TEMA 1: Explicación de los fenómenos eléctricos: el modelo atómico.

BLOQUE V: MANIFESTACIONES DE LA ESTRUCTURA DE LA MATERIA.

TEMA 1: Explicación de los fenómenos eléctricos: el modelo atómico.

Thomson; creía que el electrón era el componente universal de la materia y fue el primero en sugerir una teoría sobre la estructura interna del átomo. 
Rutherford; después del descubrimiento de que el átomo estaba formado por partículas positivas y negativas, la siguiente cuestión a resolver fue ¿cómo están organizadas estas partículas? Él creó el primer modelo precursor de la concepción actual.
Bohr: Postuló que los electrones que circulan en los átomos obedecen a las leyes de la mecánica cuántica.
Los electrones tienes órbitas dinámicas elipsoides y no necesariamente alrededor del núcleo. Los electrones se mueven sobre un eje de simetría que puede ser móvil en funcion de los juegos de fuerzas elásticas existentes. Los electrones saltan entre órbitas de la  estructura del átomo y de movimiento de nubes en electrones. Los electrones pueden formar enlaces convalecentes, iónicos o metálicos
PROTON: es una partícula subatómica con una carga eléctrica de una unidad fundamental positiva.
NEUTRON:  Partícula subátomica que tiene una carga eléctrica elemental negativa  Forma, junto con los protones, los núcleos atómicos. Fuera del núcleo atómico es inestable y tiene una vida media de unos 15 minutos emitiendo un electrón y un antineutrino para convertirse en un protón. Su masa es muy similar a la del protón.
ELECTRON:  Forma, junto con los protones, los núcleos atómicos. Fuera del núcleo atómico es inestable y tiene una vida media de unos 15 minutos emitiendo un electrón y un antineutrino para convertirse en un protón. Su masa es muy similar a la del protón. 
La materia contiene dos tipos de carga eléctrica, positiva y negativa, si frotas dos objetos, uno adquiere un exceso de carga negativa  y el otro adquiere un exceso de carga positiva, dos objetos con carga negativa se repelen en cambio un objeto con carga positiva también se repelen pero un éste atraerá un objeto con carga.
Materiales aislantes son los que no conducen la electricidad en cambio, los materiales conductores permiten el paso de la electricidad a través de ellos.

Los fenomenos electromagneticos y su importancia.

-DESCUBRIMIENTO DE LA INDUCCION ELECTROMAGNETICA: EXPERIMENTOS DE OERSTED Y FARADAY:
En 1820 Hans Oersted movió una brújula cerca de un cable que conducía corriente eléctrica y notó que la aguja se movía hasta quedar en una posición perpendicular a la dirección del cable. Esto fue el nacimiento del electromagnetismo.
En ese ambiente científico pronto surgiría la idea inversa de producir corrientes eléctricas mediante campos magnéticos. Algunos físicos famosos y otros menos conocidos estuvieron cerca de demostrar experimentalmente que también la naturaleza apostaba por tan atractiva idea. Pero fue Faraday el primero en precisar en qué condiciones podía ser observado semejante fenómeno.
-La inducción electromagnética es la producción de corrientes eléctricas por campos magnéticos variables con el tiempo. Faraday descubrió que la inducción electromagnética  puede ser agrupada en dos categorías: experiencias con corrientes y experiencias con imanes. 
La representación del campo magnético en forma de líneas de fuerza permitió a Faraday encontrar una explicación intuitiva para este tipo de fenómenos.
-El electroiman y aplicaciones del electromagnetismo:
el electroiman es un tipo particular de imán en el que el campo magnético se produce mediante el flujo de una corriente eléctrica, desapareciendo en cuanto cesa dicha corriente.
su efecto se consigue mediante el contacto de dos metales; uno en estado neutro y otro formado por un cable enrollado sobre el primero y atravesado por dicha corriente.
El tipo más simple de electroimán es un simple trozo de alambre enrollado formando una bobina. Una bobina con forma de tubo recto de dos formas (parecido a un tornillo) se llama solenoide, y cuando además se curva de forma que los extremos coincidan se denomina toroide. Pueden producirse campos magnéticos mucho más fuertes si se sitúa un «núcleo» de material paramagnético o ferromagnético (normalmente hierro dulce) dentro de la bobina.
-Las aplicaciones del electromagnetismo:

Electroimán se utiliza en los timbres, para separar latas y clavos en vertederos y en manipulación de

planchas metálicas.

