Fogonazos en mi cuarto oscuro ¿Qué son?

En medio la oscuridad de la noche y del dormitorio, suelo despertar un breve momento, miro en la profundidad... y es cuando aparece un tenue fulgor. 

Resulta que a veces el foco ahorrador, esa lampara blanca y retorcida parece que se prende en un delicado chispazo.

¿Qué es eso?

¿Una alucinación por haber cenado de más?, Tal vez un engaño de mis ojos y cerebro que buscan luz donde no la hay. ¿Podría ser un  efecto físico?

Mi esposa me dice que a veces a visto el fogonazo ―puede que sea amable por unirse a mi historia― unas cuantas veces, aunque poco le  ha llamado la atención a ella, y es que es tan breve y leve la luz. 

¿Cómo funcionan esas lampara?

Estos focos contienen una traza de gas, por lo general mercurio. Al encender el interruptor de la casa, una corriente de electrones sale de un extremo del interior del foco, violentamente golpea a los átomos del gas, y estos a su vez golpean a otros. Como si fuera una "cuna de Newton" o canicas que chocan unas contra otras. Así se va trasmitiendo el impulso inicial hasta alcanzar el otro extremo de la lampara. Pero parte de ese impulso se perdió, pues los átomos al absorber la energía no la devolvieron en su totalidad para pegar a sus compañeras, en su lugar la transformaron en luz. 

Cuando los átomos adquieren energía, su nube de electrones se infla (lo que bien puede promover golpear a un ion u otro átomo) y cuando se colapsa la nube electrónica, se emite un foton, la partícula elemental que constituye a la luz. Aunque este foton es ultravioleta  (nuestro ojos son incapaces de ver la radiación UV) alcanza el recubrimiento fluorescente en el interior del tubo, esté al recibir a los fotones UV los trasforma en otros pedacitos de luz menos energéticos, pero que sí podemos ver; obtenemos luz visible; mejor aún, luz blanca.

Pero mientras el interruptor esta abierto, ¿como se puede excitar un átomo y  enviar un foton UV que haga fluorecer la lampara por un instante?, ¿De donde provienen la energía? Esta es mi lista preliminar de sospechosos:

1) Fuente radiactiva; pese a a mi necesidad por un contador Gaiger para confirmar, creo que mi vecino no esta fabricando bombas, ni que el edificio donde vivo contenga material radiactivo entre los muros. Mi apuesta esta fuera de esta casilla. 

2) Picos de corriente; el circuito esta abierto, la ausencia de corriente eléctrica es clara. Aunque en la zona se produzca un pico de corriente este debe pasar desapercibido para un circuito abierto. Excepto, si tengo un contacto en falso. Lo cual dudo, pues tendría que reemplazar el foco continuamente, o verlo prenderse antes de ir a dormir, o que varia su brillo.

3) Rayos Cósmicos. Esas partículas subatomicas que se producen en el espacio exterior por eventos diversos, explosiones de supernovas por ejemplo, llegan a bombardear la superficie terrestre. A nivel del mar llegan algunas partículas que podrían ser sospechosas de que vea fogonazos:

a) 72 % de estas partículas son muones: cuentan con carga eléctrica negativa podría ser un buen sospechoso para causar un fulgor ocasional.

b) 15 % son fotones, algunos de ellos pueden ser UV, lo que desate un leve fulgor. Aquí falta que peine más distribución de energías de estas partículas.

c) 9 % son neutrinos y el resto no cuentan en este delirio de investigación. Primero, porque son  insignificantes estadisticamente; segundo muchas son neutras; y tercero, un foco fluorescente y mis ojos son una pésima combinación de detector de partículas elementales. 

Entonces...

Mi apuesta va hacia los muones y los fotones UV de rayos cósmicos. Pero estoy en plena etapa de hipótesis. Así que en otra entrada de este blog les contaré como se desarrolla o se ahoga esta idea trasnochada. 

Con todo, dejános un comentario sobre esta idea. Seguro tu tienes una opinión que bien puede servirme para saber que es lo que veo por las noches en la lampara de mi recamara oscura.

¿Por qué rebotan las pilas alcalinas viejas?

Una reacción química colateral en la pila es lo que provoca este cambio en la elasticidad del material.

Una pila alcalina no-recarcable inicia su vida útil usando polvo de zinc mezclado en un gel que contiene un electrolito de hidróxido de potasio; una membrana lo separa del  dióxido de manganeso con el que se hace intercabio de iones para brindar la diferencia de voltaje necesario para nuestros aparatos electrónicos. 

Conforme la batería se descarga el polvo de dióxido de manganeso se  convierte en oxido de manganeso provocando que se formen grumos que van creciendo, el efecto del empaquetamiento de los grumos es el responsable de que reboten las pilas.

Esta misma prueba funciona igual para baterias alcalinas tipo AA, AAA, C, D y de 9 volts.

El fenomeno es curioso y divertido; supongo que es se puede presentar como una excelente experiencia tanto para los estudiantes de química, física y los entusiastas de materiales. 

Ya en clase intentare hacer mis propias pruebas, ¡y tú deberías hacer lo mismo!. 

¡Felices experimentos!

