. el Big Bounce (en castellano „universo oscilatorio‟). 1ª capa más cercana: puede tener hasta 2 electrones 2ª capa más cercana: puede tener hasta 8 electrones 3ª capa más cercana: puede tener hasta 18 electrones 4ª capa más cercana: puede tener hasta 18 electrones 5ª capa más cercana: puede tener hasta 18 electrones . De este modo. En la tabla periódica el número de electrones y protones está determinado por el número atómico. estos giran en órbitas.es una de las teorías que se barajan sobre el destino final del universo. En todos los átomos el número de protones es igual al número de electrones. sino que se diferencian en el número de neutrones. La corteza está constituida por electrones. Actualmente podemos extrapolar hacia atrás en el tiempo con muchas garantías hasta la época de la nucleosíntesis primigenia. como un punto del que surgió el universo entero. En el núcleo se encuentran los neutrones (son partículas nucleares sin carga) y por protones (son partículas nucleares con carga positiva). El punto de partida depende de la física que uno esté dispuesto a admitir y de las garantías que uno tenga de que sus conclusiones están respaldadas por las observaciones. El átomo en la actualidad tras muchas investigaciones se ha llegado a la conclusión que: Está compuesto por un núcleo y una corteza. Esto corresponde a unas condiciones con una temperatura de unos 100. El modelo del Big Bang es mucho más modesto que eso y sólo es una extrapolación de nuestro universo en el pasado durante un tiempo finito. no podría descartarse la posibilidad de que nuestro universo provenga de un universo anterior. Big Crunch El Big Crunch –„gran colapso‟ o „gran implosión‟. De este modo. aunque en realidad estaría concentrado en un solo punto. Todo el universo que podemos observar en la actualidad estaba concentrado en unos pocos años luz cúbicos y era sólo una sopa de electrones.000. los átomos se distribuyen de una forma determinada. los agujeros negros. Tal y como afirma otra teoría.800 millones de veces la densidad del agua. A la suma de los neutrones y los protones se le denomina número másico. El Big Crunch propone un universo cerrado. 8. el universo se comprimiría y condensaría. El calificativo de Big Bang (Gran Explosión) fue creación del astrónomo británico ya fallecido Fred Hoyle en los años cincuenta como término descalificativo a este modelo de universo (Fred Hoyle había sido uno de los creadores de un modelo alternativo conocido como Estado Estacionario). y los agujeros de gusano? El Big Bang: Se entiende habitualmente por Big Bang el estado de alta densidad y temperatura que dio origen al universo observable. . cuya expansión se iría frenando poco a poco hasta volver al punto original.000. por lo que su materia acabaría concentrándose en un solo punto previo. Dos partículas que tienen diferente número de electrones (la partícula más pequeña en el átomo de carga negativa) empiezan a reaccionar entre sí. A medida que aumenta la distancia desde la singularidad. la velocidad que se necesita para escapar del agujero negro es igual a la velocidad de la luz. El túnel que los conecta está en el hiperespacio. Ampliar el concepto de partículas cargadas y describa su clasificación de acuerdo con la teoría subyacente de las investigaciones actuales. 10. que depende de la masa de la singularidad. y la otra negativa porque obtuvo un electrón.Lo cierto es que éstas son sólo teorías sin una base del todo sólida. o incluso a un gas que contiene una proporción de partículas cargadas. la gravedad es de una fuerza casi infinita. Dos partículas que tienen diferente número de electrones (la partícula más pequeña en el átomo de carga negativa) empiezan a reaccionar entre sí. Los agujeros de gusano Un agujero de gusano es un túnel que conecta dos puntos del espacio-tiempo. Es una partícula con carga eléctrica. ni siquiera la luz. Puente Einstein-Rosen Hay dos clases de agujeros de gusano: . Permiten unir dos puntos muy distantes y llegar más rápidamente que si se atravesara el Universo a la velocidad de la luz. por lo que aniquila el espacio-tiempo normal. aunque matemáticamente son posibles. 