Relé se utiliza en interruptores y conmutadores.

Alternador máquina que sirve para generar corriente

Dínamo se utilizan para obtener corriente continua en los carros.

Transformador, sirve para transportar la energía

Aparatos de medida para magnitudes eléctricas.

-Composicion y descomposicion de la luz blanca:
La luz blanca es la suma de las vibraciones electromagnéticas con longitudes de onda de 350 a 750 nanómetros, se forma por saltos de los electrones en los orbitales de los átomos. La luz es partícula y onda, Newton logró descomponerla en sus colores espectrales por medio de un prisma. 

En el arcoiris se descompone la luz blanca en sus distintos colores. 

La luz se refleja y por eso podemos ver incluso a los objetos que no emiten luz propia.

La luz se comporta como materia y como onda. La energía del Sol llega a la Tierra en forma de ondas. La óptica estudia el comportamiento de la luz. La luz viaja en línea recta por eso nuestros ojos perciben las imágenes de forma invertida.

 

-CARACTERISTICAS DE ESPECTRO ELECTROMAGNETICO Y ESPECTRO VISIBLE: VELOCIDAD, FRECUENCIA, LONGITUD DE ONDA Y SU RELACION CON LA ENERGIA.

-El espectro electromagnético (o simplemente espectro):

es el rango de todas las radiaciones electromagnéricas posibles. El espectro de un objeto es la distribución característica de la radiación electromagnética de ese objeto.

se extiende desde las bajas frecuencias usadas para la radio moderna (extremo de la onda larga) hasta los rayos gamma (extremo de la onda corta), que cubren longitudes de onda de entre miles de kilómetros y la fracción del tamaño de un átomo.

-El espectro visible:

se le llama asi al conjunto de colores que van superpuestos que van desde el violeta hasta el rojo, y esta gama de colores del arco iris recibe el nombre de espectro visible.

Se denomina espectro visible a la región del espectro electromagnético que el ojo humano es capaz de percibir.

-Velocidad:

La velocidad en la teoría del entrenamiento define la capacidad de movimiento de una extremidad o de parte del sistema de palancas del cuerpo, o de todo el cuerpo con la mayor velocidad posible.
La velocidad se mide en metros por segundo.

-Frecuencia:

es una magnitud que mide el número de repeticiones por unidad de tiempo de cualquier fenómeno o suceso periódico.

-La longitud de una onda:

 es el período espacial o la distancia que hay de pulso a pulso. Normalmente se consideran 2 puntos consecutivos que poseen la misma fase: 2 máximos, 2 mínimos, 2 cruces por cero. Por ejemplo, la distancia recorrida por la luz azul (que viaja a 299.792.458 m/s) durante el tiempo transcurrido entre 2 máximos consecutivos de su campo eléctrico o magnético, es la longitud de onda de esa luz azul.

LA LUZ COMO ONDA Y PARTICULA:

Cuando se intenta medir el campo electromagnético (el aspecto de onda de la luz) de un fotón, que es la partícula de la luz, se plantea una gran dificultad, puesto que el fotón es un cuanto (un paquete) de energía electromagnética, explican los investigadores de la Universidad de Nueva York en Stony Brook y de la Universidad de Oregón.

TEMA 3: LA ENERGÍA Y SU APROVECHAMIENTO.

TEMA 3: LA ENERGÍA Y SU APROVECHAMIENTO.

La energía es una propiedad que le permite a cualquier objeto físico realizar algún trabajo.
La energía se manifiesta en electricidad y radiaciones electromagneticas:

• Carga eléctrica: una propiedad de algunas partículas subatómicas, que determina su interacción electromagnética. La materia eléctricamente cargada produce y es influenciada por los campos electromagnéticos.

• Corriente eléctrica: un flujo o desplazamiento de partículas cargadas eléctricamente; se mide en amperios.

• Campo eléctrico: un tipo de campo electromagnético producido por una carga eléctrica incluso cuando no se esta moviendo. El campo eléctrico produce una fuerza en toda otra carga, menor cuanto mayor sea la distancia que separa las dos cargas. Además las cargas en movimiento producen campos magnéticos.

• Potencial eléctrico: es la capacidad que tiene un campo eléctrico de realizar trabajo; se mide en voltios.

• Magnetismo: La corriente eléctrica produce campos magnéticos, y los campos magnéticos variables en el tiempo generan corriente eléctrica.

