El magnetismo

La piedra magnetita o imán, es mineral que tiene la propiedad de atraer los objetos de hierro, era conocida por los griegos, romanos y chinos. Cuando se pasa una piedra imán por un pedazo de hierro, éste adquiere a su vez la capacidad de atraer otros pedazos de hierro. Los imanes se presentan en varias formas: circulares, de barra, en forma de casquillo, en forma de cilindro y otras.
Los imanes, como las pilas, tienen dos polos, en ellos se llaman polo norte y sur. Alrededor de ellos se crea un área llamada campo magnético. La Tierra también actúa como un imán, porque tiene polo norte y sur. Un imán puede atraer a otro cuando el polo norte de uno de ellos está dirigido al polo sur del otro. Pero, si por el contrario, ambos polos son del mismo tipo, por ejemplo polo sur en ambos, o polo norte, los imanes se repelan y se alejan.
Para saber cual es el polo norte de un imán, se determina primero con una brújula donde está el norte, se cuelga el imán de barra en una cuerda para que se balancee y cuando se detenga, su polo norte apuntará hacia el norte de la Tierra. Otra manera de hacerlo, es acercándolo a otro imán que si se le conoce los polos, si se rechazan, ese polo es el mismo, si se acercan son polos opuestos.

Configuraciones de campos magnéticos permanentes

Campo magnético de un imán recto
Utilizando limaduras de hierro y un vidrio transparente se pueden obtener la líneas de campo magnético de un imán recto.

Campo magnético de un imán en forma de herradura
Utilizando limaduras de hierro y un vidrio transparente se pueden obtener la líneas de campo magnético de un imán en forma de herradura.
Campo magnético de dos polos iguales
Dos imanes rectos se colocan alineados con sus polos próximos iguales y separados una cierta distancia. Utilizando limaduras de hierro y un vidrio transparente se pueden obtener la líneas de campo magnético de esta configuración.

Campo magnético de polos diferentes
Dos imanes rectos se colocan alineados con sus polos próximos diferentes y separados una cierta distancia. Utilizando limaduras de hierro y un vidrio transparente se pueden obtener la líneas de campo magnético de esta configuración.



Campo magnético terrestre
Utilizando una simulación de la tierra se puede obtener el campo magnético terrestre.

Interacciones magnéticas


Imán y materiales ferromagnéticos
Se presenta la interacción de un imán con trozos de hierro y acero.


Imán y materiales no ferromagnéticos
Se presenta la interacción de un imán con trozos de aluminio, cobre y bronce.


Interacción de imanes naturales
Se dispone de imanes naturales, del tipo usado en los parlantes de sonido. Los estudiantes pueden utilizarlos para sentir la repulsión entre polos iguales y la atracción entre polos distintos.

Hans Christian Ørsted

Hans Christian Orsted Rudkobing, Dinamarca, 14 de agosto de 1777 – Copenhague, Dinamarca 9 de marzo de 1851) fue un físico y un químico danés, influenciado por el pensamiento alemán.
Fue un gran estudioso del electromagnetismo. En 1813 ya predijo la existencia de los fenómenos electromagnéticos, lo cual no demostró hasta 1819, junto con Ampere, cuando descubrió la desviación de una aguja imantada al ser colocada en dirección perpendicular a un conductor, por el que circula una corriente eléctrica, demostrando así la existencia de un campo magnético en torno a todo conductor atravesado por una corriente eléctrica, e iniciándose de ese modo el estudio del electromagnetismo. Este descubrimiento fue crucial en el desarrollo de la electricidad, ya que puso en evidencia la relación existente entre la electricidad y el magnetismo. Oersted es la unidad de medida de la reluctancia magnética. Se cree que también fue el primero en aislar el aluminio, por electrólisis, en 1825, y en 1844 publicó su Manual de física mecánica.
En 1820 descubrió la relación entre la electricidad y el magnetismo en un experimento que hoy se nos presenta como muy sencillo, y la cual llevó a cabo ante sus alumnos.
Ampere conoció los experimentos de Ørsted en septiembre de 1820, lo que le sirvió para desarrollar poco más tarde la teoría que sería el punto de partida del electromagnetismo. Cuanto más se aceptaban las teorías de Ampere por parte de otros sabios, más se reconocía la autenticidad e intuición de orsted, tanto en la comunidad científica como entre sus conciudadanos. Tras este descubrimiento, el sabio danés siguió contando con un prestigio y una fama que nunca menguaría hasta el momento de su muerte.