9. ¿Cuáles de ellas son hoy en día las más elementales. La partícula que tiene mayor cantidad de electrones le quita electrones a la otra partícula. Una se convierte positiva porque pierde un electrón.Según la teoría de la relatividad general de Einstein. Los agujeros negros Un agujero negro es un objeto con una gravedad tan fuerte que nada puede escaparse de él. o dos Universos paralelos. La partícula que tiene mayor cantidad de electrones le quita electrones a la otra partícula. Nunca se ha visto uno y no está demostrado que existan. . que es como su superficie. llamado singularidad. A determinada distancia. y gases (el plasma es el estado de la materia más común en el universo). su influencia gravitacional disminuye. Se le denomina plasma al conjunto de partículas cargadas. y la otra negativa porque obtuvo un electrón. los agujeros de gusano pueden existir. que es una dimensión producida por una distorsión del tiempo y la gravedad. Tienen una entrada y una salida en puntos distintos del espacio o del tiempo. o incluso a un gas que contiene una proporción de partículas cargadas. dependiendo de su masa. en vez de recorrerla por fuera. Otras como el Big Freeze o el Big Rip servirían también de alternativas para teorizar acerca del destino final del universo. Se le denomina plasma al conjunto de partículas cargadas. Se les llama así porque se asemejan a un gusano que atraviesa una manzana por dentro para llegar al otro extremo. Einstein y Rosen plantearon esta teoría al estudiar lo que ocurría en el interior de un agujero negro. Puede ser una partícula subatómica o un ion. Una se convierte positiva porque pierde un electrón. Puede ser una partícula subatómica o un ion. los agujeros de gusano son atajos en el tejido del espacio-tiempo. En la propia singularidad. Todo lo que pasa por el horizonte es atrapado dentro del agujero negro. líquidos. y cuál es el papel dentro del átomo? Partícula cargada En física. La masa del agujero negro está concentrada en un punto de densidad casi infinita. una partícula cargada es una partícula con carga eléctrica. el cual es llamado el cuarto estado de la materia porque sus propiedades son muy diferentes de los sólidos. el cual es llamado el cuarto estado de la materia porque sus .Interuniverso o agujeros de Schwarzschild: conectan dos Universos distintos.Intrauniverso: conectan dos puntos alejados del Cosmos. Por eso se llaman también Puente de Einstein-Rosen. Hay distintos tipos de agujeros negros. Esta distancia marca el “horizonte” del agujero negro. ¿Por qué el modelo atómico de Rutherford trajo por tierra al modelo atómico de Thomson? El modelo de Thomson decía q en los átomos se mantenían uniformemente las cargas negativas y positivas ósea una teoría errónea y Rutherford dedujo el sistema planetario q decía q el núcleo era neutro y las cargas positivas y negativas estaban junto con el digamos una órbita la cual fue más aceptada. Así. el átomo de Uranio-235 se convierte en Uranio-236 durante un brevísimo espacio de tiempo. al producirse la fisión. continuándose el proceso. más la de los neutrones desprendidos es menor que la masa del átomo original.836 veces superior a la de un electrón. pues tiene un neutrón más que es el que ha chocado con él. Liberación de energía nuclear: Es una reacción nuclear en la que se provoca la ruptura del núcleo de un átomo mediante el impacto de un neutrón. los protones se repelen entre sí. Investigar sobre el proceso de liberación de energía nuclear. A esto se le denomina reacción en cadena. El protón y el neutrón. La fuerza nuclear es responsable de gran parte de la presión cerca del centro de una estrella de neutrones. con lo que se desprende Energía. ¿Cómo se consigue y cómo se cuantifica? Citar ejemplos. o Xenon y Estroncio). Además de calor se desprenden una serie de radiaciones (partículas subatómicas). PROTON: es una partícula subatómica con una carga eléctrica elemental positiva 1 (1. desprendiendo 2 ó 3 neutrones (los neutrones desprendidos. Cuando un átomo pesado (como por ejemplo el Uranio o el Plutonio) se divide o rompe en dos átomos más ligeros. siendo este último átomo sumamente inestable. Cuando las partículas están a cierta distancia una de otra. la fuerza nuclear es atractiva. dependen de los átomos obtenidos.propiedades son muy diferentes de los sólidos. Uranio. ya que conforman el núcleo de los átomos. con un límite inferior en su vida media de unos 1035 años. se observa el protón como estable. se conocen como nucleones. Los neutrones emitidos en la fisión puede provocar otras fisiones de otros núcleos de uranio. 11. Cómo se consigue y cómo se cuantifica: Es el utilizado actualmente en las centrales nucleares. cuando el átomo es grande (como los átomos de Uranio). que en grandes dosis suelen ser perjudiciales para los seres vivos. en conjunto. No obstante. 