• luz mediante lámparas

• calor, aprovechando el efecto Joule

• movimiento, mediante motores que transforman la energía eléctrica en energía mecánica

• señales mediante sistemas electrónicos, compuestos de circuitos eléctricos que incluyen componentes activos (tubos de vacío, transistores, diodos y circuitos integrados) y componentes pasivos como resistores, inductores y condensadores. 

La radiación electromagnética es una combinación de campos eléctricos y magnéticos oscilantes, que se propagan a través del espacio transportando energía de un lugar a otro.¹

La radiación electromagnética puede manifestarse de diversas maneras como calor radiado, luz visible, rayos X o rayos gamma. A diferencia de otros tipos de onda, como el sonido, que necesitan un medio material para propagarse, la radiación electromagnética se puede propagar en el vacío. En el siglo XIX se pensaba que existía una sustancia indetectable, llamada éter, que ocupaba el vacío y servía de medio de propagación de las ondas electromagnéticas. El estudio teórico de la radiación electromagnética se denomina electrodinámica y es un subcampo del electromagnetismo. La energía se obtiene por diversos métodos, dependiendo de los recursos naturales de cada zona del planeta.. La más empleada es la hidroelectrica, que consiste en acumular agua en grandes represas y luego se libera a través de unos inyectores, el agua acumulada ejerce una gran presión, debido a que es liberada por la parte baja de la represa. Luego esta energía se lleva a unos transformadores de distribución, los cuales elevan el nivel de voltaje a unos 10 000 voltios o más, dependiendo del requerimiento, estos se transmiten por cables a través de postes de gran tamaño. Las centrales de generacion se encuentran en lugares uy alejados, por eso no se necesita de muchos cables y un gran voltaje para reducir el diametro del cable, mientras mas voltaje, menor corriente. Luego cuando los postes ya llegan a zonas habitadas,entran a transformadores que disminuyen el voltaje a 440, 380, 110 V para que puedan ser empleados por las viviendas. En toda actividad o instalación industrial existe la posibilidad de que se produzcan diversos tipos de fallos o de funcionamiento defectuoso, asimismo si este fallo se produce dará lugar a daños a la sociedad. El aprovechamiento sustentable de la energía tiene como objeto hacer un uso óptimo en todos los procesos y actividades para su explotación, producción transformación, distribución y consumo.

El Universo.

CARACTERISTICAS DE LOS CUERPOS COSMICOS: DIMENSIONES, TIPOS, RADIACION ELECTROMAGNETICA, EVOLUCION DE LAS ESTRELLASM COMPONENTES DE LAS GALAXIAS. LA VIA LACTEA Y EL SOL.

Dimensiones:

En el espacio exterior hay objetos del tamaño de un grano de arena, que si chocan con otro objeto o astronauta son llamados micrometeoritos, miles de asteroides y cometas, que van desde tamaños de pocos metros a mas de 100 km. Considerando los objetos de tamaño cercano al de la Tierra.

.-Tipos de cuerpos celestes o cosmicos:

Estrellas.

Planetas 

Asteroides

Satélites

Cometas

Nebulosas planetarias

Hoyos negros.

.-Radiacion electromagnetica:

Todo cuerpo en el universo emite radiaciones infrarrojas, la emisión electromagnética de los cuerpos celestes es muy variada. Algunos cuerpos, como las estrellas, generan su propia emisión, otros emiten la luz que reflejan, pero todos se encuentran por encima del cero absoluto.

La radiación electromagnética se puede ordenar en un espectro que se extiende desde ondas de frecuencias muy elevadas. La luz visible es sólo una pequeña parte del espectro electromagnético. El espectro electromagnético está compuesto por rayos gamma, rayos X duros y blandos, radiación ultravioleta, luz visible, rayos infrarrojos, microondas y ondas de radio.

.-Evolucion de las estrellas:

Las estrellas evolucionan durante millones de años. Nacen cuando se acumula una gran cantidad de materia en un lugar del espacio. Se comprime y se calienta hasta que empieza una reacción nuclear, que consume la materia, convirtiéndola en energía.

Las observaciones demuestran que muchas estrellas se pueden clasificar en una secuencia regular en la que las más brillantes son las más calientes y las más pequeñas, las más frías.

.-Componentes de las galaxias:
El Universo, aun a pesar de parecer prácticamente vacío, está compuesto por multitud de sistemas, conjuntos, etc.
 Los astros forman las constelaciones. Los astros y las nebulosas pertenecen a las galaxias. Existen muchos millones de sistemas estelares, que reciben el nombre de universos islas o espirales. Las galaxias se unen en hipergalaxias. Y existe la radiación cósmica, de naturaleza aún incierta, pero que se sabe que no tiene su origen ni en el Sol ni en las estrellas y que parece venir de todas las regiones del espacio.