Torrente eléctrico, mención honorifica en el concurso de fotografía de la SMF

¿Qué es esta Imagen?

La fotografía exhibe arcos eléctricos producidos por una gran diferencia de potencial entre una moneda y una plumilla. Al aplicar una gran diferencia de potencial entre dos conductores se crea un campo que pone en movimiento algunas moléculas de aire con carga eléctrica (llamados iones); que pueden producir más iones si chocan con otras moléculas neutras. Si la cantidad de iones alcanza un valor crítico, se produce una avalancha de cargas eléctricas de tanta energía que provoca el chispazo de color azul característico del nitrógeno de alrededor. De modo similar, este mecanismo genera un relámpago durante una tormenta.

¿Para que fue hecha la imagen?

Tengo mucha curiosidad por experimentar con diferentes medios para mostrar que la ciencia es bella, divertida, asombrosa. La fotografía es uno de esos medios que puede hacer que las personas cuenten sus propias historias. Supongo que cuando uno ve una foto de corte científico se da a sí misma una explicación y después de leer la descripción es obligada a ver de nuevo la imagen. La ciencia y el arte siempre nos cambian.

La Sociedad Mexicana de Física se atrevió a realizar su primer concurso de fotografía científica este año. Como es de esperarse los temas fueron diversos y las expresiones variadas. Mostrando un poder de convocatoria aceptable para el corte y difusión de un concurso donde se espera que la física muestre su cara más espectacular. Difícil debió ser la tarea de evaluar las imágenes pues como sociedad nos falta una cultura para apreciar la fotografía y la ciencia, mientras que como comunidad científica más nos falta por aceptar saber que la divulgación y la labor científica se deben empatar para mejorar nuestra comunicación. Esperemos que el sig. año aparezcan más fotografías de laboratorios y sus protagonistas, pues esta ocasión estuvieron ausentes.

Por lo pronto yo regreso a mis clase, al laboratorio y a instrumentar más formas de tomar fotos espectaculares, o al menos que me gusten ;)

Puedes ver esta fotografía y otras en la galeria de la SMF.

¿Y si dejamos caer un imán por tubo de cobre?

Amo la física porque todos los días me regala un asombro. En esta ocasión el magnetismo de un enorme imán reta la intuición y a la propia gravedad en una fantástica demostración de corrientes inducidas. Primero veamos el video y luego demos un explicación.

¿Qué pasa aquí?

El imán crea un campo a su alrededor que puede permear a través de los objetos. Aunque el imán no atrae al cobre, en movimiento el imán si puede inducir una corriente eléctrica dentro del cobre. Esta nueva corriente crea su otro campo magnético con dirección opuesta al campo original. En este caso el campo  inducidos es tan fuerte que disminuye la velocidad de  la caída del imán dentro del tubo de cobre.

¿Viejo conocido?

Demostraciones de corrientes inducidas suelen ser comunes al tratar el tema de electromagnetismo en la clase de física. Haciendo girar latas de refresco sin ser tocadas, mostrando prototipos de frenos magnéticos, haciendo funcionar una estufa,construyendo generadores eléctricos (donde el movimiento del imán crea la corriente eléctrica) son ejemplos de aplicaciones reales para nuestro goce personal y beneficio social. De hecho el efecto de inducción electromagnética lo formuló Heinrich Emil Lenz en 1833, aunque dudo que apreciara una demostración como la del video; pues en esa época se carecía de imanes tan poderosos como los de neodimio (del que seguramente esta hecho el imán del video).

De  hecho, en nuestra vida cotidiana hay tantos imanes y campos inducidos que pueden pasar desapercibidos. Pero de vez en cuando, si ponemos atención a los detalles (como de un sujetapapeles), veremos algo que nos asombrara.

Pregunta para pensar

Los metales son susceptibles a mostrar inducción magnética, el cuerpo humano contienen un porcentaje de hierro. ¿Podemos crear campos inducidos dentro de un humano?

Sobrecargando y destruyedo bolas de plasma

Sótanos, garajes y áticos son los laboratorios de cientos de personas en todo el mundo. En ellos se hacen desde los experimentos más cándidos hasta monstruosidades carentes de  pies y cabeza, para cualquier académico solo son aficionados en el extremo de la seguridad y sensatez.

Como muestra un botón: transformar dos bolas de plasma comerciales, conectarlas a fuentes de alto voltaje y llevarlas a la destrucción por el sobrecalentamiento que provocan los arcos eléctricos entre ellas. ¿Por qué hacer algo así? Por el placer de hacerlo. Negro sobre blanco, porque la ciencia es un placer.

Pero esto va más allá del entretenimiento anormal y geek. Pues en esos sótanos, garajes y áticos se hacen experimentos que raramente se hacen en un laboratorio escolar; que una junta académica criticaría aunque sus integrantes se ensoñaran por hacer una travesura de tal estilo. Sus historias compartidas en un foro, por medio de una foto de facebook, o un video de Youtube también son un testimonio de lo que se puede hacer, y es una invitación a repetirlo. Son más que un complemento a una exposición aburrida frente a un profesor apolillado y un pizarrón atascadado de garabatos.