12. luego se verifica la fórmula de Albert Einstein E=MC2. La fuerza entre protones y protones. Al tener igual carga. En caso de obtener Bario y . aunque algunas teorías predicen que el protón puede desintegrarse en otras partículas. la suma de las masas de estos últimos átomos obtenidos. se emplea un neutrón (ya que es neutro eléctricamente. que se lanza contra el átomo a romper. la repulsión electromagnética puede desintegrarlo progresivamente. parte de esta energía se libera y se manifiesta en forma de calor. que mantiene unidos los núcleos atómicos. Para romper un átomo. cuando están más próximas se hace repulsiva. torio o plutonio. En un átomo. protones y neutrones. Existen dos fuerzas nucleares. Sin embargo. ¿Cuál es la conjetura más aceptada sobre su evidente existencia? Fuerza Nuclear: Una fuerza nuclear es aquella fuerza que tiene origen exclusivamente en el interior de los núcleos atómicos. líquidos. Este proceso tiene lugar en núcleos atómicos de isótopos inestables de algunos de estos elementos como el uranio 235. Como en todo núcleo existe almacenada una enorme cantidad de energía (que hace que todas las partículas estén ligadas unas a otras). pero puede que solo se desprendan 2. Generalmente los átomos que se suelen fisionar son de uranio. Al chocar el neutrón. El núcleo del isótopo más común del átomo de hidrógeno (también el átomo estable más simple posible) está formado por un único protón. y gases (el plasma es el estado de la materia más común en el universo). por ejemplo. Igual en valor absoluto y de signo contrario a la del electrón.6 × 10-19 C). ELECTRON: es una partícula subatómica con una carga eléctrica elemental negativa. y no es desviado de su trayectoria). Experimentalmente. ¿Qué son fuerzas nucleares?. el número de protones en el núcleo determina las propiedades químicas del átomo y qué elemento químico es. pueden estar agrupados por la acción de la fuerza nuclear fuerte. nosotros tomamos como ejemplo 3 neutrones. dividiéndose en dos átomos diferentes y más ligeros que el Uranio-236 (por ejemplo Kriptón y Bario. y una masa 1. y neutrones y neutrones. que a ciertas distancias es superior a la repulsión de la fuerza electromagnética. la fuerza fuerte que actúa sobre los nucleones y la fuerza débil que actúa en el interior de los mismos. se introducen las barras de tal forma. Cuando un rayo se desplaza en una determinada dirección alrededor de ella habrá una infinidad de planos en los que pueden vibrar las ondas luminosas. que es un 0. donde más energía se libera es al final. El plano determinado por la dirección de vibración y la dirección de propagación se denomina plano de onda o de oscilación. El reactor se refrigera. en cada reacción sucesiva. y esta se convierte en vapor. con lo cual se pararía el reactor. En el proceso. y funda las protecciones. y no se obtendría energía. Los neutrones son controlados para que no explote el reactor mediante unas barras de control (generalmente. al igual que con una dínamo de bicicleta. haciéndolas girar.. generando así electricidad. ya que en ellas. liberando en total 9 neutrones.71% del Uranio que se encuentra en la naturaleza. Estos 3 neutrones. se muestra cómo trabaja una central nuclear. Si se hace pasar el rayo a través de un cristal de calcita (feldespato de Islandia) u otro filtro adecuado. y al romperlo. ya que se rompen gran cantidad de átomos. se rompen 3n-1 átomos. como hemos expuesto anteriormente. Si se colocan dos filtros cuyos planos de polarización son perpendiculares entre sí. solo se liberan 2 neutrones). controlando de esta forma el proceso de fisión. según la relación 3n-1. vuelven a chocar con otros 3 átomos de Uranio-235. el rayo polarizado se anula. por lo tanto. vaporización del agua. generando de esta forma una reacción en cadena. de Carburo de Boro). . para que no se caliente demasiado. y así sucesivamente. ya que la radiación hace que el reactor permanezca caliente. ¿En qué consiste el fenómeno de la polarización y en qué casos se produce? Polarización de la luz Las ondas electromagnéticas que constituyen la luz por ser transversales vibran perpendicularmente a la dirección de propagación. energía y otros dos átomos más ligeros. mientras que el segundo la detiene y.Kriptón. etc. y se disminuye el número de fisiones. se generará más o menos energía. Estas a su vez. donde n es 1º. liberándose gran cantidad de energía. con lo cual. anteojos para sol. Como se puede comprobar. . 2º. Cuando esto ocurre la luz obtenida está polarizada. De esta forma. Si todas las barras de control son introducidas. sólo emergen las ondas luminosas que vibran en uno de los planos. el proceso que se controla es el final. En el siguiente esquema. no habría diferencia de masa. se absorben todos los neutrones. mientras que las demás son absorbidas por el filtro. turmalina. giran un generador eléctrico de una determinada potencia. El fenómeno de polarización de la luz puede ser por reflexión en superficies metálicas o por refracción al atravesar ciertas sustancias como cuarzo. no se aprovecha toda la energía obtenida en la fisión. el primer filtro deja pasar la luz en un determinado plano de oscilación (polariza la luz). absorben neutrones. al ser inestable. se desprende energía en forma de calor. son muy grandes. cosa que con el U-235 sí se obtiene. Ejemplos: En las centrales nucleares. solo que estas turbinas y el generador. (recordamos que el Uranio natural es el U-238. dependiendo de cuántas barras de control se introduzcan. que pasa por unas turbinas. 