.-La Via Lactea:
es un agrupamiento de estrellas con forma de disco, que incluye al Sol y a su sistema solar.
que atraviesa el cielo nocturno, alcanzando su máximo esplendor durante el invierno del hemisferio sur; su nombre es de carácter mitológico y proviene del aspecto lechoso que presenta.
Los objetos celestes más brillantes, como las estrellas más luminosas, las nebulosas brillantes, las nebulosas oscuras y los cúmulos abiertos, también se ubican en los brazos espirales de la Vía Láctea.
la Vía Láctea sugirieron que podía tratarse de un disco muy achatado con el Sol ubicado en su centro; observando hacia el plano de ese disco, el número de objetos es mayor que una observación en el sentido perpendicular.

.-El Sol:
es la estrella más cercana a la Tierra y el mayor elemento del Sistema Solar. Las estrellas son los únicos cuerpos del Universo que emiten luz. El Sol es también nuestra principal fuente de energía, que se manifesta, sobre todo, en forma de luz y calor.
se formó hace 4.650 millones de años y tiene combustible para 5.000 millones más.
contiene más del 99% de toda la materia del Sistema Solar.
Mediante la radiación de su energía electromagnética, aporta directa o indirectamente toda la energía que mantiene la vida en la Tierra, porque todo el alimento y el combustible procede en última instancia de las plantas que utilizan la energía de la luz del Sol.

Bloque V. Tema 1.- El universo.

ASTRONOMÍA Y SUS PROCEDIMIENTOS DE INVESTIGACIÓN: OBSERVACIÓN, SISTEMATIZACIÓN DE DATOS, USO DE EVIDENCIA.

La astronomía es la ciencia que se compone del estudio de los cuerpos celestes del universo, incluidos los planetas y sus satélites, loscometas y meteoroides, las estrellas y la materia interestelar, los sistemas de estrellas, gas y polvo llamados galaxias y los cúmulos de galaxias; por lo que estudia sus movimientos y los fenómenos ligados a ellos. Su registro y la investigación de su origen viene a partir de la información que llega de ellos a través de la radiación electromagnética o de cualquier otro medio.

El procedimiento es el análisis de la información que nos llega a través de los fotones, que son nuestra única información.Esto se hace en forma directa o indirecta, directa, es la observación de los fotones en forma organizada (telescopios de diferente frecuencia). Indirecta, es el análisis espectroscópico, así como el comportamiento de los fotones, cotejando con experimentos que podemos hacer en un laboratorio.
La astronomía se ha empeñado en elaborar instrumentos específicos a lo largo del tiempo. En primer lugar, el planisferio celeste, se elabora con plástico y cartón, y contiene un mapa del cielo con sus estaciones del año y latitudes. En segundo lugar se encuentra La Guía del Cielo; una especie de manual para el astrónomo, que contiene los elementos básicos de la astronomía y el mapa del cielo, además de descripciones de cuerpos celestes como estrellas, planetas, meteoritos. Existen telescopios más modernos que utilizan el espectro electromagnético para adquirir información, más allá del espectro visible (la luz captada por el ojo humano), de esta manera pueden emitir ondas de radio, rayos x y rayos gamma.

Teoría de la Gran Explosión.

BLOQUE V CONOCIMIENTO, SOCIEDAD, TECNOLOGÍA.
TEMA 1.- EL UNIVERSO

"Teoría de la gran explosión"