Es el movimiento DIY o Make el que incita y reta a todos acercarnos y experimentar con juguetes, electrodomésticos y material que puede estar en la cocina para divertirse en convertir una varilla de plástico en una varita "mágica" que dobla el camino del chorro del agua para matar el aburrimiento, o bien, construir un secuenciador de ADN para salvar la vida de nuestra hija.

Es en esos sótanos, garajes y áticos donde se un nuevo tipo de ciencia y Youtube es su journal.

44 trucos de equilibrio con monedas e imanes para impresionar a tu profesor de ciencias

Sin trucos de photoshop, sin pegamento,
sin imanes adelante o atrás

La palabra truco puede ser una palabra inexacta, pues más que un asunto de brujería, es simple  y divertida física.

Ayer les prometí más efectos similares al presentado en un video donde una moneda se cuelga y se mueve a lo largo de un alambre, gracias a un imán que está abajo. En ese video el presentador del canal, Taras Kul, es de lo más singular con su estilo urbano desenfadado. Pero ese mismo truco se puede presentar de un modo más moderado e igual de efectivo. Este es el video. ¿Qué estilo de presentación les gusta más? 

Muchos más juegos

Resulta que 44 juegos extras con monedas magnetizables e imanes se pueden encontrar en, español, en el manual .pdf que en el sitio de magneticcoins. Inicialmente, ellos venden y promocionan imanes anchos en forma de bloque, con caras norte y sur  más ancha que el resto de cuerpo, a diferencia del tipico iman de barra que tiene caras norte y sur pequeñas. Entonces, sus imanes permiten tener un campo muy unifome en la dirección axial del bloque, mismo lado que permite alinear a las monedas; en sí, ese es truco: lineas de campo magnético muy uniformes.

Esta compañía inicio un movimiento que busca difundir la ciencia por medio es estos ensambles y juegos que desafían el equilibrio, la gravedad y la imaginación. Va más allá de obtener unos dolares. 

Latinoamerica ha sido parte importante de este movimiento. "Como muestra un boton" dirían mis amigos, en la Patagonia han expuesto estos trucos con monedas de Brasil, Uruguay, Bolivia y Argentina; el siguiente video muestra parte de lo expuesto.

Seguramente deseas hacer un truco rápido, tal vez apilar monedas verticalemente, una sobre el canto de la otra. Pues en en este otro video te lo muestran

Si tienes dudas de que monedas usar, bueno hay un directorio web donde muestran que monedas funcionan para hacer la demostración. Y ya sin excusas, puedes hacer tus trucos y dejar con la boca abierta a tu maestro de física.

¡A sonreír y divertirse! imanes traviesos hace el efecto "Friend Zone"

Los imanes atraen a los materiales magnetizables, ¿cierto? Todo el mundo lo sabe ¿o No?

En ocasiones tal regla se rompe en cachitos, el siguiente video puede ser un buen ejemplo

¿Qué muestra el video?

Unos inofensivos imanes de neodimio atraen una pila, pero bien puede ser una moneda (en México funcionan las de 50 centavos). Pero se le interpone una obstáculo entre imán y pila, en el video se muestra una regla. El campo magnético sigue fluyendo pero se presenta un efecto curioso, la fuente es menos efectiva para atraer a la pila que otro material  influenciado por el mismo campo, el alambre.

El campo magnético que emana de la pila es alterado y reducido por la regla de madera, pero es lo suficientemente intenso para magnetizar el alambre y la pila para que permanezcan juntos. Así, el campo entre pila y alambre es más intenso que entre la pila y el imán, aunque esta sea la fuente original del campo. ¿Raro?

Pos no mucho, recuerda que la intensidad del campo decae rápido con la distancia y que estos materiales no son ferromagnéticos perfectos.  Hay varios efectos magnéticos de este estilo, y mañana presentare algunos.

Pero, ¿por qué llamarlo el efecto "Friend Zone"? Simple, el imán es ese enamorado que quiere atraer a su pila, pero le presentó a ese atractivo y esbelto alambre. Gracias a su amistad, ellos dos se conocieron, incluso mantienen su relación. En efecto, sin ese GRAN AMIGO, su unión se desbarataría. ¿Te suena familiar?

Así que esa historia puede ser un gran detonador para cuando estés en el bar y quieras impresionar con una "nerdiada" o desees dar una clase utilizando historias, tal vez tus alumnos se interesen  más por tu clase de física; y seguro que algún pedagogo trasnochado te felicitara por tus nuevas dotes expositoras.

¿Por que suceden relámpagos durante los sismos?

Nuevamente un sismo sacudió con violencia a la Ciudad de México durante la madrugada. Ahora que estamos rodeados de cámaras de seguridad y de teléfonos celulares, espero que en la Red aparezcan videos donde en pleno temblor también se muestren relámpagos.

El video que encabeza este entrada corresponde al 16 de junio 2013. En el video se ven tres fulguraciones, después las imagenes se "rebobinan", pero la luz de un avión nos indica cuando empieza y termina el ciclo del video. En otras latitudes también han reportado este fenómeno. Perú fue el caso y el siguiente video lo evidencia

¿Por qué aparecen fulgores en los terremotos?