3º. de ahí que solo un pequeño porcentaje del Uranio se aproveche y se requieran grandes cantidades de este para obtener una cantidad significativa de U-235. se desprenden 3 neutrones. debido a que la mayor parte de la energía se libera al final. el vidrio. y se pierde parte de ella en calor.) se introducen en el reactor. El U-238 no es fisionable. etc. Normalmente. y el que es fisionable es el U-235. Esta propiedad se usa en los vidrios polarizados. incluso cuando este esté parado. y comienza un proceso de fisión. Lógicamente. se genera energía de forma lenta. ya que es un átomo estable. calienta unas tuberías de agua. mientras que si se obtiene Xenon y estroncio. resistencia de los conductores. según lo explicado anteriormente: 13. que solo se produzca un neutrón por reacción de fisión. reacción. y liberando energía. que al introducirse. pues de lo contrario el reactor se convertiría en una bomba atómica. Este calor. 4º. El proceso básico es el siguiente: Las barras de Uranio enriquecido al 4% con Uranio-235. etc. convirtiéndose en una bomba atómica. por consiguiente. Durante las tormentas eléctricas se llevan a cabo procesos de carga por inducción. Para explicarlo mejor podemos poner como ejemplo dos esferas metálicas aisladas A y B. por reflexión en diversas superficies (como el agua. lo que se conoce como carga por fricción. Cuando permitimos que las cargas salgan de un conductor por contacto. Descubierta por Willoughby Smith en el selenio hacia la mitad del siglo XIX. La parte inferior de las nubes. describa brevemente cada proceso? Carga por inducción: Si acercamos un objeto con carga a una superficie conductora. conserva su carga inicial. algunos ejemplos se presentan cuando acariciamos un gato. Franklin descubrió también que la carga fluye con facilidad hacia o desde objetos puntiagudos y así se construyó el primer pararrayos. en cada uno de estos trenes de ondas el campo eléctrico oscila en un plano determinado pero. por ejemplo). 14. Este método de carga se conoce simplemente como carga por contacto. Cuando ponemos una barra cargada en contacto con un objeto neutro se transfiere una parte de la carga a éste. La carga en ambas esferas ha sido redistribuida por lo que se dice que ha sido inducida en ellas. La barra repele los electrones del metal y el exceso de carga negativa se desplaza a la esfera contigua.1 A veces se incluyen en el término otros tipos de interacción entre la luz y la materia: Fotoconductividad: es el aumento de la conductividad eléctrica de la materia o en diodos provocada por la luz. decimos que lo estamos poniendo a tierra.La parte de la luz solar está polarizada horizontalmente. Si se demuestra que un haz luminoso puede ser polarizado. en general. Si el objeto es buen conductor la carga se distribuye en toda su superficie porque las cargas iguales se repelen entre sí. ya que implica una asimetría respecto del eje en la dirección de propagación. de modo que forman en efecto un solo conductor sin carga. Dado el enorme número de moléculas y átomos de un manantial luminoso. por efecto fotoeléctrico y por emisión termoiónica. es detenida por los vidrios polarizados ya que estos la transmiten en dirección vertical. induce una carga positiva en la superficie terrestre. cuando nos deslizamos sobre la cubierta de plástico del asiento de un automóvil estacionado. . Carga por contacto: La fricción tiene ciertos efectos eléctricos los cuales ya conocemos. que le permitió comprobar que los rayos son un efecto eléctrico. en general). Carga por efecto fotoeléctrico: El efecto fotoeléctrico consiste en la emisión de electrones por un material cuando se hace incidir sobre él una radiación electromagnética (luz visible o ultravioleta. se comprende el gran número de trenes de ondas que constituye un haz de luz y. con lo cual la primera esfera queda con exceso de carga positiva. La luz emitida por un manantial está constituida por una serie de trenes de ondas procedentes de átomos distintos. la existencia en éste de ondas polarizadas en todas las direcciones transversales posibles. Benjamín Franklin fue el primero en demostrar este hecho a través de su famoso experimento de la cometa. las cuales no tienen carga y se encuentran en contacto. Como la barra con carga no toca las esferas. cuando nos peinamos (si lo hiciéramos a oscuras podríamos ver y oír las chispas eléctricas). su orientación es distinta de unos a otros. Posteriormente se acerca una barra con carga negativa a la esfera A. ¿En qué consiste el proceso de carga por inducción. La inducción es un proceso de carga de un objeto sin contacto directo. En estos casos y muchos otros que no mencionamos se transfieren electrones por fricción cuando un material roza con otro. de carga negativa. etc. aún