La teoría del Big Bang o teoría de la gran explosión tiene el objeto de explicar como se produjo el origen del universo .Esta teoría sostiene que el universo se creo por una gran explosión a partir de un estado de masa concentrada en un punto pequeño de alta temperatura, llamada Huevo Cósmico. Por medio de observaciones, en los 1910, el astrónomo estadounidense Vesto Slipher y, después de él, Carl Wilhelm Wirtz, de Estrasburgo, determinaron que la mayor parte de las nebulosas espirales se alejan de la Tierra; pero no llegaron a darse cuenta de las implicaciones cosmológicas de esta observación, ni tampoco del hecho de que las supuestas nebulosas eran en realidad galaxias exteriores a nuestra Vía Láctea. Entre 1927 y 1930, el padre jesuita belga Georges Lemaître propuso, sobre la base de la recesión de las nebulosas espirales, que el Universo se inició con la explosión de un átomo primigenio, lo que más tarde se denominó "Big Bang". En 1929, Edwin Hubble realizó observaciones que sirvieron de fundamento para comprobar la teoría de Lemaître. Hubble probó que las nebulosas espirales son galaxias y midió sus distancias observando las estrellas variables cefeidas en galaxias distantes. Descubrió que las galaxias se alejan unas de otras a velocidades (relativas a la Tierra) directamente proporcionales a su distancia. Este hecho se conoce ahora como la ley de Hubble A partir de las investigaciones de  Hubble se desarrolló la teoría del Universo en expansión. Según esta, la gran explosión del Big Bang fue tan violenta que, a pesar de la atracción de la gravedad entre los cuerpos celestes, el Universo todavía sigue expandiéndose. Los instrumentos astronómicos han registrado que las galaxias que están a mayor distancia de nosotros se están alejando unas de otras a gran velocidad. Para explicar este proceso los astrónomos debaten varias ideas sobre ciertas variaciones en la fuerza gravitatoria o en los efectos de elementos aún desconocidos, como la materia o energía oscura. Existe un gran número de interpretaciones sobre la teoría del Big Bang que son  especulativas o extra-científicas. Tal es el caso de aquellas personas que creen que la teoría del Big Bang es mentira porque no aceptan la idea de una “creación” que no sea “divina”.

Tema 2.- La tecnología y la ciencia en los estilos de vida actual.

TEMA 2 : LA CIENCIA Y TECNOLOGÍA EN LOS ESTILOS DE VIDA ACTUAL.

La ciencia es el conjunto de conocimientos sistemáticamente estructurados, susceptibles de ser articulados unos con otros. La ciencia surge de la obtención del conocimiento mediante la observación de patrones regulares, de razonamientos y de experimentación en ámbitos específicos.

La tecnología es el conjunto de conocimientos técnicos, ordenados científicamente, que permiten diseñar y crear bienes y servicios que facilitan la adaptación al medio ambiente y satisfacer tanto las necesidades esenciales como los deseos de la humanidad.

La medicina física y rehabilitación, también llamada fisiatría, es un cuerpo doctrinal complejo, constituido por la agrupación de conocimientos y experiencias relativas a la naturaleza de los agentes físicos no ionizantes, a los fenómenos derivados de su interacción con el organismo y su aplicación diagnóstica, terapéutica y preventiva.
Comprende el estudio, detección y diagnóstico, prevención y tratamiento clínico o quirúrgico de los enfermos con procesos discapacitantes.
-El trasplante
-la donación de sangre,
- vacunas,
-antibióticos,
desinfectantes, son aportaciones de la ciencia al cuidado y conservación de la salud.
Otras como el filtro de oxigeno,
as radiaciones y otros que se utilizan en los medicamentos y en las cirugías.
También se han inventado varios aparatos como el microscopio,
los rayos x, el electroencefalograma,, la tomografía,
para descubrir y detectar enfermedades.

La telecomunicación es el estudio y aplicación de la técnica que diseña sistemas que permitan la comunicación a larga distancia, a través de la transmisión y recepción de señales.

Las telecomunicaciones, en cuanto a la transmisión de información por medio de ondas electromagnéticas, funcionan con frecuencias, las que son emitidas por un potente emisor electromagnético, el que genera ondas de la misma índole con diferente frecuencia, todo dependiendo de la función que lleve a cabo; puede ser de alta frecuencia, ultra frecuencia, baja frecuencia, micro-ondas. Para este fin se ampara de un plato y de un mástil el que funcionan de antena. En particular este modelo se llama yagi, pero asimismo existen otras antenas que son de radio difusión, o para celulares, militares, y domesticas o de televisión. Algunas antenas funcionan con espejos parabólicos y una torre, otras simulan lo mismo con un entramado de fierro en forma de tubo. Para el funcionamiento correcto de estos dispositivos se cuentas con una amplia red de muchos de los mismos apostados en lugares estratégicos, altos y circundando los lugares que desean emitir, lo que permite saltar los obstáculos y las perturbaciones del aire, por ejemplo arriba de cuestas, montañas, o de cerros altos. Cuando las señales se debilitan en el mismo circuito, entonces se utilizan repetidores de telecomunicaciones. Todo esto nos permite, en conjunción con el uso de satélites, gozar de la televisión, radio, Internet, la telefonía celular.

2013-06-03

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