Georg Simon Ohm

Georg Simon Ohm (1789-1854) fue un físico y matemático alemán que aportó a la teoría de la electricidad la Ley de Ohm, conocido principalmente por su investigación sobre las corrientes eléctricas. Estudió la relación que existe entre la intensidad de una corriente eléctrica, su fuerza electromotriz y la resistencia, formulando en 1827 la ley que lleva su nombre que establece que: (U = I R). También se interesó por la acústica, la polarización de las pilas y las interferencias luminosas. La unidad de resistencia eléctrica, el ohmio, recibe este nombre en su honor.

Terminó ocupando el puesto de conservador del gabinete físico de la "Bayerische Akademie"
Georg Simon Ohm, nace en 1789 en el seno de una humilde familia. Su padre Johann Wolfgang Ohm y su madre le dieron desde pequeño excelente educación a partir de sus propias enseñanzas.
Posiblemente Georg Ohm podría haber pertenecido a una familia numerosa, pero como era normal en aquellos tiempos, muchos de sus hermanos murieron durante la infancia, así que de los siete hijos que el matrimonio Ohm trajo al mundo sólo tres sobrevivieron: Georg Simon, su hermana Elizabeth Bárbara y su hermano Martín, que llegó a ser un conocido matemático.
A la edad de 16 años va a la Universidad de Erlangen, donde al parecer se desinteresa por sus estudios y aprovecha el tiempo jugando al billar, bailando y patinando sobre hielo, lo cual acelera su marcha de la universidad después de 3 semestres, debido al gran descontento de su padre (puntualicemos que fue su propio padre el que decidió que se fuera de la universidad) con la actitud de su hijo de desaprovechar su tiempo en la universidad. Ohm fue enviado a Suiza, donde en septiembre de 1806 obtuvo una plaza de maestro de matemáticas en un escuela de Gottstadt cerca de Nydau. Aconsejado por su colega Karl Christian von Langsdorf (al que conoció durante su estancia en la universidad) de que leyera los trabajos de Euler, Laplace y Lacroix, prosigue sus estudios sobre matemáticas hasta que en abril de 1811 decide volver a Erlangen, donde recibe el doctorado el 25 de octubre de ese mismo año e inmediatamente ingresa en la nómina de la universidad.
En 1849 Ohm acepta un puesto en Munich como conservador del gabinete físico de la "Bayerische Akademie" y empieza a dar conferencias en la Universidad de Munich. Y es en 1852, que culmina Ohm la ambición de toda una vida: la de ser designado a la cátedra de física de la Universidad de Munich. Georg Simon Ohm muere a la edad de 65 años el 6 de julio de 1854 en Munich, Baviera, actual Alemania.