sin contacto físico los electrones se mueven en la superficie conductora. llegaremos a la conclusión de que las ondas luminosas son transversales. por contacto. pero no con longitudinales. Si se trata de un mal conductor puede ser necesario tocar con la barra varias partes del objeto para obtener una distribución de carga más o menos uniforme. En qué casos se produce Este fenómeno de polarización solo se da con ondas transversales. Se puede transferir electrones de un material a otro por simple contacto. . Emisión de metales al vacío tiende a ser significativa sólo para temperaturas superiores a 1000 K.. un filamento metálico revestido..... finalmente.. también conocida como función de trabajo del metal..Efecto fotovoltaico: transformación parcial de la energía luminosa en energía eléctrica.. y en la literatura médica se refiere a veces como "thermions"..-------------. Hallar: a) ¿Cuántos átomos hay en la moneda de un sol? b) ¿Cuál es la magnitud de carga neta positiva en la moneda de 1 sol? c) ¿Cuál es la magnitud de carga neta negativa en la moneda de un sol? d) ¿Cuál es la magnitud de carga neta total en la moneda de un sol? 16.............. de ahí la incógnita "X") son la transformación en un fotón de toda o parte de la energía cinética de un electrón en movimiento.... por ser eléctricamente neutro... Estaba formada por selenio recubierto de una fina capa de oro. Los portadores de carga pueden ser electrones o iones.. en un vacío (también conocido como el efecto Edison) en un tubo de vacío.... una acusación que inicialmente se quedará atrás en la región emisora que es igual en magnitud y de signo opuesto a la carga total emitida. Esto ocurre porque la energía térmica al transportista supera el potencial de unión..-------------------... como los portadores de carga emitidos alejarse del emisor y.. 1. 15. el emisor será en el mismo estado que estaba antes emisión.... Después de la emisión.. esta carga que queda detrás será neutralizada por la carga suministrada por la batería.. pero este nombre parece estar cayendo gradualmente en desuso....6 x 10*-19 C ....... amarre electrodinámico) o enfriamiento. 20 g. a) ¿Cuál es la masa de un grupo de electrones que tienen una carga total de 1 coulomb? b) ¿Cuál es la masa de un grupo de protones tienen una carga total de 1 coulomb? c) ¿Cuál es la carga total de 1 kg de electrones? d) ¿Cuál es la caiga total de 1 kg de protones? ------------..964 x 10*8 C ...------.... Esto se descubrió casualmente antes de que se dieran a conocer los trabajos de Planck y Einstein (aunque no se comprendió entonces)... Este proceso es de crucial importancia en la operación de una variedad de dispositivos electrónicos y puede ser utilizado para la generación de electricidad (por ejemplo......66 x 10*-27 x = 0.6 x 10*-19 x = -----------------.. ha sido la ciencia que estudia el fenómeno conocido como thermionics...----------------.66 x 10*-27 kg.... La emisión termoiónica de electrones es también conocida como la emisión de electrones térmico.------------------.---------------........ Se podría decir que el efecto fotoeléctrico es lo opuesto a los rayos X. 1......... El ejemplo clásico de la emisión termoiónica es la emisión de electrones desde un cátodo caliente.-----------------.....----------------------...---------------... ... convertidor termoiónico......... Una moneda de un sol contiene predominantemente cobre y tiene una masa de 3. o una estructura separada de metal o carburos o boruros de metales de transición.. incluso cuando la carga es emitida desde un estado sólido región a otra. 1 kg......... La primera célula solar fue fabricada por Charles Fritts en 1884. Masa. + 1. El término "emisión termoiónica" ahora también se utiliza para referirse a cualquier proceso de carga emisión térmicamente excitado. La magnitud de la corriente de carga aumenta drásticamente al aumentar la temperatura...... contiene la misma cantidad de carga positiva y negativa...... ya que el efecto fotoeléctrico indica que los fotones luminosos pueden transferir energía a los electrones. Pero si el emisor está conectado a una batería.. Carga por emisión termoiónica: Emisión termoiónica es el flujo inducido por el calor de los portadores de carga desde una superficie o sobre una barrera de energía potencial.. Los rayos X (no se sabía la naturaleza de su radiación... ....... El cátodo caliente puede ser un filamento de metal..------------------..---------------------------....... 