NuEvAs tEcNoLoGiAs Y NuEvOs MaTeRiAlEs

F2Semana 15 martes

6.13 Nuevas tecnologías y nuevos materiales: Laceres

Preguntas	Nuevas tecnologías ¿Qué es la nanotecnología?	¿Cuáles son las aplicaciones de la nanotecnología?	Nuevos materiales ¿Qué es un material superconductor?	¿Cuáles son las aplicaciones de los materiales superconductores?	Laceres ¿Qué es un rayo laser?	¿Cuáles son las aplicaciones del rayo laser?
Equipo	2	6	3	1	4	5
Respuestas	La nanotecnología es una nueva tecnología que se basa en la manipulación de materiales microscópicos. Para comprender mejor este concepto, es de gran ayuda conocer lo que el término “nano” significa. Éste se refiere a una unidad de medida que corresponde a la milmillonésima parte de un metro. Esta es una medida tan pequeña, que si juntamos cinco átomos y los ponemos en línea, recién ahí juntamos un nanómetro. Por ende, la nanotecnología corresponde a la creación y manipulación de aquellos materiales que entren en esta pequeñísima escala, que va desde los 5 a los 50 o 100 átomos.	Las aplicaciones a medio y largo plazo son infinitas. Los campos que están experimentando contínuos avances son: - Energias alternativas, energía del hidrógeno, pilas (células) de combustible, dispositivos de ahorro energético. Administración de medicamentos, especialmente para combatir el cáncer y otras enfermedades.-Computación cuántica, semiconductores, nuevos chips. -Seguridad. Microsensores de altas prestaciones. Industria militar. Aplicaciones industriales muy diversas: tejidos, deportes, materiales, automóviles, cosméticos, pinturas, construcción, envasados alimentos, pantallas planas... Contaminación medioambiental. Prestaciones aeroespacioles: nuevos materiales, etc. - Fabricación molecular.	Se denomina superconductividad a la capacidad intrínseca que poseen ciertos materiales para conducir corriente eléctrica sin resistencia ni pérdida de energía en determinadas condiciones. La resistividad eléctrica de un conductor metálico disminuye gradualmente a medida que la temperatura se reduce.	Algunas aplicación de los superconductores por ejemplo las fibras ópticas (el superconductor por excelencia) son en las telecomunicaciones  debido a su  resistencia en las interferencias electromagnéticas.	El rayo láser es un haz de luz supermasivo que se caracteriza por manterse limitado a una pequeña área de superficie, no perdiendo su fuerza por la difusión en su alrededor.	Industria Los haces enfocados pueden calentar, fundir o vaporizar materiales de forma precisa. Por ejemplo, los láseres se usan para taladrar diamantes, modelar máquinas herramientas, recortar componentes micro electrónico, calentar chips semiconductores, cortar patrones de moda, sintetizar nuevos materiales o intentar inducir la fusión nuclear controlada.  Investigación científica Los láseres se emplean para detectar los movimientos de la corteza terrestre y para efectuar medidas geodésicas. También son los detectores más eficaces de ciertos tipos de contaminación atmosférica. Los láseres se han empleado igualmente para determinar con precisión la distancia entre la Tierra y la Luna y en experimentos de relatividad. Comunicaciones La luz de un láser puede viajar largas distancias por el espacio exterior con una pequeña reducción de la intensidad de la señal. Debido a su alta frecuencia, la luz láser puede transportar, por ejemplo, 1.000 veces más canales de televisión de lo que transportan las microondas. Por ello, los láseres resultan ideales para las comunicaciones espaciales Medicina Con haces intensos y estrechos de luz láser es posible cortar y cauterizar ciertos tejidos en una fracción de segundo sin dañar al tejido sano circundante. El láser se ha empleado para `soldar' la retina, perforar el cráneo, reparar lesiones y cauterizar vasos sanguíneos. También se han desarrollado técnicas láser para realizar pruebas de laboratorio en muestras biológicas pequeñas. Tecnología militar Los sistemas de guiado por láser para misiles, aviones y satélites son muy comunes. La capacidad de los láseres de colorante sintonizables para excitar de forma selectiva un átomo o molécula puede llevar a métodos más eficientes para la separación de isótopos en la fabricación de armas nucleares.