Alessandro Volta

Alessandro Giuseppe Antonio Anastasio Volta (18 de febrero de 1745 – 5 de marzo de 1827) fue un físico italiano, famoso principalmente por haber desarrollado la batería eléctrica.
Nació y fue educado en Como, Lombardía. Fue hijo de una madre noble y de un padre de la alta burguesía. Recibió una educación básica y media humanista, pero al llegar a la enseñanza superior, optó por una formación científica.
Volta era amigo de Luigi Galvani y, cuando éste descubrió en 1780 que el contacto entre dos metales diferentes con el músculo de una rana producía electricidad, también empezó a hacer sus propios experimentos de electricidad animal, pero llegó a otra conclusión en el año 1794: que no era necesaria la participación de los músculos de los animales para producir corriente. Este hallazgo le produjo una multiplicidad de conflictos, no sólo con su amigo Galvani, sino con la mayoría de los físicos de la época, que aceptaban la idea de que la electricidad sólo se producía a través del contacto de dos metales diferentes con la musculatura de los animales. Sin embargo, cuando Volta logró construir la primera pila eléctrica, demostró que se encontraba en lo cierto, habiendo ganado la batalla, frente a sus colegas.
Lapila voltaica consiste de treinta discos de metal, separados por paños humedecidos con agua salada.
Alessandro Volta comunicó su descubrimiento de la pila a la Royal Society londinense el 20 de marzo de 1800.
El 1 de mayo de 1806, Volta fue elegido Caballero de la Corona de Hierro del reino de Lombardía. En 1809 fue designado senador de la corte y, en 1810, se le otorgó el título nobiliario de conde. Voltio, la unidad de potencial eléctrico, se denomina así en honor a este portento de las ciencias. El emperador de Austria, por su parte, lo designó director de la facultad de Filosofía de la Universidad de Padua en 1815. Sus trabajos fueron publicados en cinco volúmenes en el año 1816, en Florencia. Sus últimos años de vida los pasó en su hacienda en Camnago, cerca de Como, donde falleció el 5 de marzo de 1827.
La unidad de fuerza electromotriz del Sistema Internacional lleva el nombre de voltio en su honor desde el año 1881.

Peligran astronautas por falta de campo magnético terrestre

Expertos rusos de la Universidad estatal Tomsk han realizado un estudio para comprobar lo que sucede en nuestro organismo cuando se carece del campo magnético terrestre. Y los resultados no son nada buenos, ya que su ausencia podría provocar que los astronautas desarrollen trastornos mentales durante los vuelos espaciales, en particular en expediciones a Marte.
Los experimentos fueron realizados con 12 ratas, en una unidad especial donde el campo magnético terrestre fue reducido a un milésimo de su fuerza durante 25 días. Los animales perdieron habilidades sociales, tenían problemas con la memoria y experimentaron cambios en sus órganos internos, a veces, volvían a examinar el entorno como si no lo conociesen.
Según los investigadores, el campo magnético terrestre afectaría a todos los organismos vivos. De hecho, ciertas catástrofes, como por ejemplo la extinción de los dinosaurios pudieron estar conectadas a la desaparición del campo magnético.
En las naves espaciales viajan a altitudes relativamente bajas, pero donde el campo magnético se encuentra reducido en cerca de 20 por ciento respecto a la superficie de la Tierra. Como prevención, los científicos proponen crearlo de manera artificial en las naves para prevenir trastornos mentales.

Hormigas robóticas podrían construir las primeras edificaciones en Marte

Hormigas robóticas podrían construir las primeras edificaciones en Marte
El proyecto europeo I-SWARM está desarrollando unos enjambres de diminutos robots autónomos preparados para comunicarse entre sí mediante infrarrojos y trabajar en equipo. Se trataría de una avanzadilla que podría encargarse de construir allí las primeras edificaciones para el ser humano.
Pero estas pequeñas hormigas robóticas no sólo construirían la primera fase, después desempeñarían funciones como reparar maquinaria, eliminar polución o administrar medicamentos en nuestro cuerpo.
“Estos pequeños robots trabajarían juntos y explorarían el planeta. Sabemos que hay agua y polvo; lo suficiente para empezar a construir estructuras, como casas para científicos”, comenta Marc Szymanski, de la Universidad de Karlsruhe, en Alemania.
De momento, se han creado 100 robots a escala de un centímetro y se han hecho importantes avances para construir enjambres de robots del tamaño de una hormiga, y que a su vez, sean capaces de reconfigurarse solos y ensamblarse autónomamente formando un robot más grande.
Las pruebas hechas hasta el momento han demostrado que los robots son capaces de interactuar, aunque el gran reto ahora es conseguir producirlos en masa. En cualquier caso, los investigadores confían lograrlo pronto, ya que construir robots tan pequeños es casi como fabricar chips de ordenador, cuya fabricación es relativamente barata.