1. X --------------.. Protón. Carga --------------. .. .La descomposición que se produce es la siguiente: Energía eléctrica +2H 2 O ---------------------. el de aluminio lo unimos con el polo positivo de la pila. goma etc.. Los metales por ejemplo son los conductores por excelencia.. también hay otro tipo de conductor que se llama semiconductor que... hay una especie como de vapor. Dos átomos de hidrógeno y un átomo de oxígeno son eléctricamente atraídos en una molécula de agua. Electrólisis electro = electricidad (lisis = aflojar) aflojar con electricidad hay 2 polos uno negativo y el otro positivo. Un aislante o aislador por el contrario tiene pocos electrones libres. sus átomos no ceden ni reciben electrones por lo que oponen resistencia al paso de la corriente.. pero por su costo solo se usa para ciertos conectores o placas conductoras El mercurio es el metal con mayor resistencia eléctrica: Hg (0. esto quiere decir que el aluminio que está unido al polo positivo es el que libera oxígeno. y el cobre el cual esta con el polo negativo libera hidrógeno....2H 2 + O 2 La resistencia del agua pura es de 100 ohms / cm. Al introducir los tornillos al recipiente de vidrio.. Hállese la carga "q" conociéndose que las esferitas están separadas en 10 cm.. luego las burbujas fueron .. Explique las reacciones químicas que ocurren durante la electrólisis. nos colocamos la bata y luego escuchamos lo que debíamos hacer durante el laboratorio. aunque permite el paso de la corriente eléctrica en un sentido impide el paso en el sentido contrario.54 N y están suspendidas mediante hilos de seda de 13 cm de longitud... Establezca las principales diferencias entre conductores y aisladores. En nuestro caso trabajamos con ácido sulfúrico veamos: Antes de todo. RESPUESTA 17. programamos el cronometro y empezamos a anotar todo lo que sucedía: 'Electrolisis del agua' Casi de inmediato (tal vez 10 segundos después o menos) observamos que del tornillo de cobre levemente salían pequeñas burbujas. La electrólisis es un proceso para generar hidrógeno y oxígeno por medio de electricidad y agua.. Al ver en nuestro cronometro hasta los 5 minutos aproximadamente la producción de burbujas fue continua aunque siempre con menos proporción en el de cobre. permiten que los atraviese el flujo de la corriente o bueno. Nosotros trabajamos con 400ml de agua y 7ml de ácido sulfúrico. Haga un cuadro anotando la conductividad y la resistividad de los materiales más comunes. Las cargas negativas o iones de oxígeno emigran al electrodo positivo (ánodo) Los iones de hidrógeno cargados positivamente son atraídos por el electrodo negativo (cátodo)..00104) 3. Cuando la corriente eléctrica pasa a través del agua se rompe el enlace químico con dos cargas positivas (iones positivos) y una carga negativa (ion negativo).... como tienen un montón de electrones libres. Cuestionarios practica N 02 1. vidrio...x = 9.. ambas pesan 0. Si te sirve. hay temperaturas un poco altas sobre el recipiente. 2... mientras que del de aluminio salían más que el de cobre. también de cargas eléctricas en movimiento..... Ejemplos de aislantes son el plástico. con las sustancias utilizadas: sal y agua. el de cobre con el negativo (la pila la enrolamos con cinta para evitar que los cables se desprendieran). En lo que al olor se refiere. Oro: el mejor conductor eléctrico en estado natural.64 x 10*7 C. este es algo fuerte. Y puede ser reducida drásticamente en una de las siguientes formas: Calentando de 700 a 1000 ºC Diluyendo cloruro sódico Con un ácido como el ácido sulfúrico o con una base como el hidróxido potásico o hidróxido sódico. VI. primero recopilamos los materiales.. De acuerdo a esta tabla ¿Qué metal tiene mayor conductividad?¿Cuál mayor resistividad?. altamente resistente a la oxidación. continuamos a realizar la unión tornillo alambre y pila (cada tornillo con su correspondiente alambre).. Los conductores son materiales que. luego de llenar el recipiente de vidrio con esto dos elementos. son típicamente buenos conductores del calor. 11. Tras el paso del tiempo cerca de los 8 a 9 minutos la producción de burbujas había mermado demasiado en ambos tornillos en el de aluminio salían muy pocas burbujas y en el de cobre las burbujas eran casi nulas. los aisladores eléctricos. g. por lo que ambas son inversamente proporcionales. A mayor conductancia la resistencia disminuye y viceversa. como el cobre. Concuerdan las líneas equipotenciales que encontraste en la práctica con los predichos teóricamente para la mismas distribuciones de carga explique. Los buenos conductores eléctricos. El tornillo de cobre fue perdiendo su color y cada vez se tornaba más oscuro. Luego se le agregó 5 gr de sal NaCl al agua destilada que sucede con los átomos del ClyelNa. 8. 