Actividades con Rayo laser.

1.- Se usa un emisor láser de tipo común (llavero). Al apuntar con el emisor a una superficie se puede observar un punto rojo que corresponde a la incidencia del rayo láser sobre esa superficie. Si se espolvorea un polvo entre el emisor y el punto se puede observar el rayo láser debido a la reflexión del mismo en las partículas de polvo.
	2.- Rayo láser dentro de una caja  Se utiliza una caja de vidrio transparente dentro de la cual se coloca un poco de humo. Desde la parte externa de la caja se activa un emisor láser de tipo común (llavero), se puede observar el rayo solamente dentro de la caja fuera de ella no se percibe.
	3.- Rayo láser a través del agua  Se utiliza una caja de vidrio transparente con agua en la cual se ha agregado un poquito de leche. Se emite un rayo láser en la parte externa y se dirige de tal manera que atraviese la caja. Se puede observar que el rayo se ve claramente dentro de la caja pero no se percibe fuera de ella.
	4.- Trayectoria de la luz en una superficie transparente  En una pecera que contiene humo se coloca un vidrio transparente en posición vertical. Al hacer incidir un rayo láser, formando un ángulo con la superficie de trasparente, se puede observar que parte del rayo atraviesa la superficie y otra parte se refleja en la misma, siendo de menor intensidad el rayo reflejado.
	5.- Trayectoria de la luz en una superficie semitransparente  En una pecera que contiene humo se coloca un vidrio semitransparente en posición vertical. Al hacer incidir un rayo láser, formando un ángulo con la superficie semitransparente, se puede observar que parte del rayo atraviesa la superficie y otra parte se refleja en la misma, siendo de mayor intensidad el rayo reflejado.
	6.- Trayectoria de la luz en una superficie no transparente opaca  En una pecera que contiene humo se coloca una superficie no transparente opaca en posición vertical. Al hacer incidir un rayo láser, formando un ángulo con esa superficie, se puede observar que el rayo no se refleja.
	7.- Trayectoria de la luz en una superficie no transparente reflectante  En una pecera que contiene humo se coloca un espejo en posición vertical. Al hacer incidir un rayo láser, formando un ángulo con esa superficie no transparente, se puede observar que el rayo se refleja.
	8.- Reflexión especular de la luz  Se utiliza una pecera que contiene un poco de humo. Al hacer incidir un rayo láser, proveniente de un apuntador, sobre un espejo colocado en su base, se puede observar que el rayo se refleja de forma nítida.
	9.- Reflexión difusa de la luz  Se utiliza una pecera que contiene un poco de humo. Al hacer incidir un rayo láser, proveniente de un apuntador, sobre una superficie corrugada colocada en su base, se puede observar que el rayo se refleja de manera difusa.
	10.- Ley de la Reflexión de la Luz  Se utiliza una pecera que contiene un poco de humo. Al hacer incidir un rayo láser, proveniente de un apuntador, sobre un espejo colocado en su base, se puede observar que el ángulo del rayo incidente es igual al ángulo del rayo reflejado.
	11.- Doble reflexión en espejos que forman 90º  Se dispone de dos pequeños espejos que forman 90º entre sí y se encuentran ubicados dentro de una caja de vidrio transparente con humo. Al hacer incidir un haz de rayo láser en uno de los espejos y ajustarlo de tal manera que se refleje en el otro, se puede observar que el rayo de la segunda reflexión es paralelo al rayo incidente.
	12.- Doble reflexión en espejos que forman 120º  Se dispone de dos pequeños espejos que forman 120º entre sí y se encuentran ubicados dentro de una caja de vidrio transparente con humo. Al hacer incidir un haz de rayo láser en uno de los espejos y ajustarlo de tal manera que se refleje en el otro, se puede observar que el rayo de la segunda reflexión es divergente con respecto al rayo incidente.
	Doble reflexión de la luz 45º  Se dispone de dos pequeños espejos que forman 45º entre sí y se encuentran ubicados dentro de una caja de vidrio transparente con humo. Al hacer incidir un haz de rayo láser en uno de los espejos y ajustarlo de tal manera que se refleje en el otro, se puede observar que el rayo de la segunda reflexión es convergente con el rayo incidente, formándose un triángulo de rayos láser entre los espejos.