Entre las explicaciones más aceptadas se encuentra la siguiente: Grandes diferencias de potencial eléctrico suceden en las rocas con cuarzo, cuando una onda sísmica las comprime entre sí. La diferencia de potencial es tan grande que se produce un relámpago entre la tierra y las nubes.

El efecto piezoeléctrico fue documentado por primera vez por Pierre Curie, el esposo de Maria Curie. Hoy podemos encontrar muchos instrumentos que utilizan cristales que si se comprimen producen una diferencia de potencial; por ejemplo, los encendedores eléctricos producen una chispa por el la rápida presión que sufre un cristalito. Lo contrario también tiene su aplicación tecnológica; por ejemplo, muchas plátinas robotizadas utilizan actuadores piezoeléctricos. Aquí una corriente eléctrica provoca la expansión controlada de un cristal, por su puesto, en este caso los instrumentos suelen ser de alta precisión.

Así que cuando la tierra tiemble, y veas rayos y centallas, ya puedes descartar la furia de Zeus sobre los mortales. Esos relámpagos son producidos por efectos similares a los que usas para encender una estufa.

¿Qué harías con un ejército de microrobots accionados magnéticamente?

En palabras de Cerebro, al contestarle a Pinky: "Tratar de conquistar el mundo". Respuesta demasiado obvia para la compañía SRI, desarrolladores de esta tecnología.

Más bien, La respuesta de SRI es este video, que nos muestra a estos micro-robots controlados por campos magnéticos generados desde la base, por una placa de circuito impreso. A la velocidad de la conmutación de los campos, los robots pueden mostrar velocidades rápidas, hasta ahora, alcanzado los 35 cm/s. El video los enseña  a su velocidad en tiempo real.

Gracias al campo magnético, estos dispositivos se pueden desplazar en paredes verticales o en sobre circuitos deformables de orientaciones caprichosas. Mejor aún, una gran cantidad de robots se pueden sincronizar, semejando un ejercito de hormigas, para realizar tareas en paralelo, mira el minuto 0:40.

A los robots se les puede añadir simples extremidades (tan sencillas como un alambre metálico) para realizar tareas útiles. Así, en el el minuto 0:55, se ven dos robots pegando varillas de fibra de carbono. Primero, uno de ellos pone pegamento al final de la varilla. Después, el segundo robot pone pegamento en el sustrato donde se colocará la nueva varilla, el segundo robot se voltea, moja el final de su segunda extremidad en agua (del vaso rojo), toma la varilla de carbón y la coloca en su sitio.

Cambiando las extremidades se pueden dar otros usos a los robots. En minuto 1.16, un robot toma y acomoda un varilla vertical en un travesaño.

Esta tarea de colocar varillas horizontales y verticales por medio de pegamento, les permitió a los robots construir la entramada estructura de 29 cm de largo de carbón, mostrada en el minuto 2.17. Estructura tan resistente como para soportar 1 kg de compresión.

Entones, ¿Qué hacer con un ejército fieles, confiables y magnéticas de hórmigas? La respuesta de estos chicos es: que fabriquen a la escala de milímetros estructuras, circuitos, productos para toda clase de áreas.

Así que cuando juegues con un pequeño carrito metálico que se desplaza por debajo de una hoja, por la acción "mágica" de imán oculto a la vista de todos. Piensa, ese inocente juego, alguien lo ha llevado a la escala de un negocio y ha construido su ejercito de micro-robots. Sí, a veces los juego se hacen serios y otras más divertidos.

Pero, y tú: ¿Qué harías con este ejército de microrobots?

2 formas para capturar un relámpago por siempre

Los relámpagos son efectos atmosféricos, son uno de los efectos cotidianos y naturales donde más energía se concentra, son impresionantes. Podemos guardar la huella de su paso por la materia, estas son dos formas diferentes.

1) Captura fotográfica 

¿Cómo podemos capturar estos fenómenos para lograr postales espectaculares  como la imagen que ilustra esta entrada?

El de julio de 1902 M. G. Lope debió de usar una técnica que hoy se emplea por muchos aficionados a la fotografía. Abrió por un tiempo el obturador de su cámara, dejando expuesta su placa sensible a la luz a toda la radiación que le llegará. Afortunadamente, en una oscura noche, con tormenta, con pocas luces prendidas en la ciudad, la descarga eléctrica del relámpago ilumino la imagen para tener esta bella fotografía. 

Técnicas similares se ocupan hoy en día, varían los tiempos de exposición, filtros, los sensores, pero la idea es similar. De hecho, Bertrand Kulik, después de más de 110 años, en 2013 atrapa con su lente al siguiente dramática imagen.

Así, en el paisaje cotidiano, busca una torre alta, busca su pararrayos, y espera la siguiente tormenta con tu cámara bien instalada. Por si solo este es un proyecto interesante para un curso de electricidad.

Sin embargo, puedes ser impaciente y querer inducir a la naturaleza para entregarte imágenes similares. Entonces, necesitas un objeto metálico que termine en punta, conectado a un fuente eléctrica, por ejemplo un carrete de Ruhmkorff, seguro necesitaras conectado a tierra otro objeto metálico. Después de preparar tu equipo fotográfico puedes obtener imágenes espectaculares. Dos ejemplos de ellas son las descargas eléctricas entre plumas y monedas, y las sofisticadas fotografias de Vice, donde el es modelo por donde atraviesa la corriente de alto voltaje. 