4. Explique porqué tendría que haber una relación entre la conducción eléctrica y la conducción térmica en estos materiales. y mientras más calor se transmite mayor es la conductividad de térmica de este material como el hierro. Que sucede cuando dos electrodos positivo y negativo separados por una distancia de 10 cm se sumerge en la solución salina f. En el experimento se utilizó 500cc de agua destilada calcule. Claro ya que en la parte teórica logramos señalar por puntos pero a la hora de la práctica se pudo observar midiendo con el voltímetro. Conductividad eléctrica: es la capacidad de un material denominado conductor de transmitir la energía eléctrica a través de él.mermando gradualmente con el tiempo. son típicamente malos conductores del calor. Que cantidad de iones cloro negativos se han producido al diluirse la sal en el agua d. Que cantidad de átomos se han agregado al agua destilada c. Si la intensidad de corriente es de 1 ma en que tiempo los electrodos recogerán toda la sal diluida. a mayor resistencia. El número de columbios de carga positiva. La conductancia es lo opuesto a la resistencia. como la madera. a. 6. 9. El vegetal en sí no tiene una electricidad significativa en él.6. dos metales con diferentes cargas de electrones (regularmente cobre y cinc) se insertan en cada extremo del vegetal. uno de los cuerpos es mucho más grande que el otro. Imagine que hay dos cuerpos de un mismo material buen conductor. Cuestionario practica 03 1. Por qué se produce la conductividad eléctrica en los vegetales. 5. b. Si se agrega a cada uno de los cuerpos la misma cantidad de carga ¿En cuál de los cuerpos la carga agregada quedará más concentrada? 10. b. Carga negativa en un litro de agua destilada. 7. En lugar de eso. Este es el mismo principio sobre cómo funcionan las baterías. Los electrones de los dos metales se empujan entre ellos a través de la masa del vegetal y este movimiento es corriente eléctrica. Que cantidad de iones sodio positivos se han producido al diluirse la sal en el agua e. ¿Qué termino representa lo opuesto a la conductancia? Justifique su respuesta. Describa el modelo con una gráfica. aunque ellas utilizan una masa de ácido que sirve como un conductor más eficiente que el interior de un vegetal. . a. Que cantidad de corriente es producido por el movimiento del sodio. son los metales. Conductividad térmica: es la capacidad de un material denominado conductor de transmitir el calor. H Que cantidad de corriente es producido por el movimiento del cloro. Nuestro experimento se cerró cerca de los 10 minutos cuando las burbujas ya eran pocas y veíamos como el tornillo de cobre había perdido su color. menos conductancia. Cuál de estos materiales utilizados en la práctica podrían funcionar como interruptores. ya su producción era lenta y salían con vario segundos de diferencia. Justifique el fenómeno observado en el paso 4. Es similar a la fórmula de la ley de gravitación universal F = K (Q1 * Q2) / r^2 Donde F es la fuerza K= Es una constante dada. en cambio. por lo cual en la trayectoria cuando se dirigen de positivo a negativo ocurre una curvatura en las líneas de campo. cada uno alrededor del aro. así la distancia efectiva a la carga medida por el observador en movimiento respecto a la carga cumplirá que: Y por tanto el campo eléctrico medido por un observador en movimiento respecto a la carga será: Donde es el ángulo formado por el vector de posición del punto donde se mide el campo (respecto a la carga) y la velocidad del movimiento. Las líneas de fuerzan se atraen ya que los polos opuestos a ellas tratan de hacer contacto 6. llevando a una mayor capacitancia del mismo. La permitividad (o impropiamente constante dieléctrica) es una constante física que describe cómo un campo eléctrico afecta y es afectado por un medio. en un condensador una alta permitividad hace que la misma cantidad de carga eléctrica se almacene con un campo eléctrico menor y. No porque cada medida es distinta y la intensidad del campo es diferente uno con otros. . trazando líneas ortogonales a estas se consiguió graficar las líneas de campo. Por ejemplo. Cuando las líneas de campo parten del cátodo. tomando como polos norte y sur la intersección de la esfera con la trayectoria de la partícula. teóricos para las mimas distribuciones de carga. no se observa el circulo completo ya que las medidas se tomaron a un solo lado del aro pero se deduce que si se hubiesen tomado las medidas en todo el contorno del electrodo se hubiese presentado una forma de circulo equipotencial. 3. Cuál es la permitividad eléctrica del medio utilizado en la práctica. Según la teoría las líneas equipotenciales correspondientes al sistema aro-aro se representan por círculos concéntricos. encuentre la ecuación de sus líneas de fuerza. con los campos eléctricos. Demuestre la ortogonalidad entre las líneas equipotenciales y las líneas de fuerza. Está directamente relacionada con la susceptibilidad eléctrica. justifique los resultados. 