Industria

Los haces enfocados pueden calentar, fundir o vaporizar materiales de forma precisa. Por ejemplo, los láseres se usan para taladrar diamantes, modelar máquinas herramientas, recortar componentes microelectrónicos, calentar chips semiconductores, cortar patrones de moda, sintetizar nuevos materiales o intentar inducir la fusión nuclear controlada.

 Investigación científica

Los láseres se emplean para detectar los movimientos de la corteza terrestre y para efectuar medidas geodésicas. También son los detectores más eficaces de ciertos tipos de contaminación atmosférica. Los láseres se han empleado igualmente para determinar con precisión la distancia entre la Tierra y la Luna y en experimentos de relatividad.

Comunicaciones

La luz de un láser puede viajar largas distancias por el espacio exterior con una pequeña reducción de la intensidad de la señal. Debido a su alta frecuencia, la luz láser puede transportar, por ejemplo, 1.000 veces más canales de televisión de lo que transportan las microondas. Por ello, los láseres resultan ideales para las comunicaciones espaciales

Medicina

Con haces intensos y estrechos de luz láser es posible cortar y cauterizar ciertos tejidos en una fracción de segundo sin dañar al tejido sano circundante. El láser se ha empleado para `soldar' la retina, perforar el cráneo, reparar lesiones y cauterizar vasos sanguíneos. También se han desarrollado técnicas láser para realizar pruebas de laboratorio en muestras biológicas pequeñas.

Tecnología militar

Los sistemas de guiado por láser para misiles, aviones y satélites son muy comunes. La capacidad de los láseres de colorante sintonizables para excitar de forma selectiva un átomo o molécula puede llevar a métodos más eficientes para la separación de isótopos en la fabricación de armas nucleares. 

recapitulacion

Recapitulación  13

Resumen  del  martes y jueves

Lectura  del  resumen por  equipo

Aclaración de dudas

Ejercicio

Registro de asistencia

Equipo	1	2	3	4	5	6
Resumen	El dia martes se realizaron las ultimas exposiciones que fueron la de astrología y la del presente equipo “fibras ópticas” El jueves nos dedicamos a revisar los primeros principio de la fisica moderna. Lo queremos Managus!!	El Martes terminamos de ver las presentaciones de nuestros compañeros. El jueves las actividades fueron más variadas como dos actividades,en  la primera se simulaba el tiempo en una nave en el espacio con respecto a la tierra  despues de esto vimos unos vídeos sobre los postulados de algunos cientificos como Newton & Einstein.	el dia martes finalizaron las exposiciones  de la fibra óptica y astrología.  el jueves empezamos con el tema de los principios de la fisica. realizamos ejercicios con un simulador y un video sobre la relatividad.	El día martes se realizaron las últimas exposiciones que trataron de astrología, y sobre las fibras ópticas y sus usos. Vimos unos aparatos, que demostraban que la gravedad viajaba a la misma velocidad de la luz. Vimos un video dela relatividad de Albert	El día martes vimos la exposición de nuestras compañeras con los temas de astrología y fibra óptica. El día jueves empezamos el tema de los principios de la Física moderna y realizamos con simuladores como seria el tiempo en la tierra o en plutón y el tiempo se vuelve más lento en una nave espacial.	el dia martes expusimos los equipos que habiamos quedado pendientes. el jueves vimos el tema de los principios de la fisica moderna y con un simulador vimos que la gravedad viaja a la misma velocidad de la luz. y vimos un video relacionado con la relatividad.

semana 13 jueves

Medición  de la velocidad de la luz, cambiando el ángulo de rotación en el disco del Experimento de Michelson –Morley.