Ya tienes las opciones y las ideas para inspirarte, tal vez hacer variaciones con experimentos alternos, como obtener la espectroscopia del rayo. Con todo, puedes desear preservar la huella de rayo en más dimensiones. En tal caso, lo tuyo es la escultura. 

2) Esculturas hechas por rayos

Para caputurar 2.1 millones de volts en un placa de acrílico de 30.5 cm se necesita equipo especial para evitar accidentes. Básicamente se necesita una poderosa fuente de voltaje y dos puntas que atraviesen diversas placas de acrílico; pues al primer intento es difícil obtener un buen resultado.

en el canal de YouTube de Bert Hickman nos muestran diversos ejemplos y conceptos de estas esculturas, claro no dicen todos los secretos: como el de capturar trazas espirales de rayos. El siguiente video es una muestra del equipo necesario:

¿Por qué se descarga un rayo en las puntas de arboles y pararrayos?

Una explicación sucinta puede ser esta: la naturaleza al tender a un estado de equilibrio, distribuye uniformemente la densidad de carga en los objetos metálicos. En una esfera esta densidad es clara, en un objeto poco uniforme implica que sus partes chatas tendrán poca carga, sus puntas las acumulan. Localmente podemos escribir la siguiente equivalencia:

donde e representa la carga en esa parte, y Vol es la unidad de densidad; los índices diferencian de una región a otra. Entonces, mientras más puntiagudo es el objeto, menos unidad de densidad (área, por ejemplo) tendrá; por lo que la carga aumenta.  A mayor carga los electrones inducirán una carga en lo objetos cercanos, en las moléculas del aire. Puede ser tan grande esta inducción que provoque una ionización del aire, que lleva a la descarga eléctrica. En términos grandes: al relámpago.

Finalmente en el sig. silente video nos muestran una demostración clásica y tradicional de este efecto punta.

¡Felices experimentos a todos!

P.D. Esta entra participa en el Carnaval de la Física, que en enero del 20014 es alojado en el blog: La aventura de la ciencia.

tres videos para reir: la electrostiatica de globos contra gatitos

Si bien los gatitos son los reyes del contenido del Internet, la electrostática es el tema recurrente en las demostraciones de física tanto de colegios como de museos.

Es oportuno mencionar que estos juegos con animales peludos deben ser conocidos desde antes de la invención del plástico, pero desconozco si existían explicaciones mitológicas del fenómeno.

Y se te gustan los videos de gatitos "haciendo ciencia", te recomendamos:  a unos gatitos en jugando a las colisiones y colisionando entre sí

Experimento electrostático: Ver campos eléctricos 3D en un vaso de té

El siguiente video es una demostración experimental para ver campos eléctricos. En lugar de aceite se usa un infusión con sus hojitas de té molidas, ¡qué ternura!

En el canal de Laurea Huguet puedes encontrar muchos videos similares, con explicaciones excelentes. Con todo, en el minuto 2:07 nuestro presentador sufre un accidente: se da un "toque eléctrico", la botella le da una descarga eléctrica.

Aunque tales accidentes menores son frecuentes, muchos estudiantes y profesores suelen descuidarse y terminan llevándose una contracción. Pero pecata minuta.

Para hacer la demostración del del video, para cargar eléctricamente a las bolitas metálicas utilizaron un aparato llamado generador de Van-de-Graaff, dispositivo electroestático común en los colegios, pero raro en la cocina de la casa (LoL)

¿De que forma podemos sustituir el generador de Van de Graaff?

Hay varias alternativas, una de las simples es conseguir un televisor de pantalla curva (cinescopio, es la palabra técnica), estos aparatos cuentan con un pequeño cañon de electrones en la parte de atrás. Los electrones depositan su carga en la pantalla. Basta con pegar una hoja de papel aluminio y conectarlo a un cable para construir un repositorio de carga negativa, ¡ideal para estos experimentos!

¡Cuidado!

se puede acumular carga eléctrica como para recibir un chispazo desagradable, por ello hay que hacer estos experimentos bajo la supervisión de un adulto.

Les muestro un par de videos donde usan la versión del televisor para generar el campo, y los chicos se dan sus sustos eléctricos.

En pasadas entradas he comentado sobre usar televisores en experimentos electroestáticos. Sé que esos aparatos están de salida del mercado, son obsoletos frente a las flamantes pantallas de cristal líquido, que no sirven para estas demostraciones físicas

Con todo, creo que los iconos de la eléctricidad como Faraday hubieran deseado contar con generadores electroestáticos de viejas TVs para sus experimentos. Tal vez, en un futuro lejano, un niño relizará experimentos con un aparato viejo, sus experimentos serán con lo que hoy intentamos hacer en los laboratorios más sofisticados del mundo. Tal vez este niño juegue a formar sus partículas subatómicas, algo que hoy solo se hace en laboratorios profesionales... pero esa es otra historia para este blog. 

Felices Experimentos!!

¿Qué le pasa a un disco compacto CD vs un alto voltaje?