VOCABULARIO

PROPIEDADES MAGNÉTICAS

Son las manifestaciones que hay en ciertos materiales como la magnetita.

IMAN

Es un cuerpo que ha adquirido la capacidad de atraer al hierro y a otros materiales.

AMPERIMETRO

Se usa para medir la intensidad de corriente que circula por un artefacto o un cable conductor

VOLTIMETRO

Este permite medir el voltaje que existe entre dos puntos de un circuito.

MULTITESTER

Es el instrumento que permite medir intensidad de corriente, voltaje y resistencia eléctrica.

CORRIENTE CONTINUA

Es la circulación de electrones que se realiza en un solo sentido.

CORRIENTE ALTERNA

Es cuando la circulación de electrones cambia de sentido en forma alternada.

POTENCIA ELECTRICA

Es la rapidez de transformación de energía en un determinado intervalo de tiempo

MAGNETISMO

Conjunto de los fenómenos de atracción y repulsión producidos por los imanes y las corrientes eléctricas y en los campos magnéticos.

MAGNETITA

Mezcla de óxidos de hierro, de gran dureza y con propiedades magnéticas

MAGNETO

Generador de corriente eléctrica formado por un imán rotatorio y una bobina, empleado para el encendido de los motores de explosión.

MAGNETOSFERA

Parte exterior de la atmósfera terrestre en la que la actividad solar provoca fenómenos magnéticos

ENERGIA NUCLEAR

La energía nuclear es aquella que esta atrapada al interior de cada átomo de la materia

Hasta el siglo XlX. Los científicos que estudiaron la materia plantearon que la energía de un partícula estaba determinaba por la velocidad que ella tenia; sin embargo Albert Einstein planteo que las partículas tenían energía independientemente de la velocidad que llevasen.

Este observación fue el origen de la era nuclear , Einstein explico matemáticamente su postulado con la siguiente formula matemática:

E=MC/2

Esto significa la Energia de un cuerpo en reposo es = a la Masa en reposo de un cuerpo multiplicado por la velocidad de la luz (c) al cuadrado (2).

De la energía nuclear el material mas utilizado es el uranio.

Descubrimos que existen dos formas de generar en energía nuclear estas dos son:

por fisión y por fusión.

La primera forma de generar energía nuclear es por fisión esta consiste en la separación de partículas que forman el núcleo del átomo por una fuerza eterna que ala vez libera gran cantidad de energía en forma de luz y calor (fisión viene de fucus = separar, romper). La liberación que sucede en esta forma de manera masiva produce una explosión que es lo mismo que pasa en las bombas atómicas.

En las plantas de fisión nuclear se controla esta liberación de manera lenta la cual produce energía eléctrica mecánica y energía térmica. El principal problema con la fisión nuclear es que libera gran cantidad de radiación la cual es peligrosa para el ser humano.

En la segunda forma de generar energía nuclear es por fusión nuclear consiste en la unión de núcleos para construir uno mas grande. Un ejemplo con el que podemos comparar es el sol, leímos que este utiliza la fusión nuclear de átomos de hidrógeno para formar átomos de helio el cual produce calor luz y otras radiaciones.

Los científicos han realizado diversos experimentos para intentar controlar la fusión nuclear de modo que la energía que se libere pueda aprovecharse como energía eléctrica y otros. El interés principal que hace que los científicos trabajen en esta forma se debe a que este proceso emite menos radiación dañina para el ser humano. Pero con las complicaciones y dificultades de este no se ha logrado una fusión controlada que permita aprovechar esta energía.

Nuestra idea acerca de este método para generar energía, es que es bueno para satisfacer nuestras necesidades cotidianas pero resulta muy dañino para nosotros mismos aunque las plantas de reactores nucleares estén cubiertas de concreto.

Sinceramente esperamos que la segunda opción que es por fusión se pueda realizar luego y con las mismas y mas ventajas que la fisión nuclear.