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Láser

Láser

El término láser proviene del inglés laser (pronunciado [léiser]), acrónimo de light amplification by stimulated emission of radiation ('Amplificación de Luz por Emisión Estimulada de Radiación'). Es un dispositivo que utiliza un efecto de la Mecánica cuántica (la emisión inducida o estimulante) para generar un haz de luz coherente de un medio adecuado con el tamaño, la forma y la pureza controlados.

Características

Un láser es un haz de luz colimado, monocromático y coherente. También se llama láser al dispositivo que es capaz de generar este haz. Las fuentes de luz comunes (tales como los focos o bombillas de luz eléctrica) emiten fotones en casi todas las direcciones, generalmente en una amplia gama de longitudes de onda. La mayoría de las fuentes de luz son también incoherentes; es decir, no están relacionadas las fases de los fotones emitidos por la fuente de luz. En cambio un láser emite generalmente los fotones en un rayo estrechísimo, perfectamente definido, coherente y a menudo polarizado. Esta luz es prácticamente monocromática (de un solo color), ya que consiste en una sola longitud de onda o color.

Procesos

Los láseres constan de un medio activo consistente en una especie capaz de generar el láser. Hay cuatro procesos básicos que se producen en la generación del láser, denominados bombeo, emisión espontánea de radiación, emisión estimulada de radiación y absorción.

Bombeo

Se provoca mediante una fuente de radiación (una lámpara) o el paso de corriente eléctrica que provoca la excitación de la especie activa, es decir, parte de sus electrones pasan del estado fundamental (de baja energía) a distintos estados de energía más elevados. Estos electrones van a estar poco tiempo en estos estados, y pasarán a un estado intermedio metaestable en donde permanecen un tiempo relativamente largo (en el orden de los milisegundos)..

Emisión espontánea de radiación

Los electrones que vuelven al estado fundamental emiten un fotón; es un proceso aleatorio y la radiación tendrá distintas direcciones y fases, por lo que se genera una radiación monocromática incoherente.

Emisión estimulada de radiación

La emisión estimulada, base de la generación de radiación de un láser, se produce cuando un átomo en estado excitado recibe un estímulo externo que lo lleva a emitir fotones y así retornar a un estado menos excitado. El estimulo en cuestión proviene de la llegada de un fotón con energía similar a la diferencia entre la energía los dos estados. Los fotones así emitidos por el átomo estimulado poseen fase, energía y dirección similares a las del fotón externo que les dio origen. La emisión estimulada descripta es la raíz de muchas de las características de la luz láser. No sólo produce luz coherente y monocroma sino, también, "amplifica" la emisión de luz, ya que, por cada fotón que incide sobre un átomo excitado, se genera otro fotón.4

Absorción

Proceso mediante el cual se absorbe un fotón, donde el sistema atómico se mueve a su estado de energía más alto, pasando un electrón al estado metaestable. Este fenómeno compite con el de la emisión estimulada de radiación.

Usos de láseres

Cuando se inventó en 1960, se denominaron como "una solución buscando un problema a resolver". Desde entonces se han vuelto omnipresentes, se pueden encontrar en miles de aplicaciones muy variadas en cualquier sector del la sociedad moderna. Esto incluye campos como la electrónica de consumo, las tecnologías de la información (informática), ciencia, medicina, el sector industrial y militar. En varias aplicaciones, los beneficios de los láseres se deben a sus propiedades físicas como la coherencia, la alta monocromaticidad y la capacidad de alcanzar potencias extremadamente altas. A modo de ejemplo, un haz láser altamente coherente puede ser enfocada por debajo de su límite de difracción, que a longitudes de onda visibles corresponde solamente a unos poco nanómetros. Esta propiedad permite al láser grabar gigabytes de información en las microscópicas cavidades de un DVD o CD. También permite a un láser de media o baja potencia alcanzar intensidades muy altas y usarlo para cortar, quemar o incluso vaporizar materiales.