La corriente atraviesa la parte conductora, el recubrimiento del CD, como todos los materiales, presenta una resistencia al paso de los electrones por lo cual se disipa energía como calor. Sin embargo, es tan alta la corriente que la capa metálica se evapora rápidamente. La velocidad es tal que el sustrato de plástico permanece sin daño.

Este video lo podemos clasificar en el archivo de destrucción de objetos cotidianos, o actividades ociosas. Yo prefiero etiquetarlo en efecto Joule. :)

¿Me pregunto si el creador del video tenía la intención de ejemplificar un efecto de física? Seguramente, no; pero la física no es una materia de un salón con pizarrón, es una forma de ver la vida cotidiana.

Enlaces relacionados con explosiones:

¿Por qué explotó la olla express de mi abuelita?

Condensadores electrolíticos que explotan

¿Explosión astronómica que viaja más rápido que la luz?: un eco de luz

Experimento casero: un encendedor y dos globos colgantes

Son varios los experimentos que demuestran que la humilde llama de una vela o de un encendedor es un gas ionizado, incluso cuando la temperatura es lo suficientemente alta lo podemos llamar plasma.

El video lo que muestra son dos globos cargados negativamente, se pueden frotar contra el cabello para hacer esto. Los globos son atraídos por los iones negativos de la flama. Entonces, la fuerza de repulsión original entre los globos colgantes disminuye. Podemos colocar la llama en diferentes posiciones y jugar/observar diferentes resultados.

Somos pocos consientes de la cantidad de plasma que nos rodea. Después de todo hay pocas criaturas que viven entre llamas, sin contar las criaturas infernales o el fenix, todas imaginarias. Pero todas las estrellas son plasma, por lo que la cantidad de estado de materia es mayor al líquido, solido o gaseoso juntos. Con todo, parece que hay la materia oscura es mucho mayor que la cantidad de plasma y los demás estados de materia juntos... pero eso es tema para otro post.

Por cierto, el video es parte de las creaciones de la sociedad fisik.si una sociedad polaca que busca, entre otras cosas, hacer videos educativos inovadores para enseñar ciencias. Nosotros sólo le damos un poquito más de difusión y notas a lo que estos chicos hacen y que hacen muy bien.

En fin, esta demostración es tan sencilla que se puede hacer para estudiantes de primaria o licenciatura, en cualquier caso es divertida de hacer y más de realizar.

¡Felices experimentos!

Motor magnético y térmico de níquel

El video muestra un motor singular. La rueda está hecha de agujas de níquel, que a temperatura ambiente, es atraído por el imán. Pero la aguja más cercana al imán es calentada hasta un punto donde deja de ser atraída por el imán. Se pierde el equilibrio mecánico/magnético de la rueda, por lo el imán atrae a la siguiente aguja más cercana, haciendo girar la rueda. El proceso se repite y la rueda puede girar.

En general, ante un imán, los materiales pueden alinear -en alguna geometría- las nubes electrónicas de sus moléculas, evidenciado con la atracción de ese material; por ejemplo, el hierro. Pero al elevar la temperatura hasta el punto de Curie, la alineación es imposible. Así, el material deja de ser atraído por el imán.

El níquel es un material ferromagnético, que a los 354 grados centígrados se convierte en para-magnético. Siendo tal temperatura fácil de alcanzar en el laboratorio, se realizó esta linda demostración digna para una clase de electromagnetismo de cualquier nivel: preparatoria, bachillerato, colegio, licenciatura, etc.

El diseño de esta máquina es viejo. Una propuesta similar la podemos encontrar en el libro: La ciencia divertida, pero la solución mostrada en el video es conceptualmente más fácil de entender pues los elemento magnetizados son descritos (no-continuos), es decir los clavos son unidades separadas del conjunto total.

Es oportuno mencionar que esta no es un máquina de movimiento perpetuo, igual como otras máquinas de las que cierta gente les atribuye propiedades magufas. La energía necesaria para mover la ruda proviene directamente del imán, pero indirectamente de elevar la temperatura. Seguro existen mecanismos ecológicos (solares o eólicas) que permitan hacer funcionar un motor similar, pero la segunda ley de la termodinámica está más que a salvo de este aparato (Yuppiiii!!!).

Finalmente, esta demostración es más elaborada que otra basada en un tuerca colgado, pero puede ser más atractiva para los estudiantes/maestros de ingeniería, química y física.

¿Cómo se puede medir la eficiencia de esta máquina?

¿Con un diagrama de fuerzas lineales y torcas puedes demostrar que la rueda gira o esta estática?

Por cierto, te recomendamos ver estos otros motores, para diferentes demostraciones científicas:
Motor de bandas de goma
Motor homopolar

Otro motor de efecto Curie

Felices experimentos!!!

P.D. Esta es una versión vertical del motor

Divirtiéndose con 244 baterías de 9V (Piensa Geek)

Jeremy nos cuenta la historia en su blog. Un día, para entretenerse (y liberar stress) tomó un montón de pilas  viejas y en lugar de lanzarlas para romper algo (la ventana del cubículo de su jefe, solo es una idea LOL) mejor las conectó en serie.