1 se observa que un conjunto de puntos equipotenciales forman una curva parecida a un semicírculo alrededor del electrodo en forma de aro. Por lo general 9x10^9 Q1 y Q2= Los valores de las cargas en Coulombs R = La distancia entre las cargas al cuadrado 5. Describa y defina un campo eléctrico uniforme. a un potencial menor. El campo eléctrico creado por una carga puntual presenta isotropía espacial. Para el sistema electrostático simulado en el experimento. el campo creado por una carga en movimiento tiene un campo más intenso en el plano perpendicular a la velocidad de acuerdo a las predicciones de la teoría de la relatividad. 7. por efecto de la contracción de Lorentz. por ende. Cuál es el medio en que se propagan las líneas de fuerza. Concuerdan los gráficos del campo eléctrico. De esta última expresión se observa que si se considera una esfera de radio r alrededor de la carga el campo es más intenso en el "ecuador". puede verse que el campo sobre la esfera varía entre un máximo y un mínimo dados por: Esta pérdida de simetría esférica es poco notoria para velocidades pequeñas comparadas con la velocidad de la luz y se hace muy marcada a velocidades cercanas a la luz. que no se tocan entre sí. 4.. La permitividad del vacío es 8. Esto sucede porque para un observador en reposo respecto a una carga que se mueve con velocidad uniforme la distancia en la dirección del movimiento de la carga serán menores que las medidas por un observador en reposo respecto a la carga.La permitividad está determinada por la tendencia de un material a polarizarse ante la aplicación de un campo eléctrico y de esa forma anular parcialmente el campo interno del material.8541878176x10-12 F/m. para cada caso. Fue necesario unir los puntos equipotenciales para observar las líneas equipotenciales. lo hacen perpendicularmente a la superficie del mismo y se dirigen hacia el ánodo llegando también perpendiculares a este. donde se observó que el campo es perpendicular a la superficie del electrodo y por tanto depende de la forma del mismo.2. En la gráfica No. suponiendo que la carga se mueve a lo largo del eje X de observador tendríamos la siguiente relación de coordenadas entre lo medido por el observador en movimiento respecto a la carga y el observador en reposo respecto a la carga : Siendo V la velocidad de la carga respecto al observador.. se les proporciona cargas de igual magnitud y signo opuesto. Este efecto se emplea en el dispositivo denominado jaula de Faraday. Qué relación encuentra entre el campo eléctrico y el voltaje marcado por el voltímetro. Cuál cree Ud. Se usa un voltímetro aumentado a 20 V para que resista la calidad de la potencia eléctrica. demostró que la carga eléctrica se acumula en la superficie exterior del conductor eléctrico cargado. f) Calcule la intensidad de campo de campo eléctrico en la región entre las placas. Solo superficies planas para que llegue directamente la intensidad de corriente. 3. a) Calcule el área de las placas.10. 2. Explique para r<a y r>a. 7.1 (m). Cuestionario practica 04 1.La fuente proporciono tanto al anodo como al catodo carga de igual en magnitud. b) Calcule la carga eléctrica de la placa positiva. respecto a la normal a la placa positiva. por ello todas las líneas de fuerza que parten del (+) llegan al (-). Explique. Se observa que los resultados experimentales corresponden a los teóricos. Calcule la aceleración que experimenta. 6. Cuál es la forma que deben tener las superficies hipotéticas. h) Si el electrón parte del reposo. Que se reduce por microsegundos pero si se logra medir. A dos grandes placas planas circulares conductoras y paralelas de radio R = 0. ¿Cuánto tiempo en alcanzar la placa positiva? .1 (m). 8. Tendríamos el mismo efecto. Se recomienda para prácticas posteriores tomar más datos donde se rodee totalmente el electrodo patrón. 4. Los resultados saldrían en negativo. separadas una distancia d = 0. e) Calcule la densidad superficial de carga de la placa negativa. 5. para demostrar que la carga excedente reside en la superficie exterior de un conductor. g) Un electrón ubicado cerca de la placa negativa se deja en libertad. Cuál es el problema fundamental de la electrostática. c) Calcule la carga eléctrica de la placa negativa. Como sería el comportamiento del campo eléctrico si en lugar de una placa metálica circular. 9. Como explica la lectura del voltímetro en el paso 4. Trabajando con la electricidad estática. Que siempre varía la corriente eléctrica dando diferentes tipos de voltajes medidos. Explique lo que hizo Michael Faraday. con independencia de lo que pudiera haber en su interior. la carga + Q perdió 1 x 105 electrones y en la otra carga –Q gano 1x105 electrones. tuviéramos un cascaron esférico. d) Calcule la densidad superficial de carga de la placa positiva. Logran conectarse entre los polos opuestos que e jeneran con el paso de la corriente. Que sería el resultado si el radio de la placa circular fuere r<a. Cuál es el sentido que toman las líneas de fuerza en un campo eléctrico.