Equipo	Angulo de rotación	Imagen   en el simulador
1	0 grados
2	30
3	60
4	90
5	120
6	150

Dilatación del Tiempo
Una nave espacial está volando a una distancia de 5 horas-luz desde la Tierra hasta el planeta Plutón, por ejemplo. La velocidad puede ser regulada con el botón superior.
La aplicación demuestra que el reloj de la nave va más lento que los dos relojes del sistema en el que la Tierra y Plutón están en reposo.

Equipo	Velocidad de la luz	Imagen   en el simulador
1	.5
2	.6
3	.7
4	.8
5	.9
6	.99

Conclusiones:

1)     Experimento 1  ¿Qué ocurre a la velocidad de la luz?

2)    Experimento 2  ¿Qué ocurre al tiempo en el sistema Tierra, nave, Plutón?

Videos:

http://avibert.blogspot.com/2010/08/relatividad-especial-teoria-de-albert.html

Semana 13 martes

F2Semana 13 martes

6.7 Postulados de la relatividad especial y sus consecuencias.

6.8 Equivalencia entre la masa y la energía y sus consecuencias prácticas.

6.9 Evolución de la ciencia.

Preguntas	¿Qué dice la teoría de la relatividad especial?	¿Cuáles son los postulados de la relatividad especial?	¿Cuáles son los modelos matemáticos que representan los postulados?	¿En qué consiste la equivalencia entre la masa y la energía?	¿Cuáles son las consecuencias prácticas de la equivalencia masa-energía?	¿Cómo han evolucionado las ciencias físicas?
Equipo	5	1	6	4	3	2
R E S P U E S T A S	Es una teoría física. Surge de la observación de que la velocidad de la luz en el vacio es igual en todos los sistemas de referencia inerciales y de sacar todas las consecuencias.	PRIMER POSTULADO: La observación de un fenómeno físico por más de un observado inercial deber resultar en un acuerdo entre los observadores sobre la naturaleza de la realidad SEGUNDO POSTULADO: La luz siempre se propaga en el vacio con una velocidad constante que es independiente del estado de movimiento del cuerpo del emisor		indica que la masa conlleva una cierta cantidad de energía aunque la primera se encuentre en reposo, concepto ausente en mecánica clásica, esto es, que la energía en reposo de un cuerpo es el producto de su masa por su factor de conversión (velocidad de la luz al cuadrado), o que cierta cantidad de energía de un objeto en reposo por unidad de su propia masa es equivalente a la velocidad de la luz al cuadrado	E = m c2  Esta relación es considerada un Principio debido a que no tiene una demostración general y se comprobó que es válida universalmente para toda forma de energía.	Los avances científicos del siglo XVII prepararon el camino para el siguiente siglo, llamado a veces `siglo de la correlación' por las amplias generalizaciones que tuvieron lugar en la ciencia. Entre ellas figuran la teoría atómica de la materia postulada por el químico y físico británico John Dalton, las teorías electromagnéticas de Michael Faraday y James Clerk Maxwell, también británicos, o la ley de la conservación de la energía, enunciada por el físico británico James Prescott Joule y otros científicos. La teoría biológica de alcance más global fue la teoría de la evolución, propuesta por Charles Darwin en su libro El origen de las especies, publicado en 1859, que provocó una polémica en la sociedad —no sólo en los ámbitos científicos— tan grande como la obra de Copérnico. Sin embargo, al empezar el siglo XX el concepto de evolución ya se aceptaba de forma generalizada, aunque su mecanismo genético.

http://www.elortegui.org.es/ciencia/joomla/datos/2BACHFIS/05moderna.html

Videos:

http://avibert.blogspot.com/2010/08/relatividad-especial-teoria-de-albert.html