Así el voltaje de cada pila se sumó a la siguiente. siendo pilas viejas el voltaje neto fue inferior a 9*244, pero superior a los 1,000V. De modo que fue suficiente para hacer un arco eléctrico, freír el plástico de los caimanes, un CD y jugar un rato.

Por cierto, ¿Por que no explota el condensador?,  ¿necesita corriente alterna para explotar? Y mira, que ejemplos de explosiones hay varios.

Y... ¿Sí hubiera puesto la lengua entre las terminarles?, ¿se podría electrocutar?

Pues, como él dice: "Nunca lo intentes hacer en casa, es estúpido", el arco de descarga es suficiente para provocar una quemadura de segundo grado, mala idea intentarlo en casa u otro lado. 

Más aún, 50mA son suficientes para parar el corazón, y en corto-circuito de  muchas pilas de  9V en la piel puede ser suficiente para parar tus latidos.  Tal vez, con más de 10 pilas.

Viejo vs.moderno pósters de radiaciones electromagneticas

Los clásicos son así

Cuando era niño pasaba mucho tiempo viendo infografías científicas de enciclopedias y revistas. De estas imágenes hacia mis propias historias y jugaba a hacer nuevas conexiones entre los diagramas.

Este póster es un buen ejemplo de tales láminas viejas. pertenece a The Lawrencce Livermoore National Lab y fue publicado (por primera vez) en 1944. Muestra de modo didáctico los intervalos, aplicaciones y algo de la naturaleza de las ondas electromagnéticas (luz, rayos-X, ondas de radio, entre otras. El poster original cuenta con 70 Mega pixeles gloriosos, pero puedes usar a Zoom.it para navegar con más comodidad a través de sus varias historias.

Su estilo pertenece a una época en que los hechos más simples mostraban con mucha densidad y meticulosa investigación. Así, entre 1940-1990 revistas y compañías realizaban esta clase de pósters. Más que decoraciones estas láminas eran cátedras-gráficas muy completas.

Lo moderno es así

En total contraste, tenemos esta ilustración de XKCD que básicamente muestra la misma información, con menos detalles, enfatiza ciertos elementos para contar una historia central.

Mientras que el póster clásico pertenece a una época de publicación en papel, mientras que esta imagen es nativa de los tiempos digitales. Esta diseñada para verse en una pantalla de ordenador (computadora) y no para esta impresa en un formato grande.

El póster viejo requiere tiempo y mucha atención pues tiene muchos detalles.  La imagen moderna suprime detalles paro contar con velocidad un mensaje. 

Algunos expertos dirán que el póster viejo es más efectivo para mostrar su mensaje. Pero, yo sigo las ideas de E. Tufte: Veracidad, Claridad y Economía para todas las infografías. la imagen moderna es mejor, pero seguro pueden existir otras versiones que superen este ejemplo.  Ya en otro comentario hablaba de las diferencias de una clase moderna con la de hace más de 100 años... tal vez es tiempo de retomar el tema más a profundidad.

¿Cual te gusta más a ti, el póster viejo o la imagen moderna?

¿Cuál se te antoja más ver a detalle?

Imagen: ¿Cómo es el espectro de emisión de un relámpago?

Denis Joye capturó esta imagen durante una tormenta eléctrica en París. Es notable la foto porque muestra el relámpago, más aún porque cuenta con las lineas discontinuas de colores, estas son lineas espectrales de átomos e iones del aire.

¿Cómo se obtienen fotos así?

Él utilizó una rejilla de difracción de 540 lineas/mm (qué se pueden comprar en linea) en frente de la lente de su cámara. Por lo general, una diafragma-extra y delgado es necesario para obtener buenas líneas espectrales. Afortunadamente, la delgada línea del relámpago hace que el diafragma-extra sea innecesario.

Así, podemos ver un espectro de emisión bien definido y sobrepuesto a la luz blanca (continúa) del relámpago.

¡Más física... Más!

Un rayo es una serie rápida de descargas eléctricas entre el suelo y una o varias nubes. los detalles del mecanismo del fenómeno no están completamente entendidos. Pero si sabemos que la corriente del rayo es decenas a cientos de amperes. Tal corriente calienta rápido la columna de aire circundante (de unos cm de ancho y cientos de metros de largo) alcanzando temperaturas entre 20 a 30 mil grados centígrados, que es varias veces la temperatura de la superficie solar.

A estas temperaturas las moléculas del aire son disociadas, los átomos y iones forman plasma. Entonces, el espectro de la derecha en la imagen muestra líneas de transiciones electrónicas de iones de nitrógeno y átomos de hídrógeno. Tales espectros son diferentes de los que una aura boreal, pues el método de excitación y la presión del entorno (a esas alturas) es poco similar.

Así que ya tienes otra recomendación para hacer un proyecto escolar: captar espectros de emisión con tu cámara fotográfica. Puedes hacer otros proyectos similares... pero eso es tema de otra entrada para esta bitácora.

Televisión vs. Youtube; el caso de comunicar un mismo tema educativo en diferentes medios.

COMPAREMOS dos casos similares de videos educativos, uno extraído de la televisión y otro diseñado para la Internet. ¿Por qué un video funciona mejor que el otro?, ¿me puede dar una idea de cómo mejorar mis contenidos para la Internet?

Un poco de contexto

En estos días he escuchado muchas opiniones sobre la decadencia de los medios tradicionales de comunicación (llámense periódico, radio y televisión) y la gran popularidad de los medios alternos que se transmiten por Internet.

 

¿Pero que es lo que realmente los hace diferentes?; respuestas fáciles son: “en internet pueden ser las producciones más baratas”; “se apela a la complicidad y simpatía del medio (me pongo una chal en la cabeza y ya puedo actuar como mujer –como Germán Garmendia)”; ó “la libertad de hacer un programa”.

 

Para mí todas estas respuestas están mal. Pues un programa de Internet puede tener gran producción y ser caro, tener una calidad tan alta como cualquier otra producción de otro medio masiva, y la libertad (con sus límites) la ejercen de diferentes formas los comunicadores.

 

Para mí las diferencias principales entre los medios tradicionales e Internet está en su forma de conectar con la gente. Internet debe ser rápido (ya sea para entretener o para informar), enfatiza un objeto a la vez (evita distractores o complementos). Por ejemplo, los programas de televisión de entre-educación tienen demasiados elementos, pues desean abarcar todo. Por el otro lado, los videos educativos de YouTube buscan, en general, presentar, rápido una simple idea.

Ejemplos que contrastan

Vagando por la Internet me encontré dos videos, tratan el mismo tema: magnetos flotando que se equilibran en formas geométricas. El experimento es precioso para cualquier nivel de estudios, pero la forma de presentar la demostración es diferente en los dos videos. La narración de la historia es distinta, por lo que los efectos son dispares. Así es, uno tiene la narración tradicional de la televisión, y el otro tiene un lenguaje más apropiado para la Internet.

Y si hemos de decir que uno es mejor que el otro, debe ser por algo más que una apreciación estética personal. Un video es mejor que el otro porque tiene casi 17.9 veces más visitas por mes, hasta el día de hoy. Es decir, ha sido visto muchas más veces tomando en cuenta cuando se cargaron los videos a la red.

 

Estos son los videos. El primero es de Héctor Ríveros, quien participó en un concurso de experimentos científicos en un programa de televisión popular. Presenta el experimento como si fuera una conferencia especializada, y los conductores con gran esfuerzo buscan aterrizar las palabras de Héctor. Creo que Héctor perdió este concurso, y tampoco ha ganado muchas visitas al video (El video tiene 2640 en 35 meses), pues la demostración es ruidosa y fuera de balance.

 

 

En contraste, Fqmanuel narra visualmente el mismo experimento. Aquí el ángulo de la cámara es mejor, la velocidad de la demostración es mayor, no hay elementos distractores (sin conductores, sin presentador, sin chistes innecesarios, y un largo etc.), hay una edición adecuada en todo el video para mejorar la demostración. El video ha tenido, hasta la fecha, 242 396 vistas en 18 meses.

 

 

Ya en la red los videos compiten en las mismas condiciones por la audiencia. En los dos casos tienen la misma oportunidad de permear a más y más pantallas de portátiles, celulares, televisores digitales. ¿Por qué a uno le va muchísimo mejor que a otro para atraer espectadores? Pues porque los videos fueron grabados en condiciones totalmente diferentes. El video de Hector es un extracto de la TV clásica, mientras que el video de Manuel es la ejecución de un diseño para la Internet. Mismo contenido, diferente presentación; que lleva a diferencias en conectar con la gente, diferencias de audiencia.

 

Aprovecho para curarme en salud. Pues la demostración de Héctor la conozco desde los años noventa del siglo pasado. La primera vez que la vi me impacto, y Héctor ha hecho un gran serio y enorme por difundirlo: programas de cómputo, artículos y demostraciones personales, entre otras cosas.

Esta comparación solo nos sirve para encontrar las diferencias entre los formatos de la TV menos atractiva frente a la los videos de YouTube más seductores. Encontrar tal diferencia nos permitirá crear contenidos más llamativos, de más calidad y que sean más efectivos para transmitir un mensaje. Y tal vez dar una mejor clase de física u otra materia. Como nosotros lo implementemos pues... pues será otra historia para este blog.

 

Por el momento: ¡felices experimentos!!

 

 

Pregunta interactiva en video: tres resistencias formando un triangulo

Este es otro video interactivo de física para nivel preuniversitario; es decir es para estudiantes que están comenzando a estudiar los temas de electricidad, circuitos y sus similares. De verdad, espero que les sea útil y me cuenten como les fue.

Más que una lección lineal o conferencia (lecture dirían los hablan inglés) mi propósito es que el estudiante que acceda a estos videos pueda contrastar sus conocimientos previos. De ese modo se puede aprender algo nuevo: interactuando. Comenzar el video con una pregunta permite este proceso, pero detener la explicación y obligar a dar una respuesta preliminar exige mucho más del estudiante.

Por ello, supongo, que el número de vistas del ejercicio se verá mermada, no todos llegan al final. Pero quienes lleguen serán los que de verdad se interesan en el ejercicio. Y ese es el público objetivo de estos videos.

Poco a poco pondremos otros videos… pero esa es otra historia, por el momento les deseo felices experimentosss!!!