Tipos de láseres

- Láseres de estado sólido
- Láseres de gases (transiciones electrónicas; ej: He-Ne)
- Láseres de gases (transiciones vibracionales de los átomos; ej: CO2)
- Láseres de colorantes
- Láseres de diodos semiconductores
- Láseres de electrones libres
- Frecuentemente usados en dermatología para quitar tatuajes, marcas de nacimiento y vello:
- Argón (488 or 514.5 nm)
- Rubí (694 nm)
- Alexandrita (755 nm)
- Pulsed diode array (810 nm)
- Nd:YAG (1064 nm)
- Ho:YAG (2090 nm)
- Er:YAG (2940 nm) Diodo láser [http://www.um.es/LEQ/laser/index.htm La aventura del Láser (lo explica todo)] Categoría:Óptica Categoría:Diodos Categoría:Recursos de la ciencia ficción ja:レーザー ko:레이저

Idioma inglés

El inglés (English) es un idioma originario del norte de europa de raíz germánica que se desarrolló en Inglaterra, esparcido desde su origen por todas las islas Británicas y en muchas de sus antiguas colonias de ultramar.

Lengua franca

El inglés es probablemente el tercer o cuarto idioma del mundo en número de hablantes que lo tienen como lengua materna: 402 millones de hablantes en 2002, y el más hablado como segunda lengua. La importancia cultural, económica, militar, política y científica de los EE.UU. y del Reino Unido durante los dos últimos siglos le ha dado a la lengua inglesa el preeminente estatus como lingua franca o internacional. El conocimiento del idioma inglés es prácticamente un requisito para trabajar en las instituciones académicas internacionales, por ejemplo. el ingles es uno de las lenguas mas ioficiales de todo el mundo

Familia lingüística

El inglés pertenece a la familia germánica del indoeuropeo. El pariente lingüístico vivo más similar al inglés es sin duda el frisón, un idioma hablado por aproximadamente medio millón de personas en la provincia holandesa de Frisia, cercana a Alemania, y en unas cuantas islas en el Mar del Norte.

Historia

Orígenes

El inglés desciende del idioma que hablaron las tribus germánicas que migraron de lo que hoy es el norte de Alemania (y parte de Dinamarca) a la tierra que habría de conocerse como Inglaterra. Esta tribus son identificadas tradicionalmente con los nombres de frisones, anglos, sajones y jutos. Su lengua se denomina sajón antiguo o antiguo bajo alemán. Según la Crónica Anglosajona, alrededor del año 449, Vortigern, rey de las islas británicas, extendió una invitación a unos anglos dirigidos por Hengest y Horsa para que le ayudaran contra los pictos. A cambio, a los anglos se les concederían tierras en el sureste. Se buscó más ayuda, y en respuesta acudieron anglos, sajones y jutos. La Crónica documenta que la subsiguiente llegada de «colonos» que finalmente establecieron siete reinos: Nortumbria, Mercia, Anglia Oriental, Kent, Essex, Sussex y Wessex. Sin embargo, a juicio de la mayoría de los estudiosos modernos, esta historia anglosajona es legendaria y de motivación política.

Inglés antiguo

Estos invasores germánicos dominaron a los habitantes de habla celta, cuyos idiomas sobrevivieron principalmente en Escocia, Gales, Cornualles e Irlanda. Los dialectos que hablaban estos invasores formaron lo que se habría de llamar inglés antiguo, que fue un idioma muy parecido al frisón moderno. El ingles antiguo tuvo la fuerte influencia de otro dialecto germánico, el noruego antiguo, hablado por los vikingos que se asentaron principalmente en el noreste de la Gran Bretaña. Las palabras inglesas English (inglés) y England (Inglaterra) se derivan de palabras que se referían a los anglos: englisc y Englaland.

Inglés medio

Durante los 300 años posteriores a la conquista normanda de Inglaterra en 1066, los reyes de Inglaterra hablaron solamente francés, idioma que se empleó como lengua de la corte. Se asimiló en el inglés antiguo una gran cantidad de palabras francesas, algunas de las cuales formaron dobletes con palabras sajonas. Además, el inglés antiguo perdió la mayoría de sus inflexiones, proceso del que nació el inglés medio. Alrededor del año 1500, el Gran Desplazamiento Vocálico transformó el inglés medio en inglés moderno. Las obras literarias supervivientes más famosas del inglés antiguo y medio son, respectivamente, Beowulf y Los cuentos de Canterbury, de Geoffrey Chaucer.

Inglés moderno

El inglés moderno, el idioma que se describe en este artículo, empezó a surgir alrededor de la época de William Shakespeare.

Estatus del idioma

- Idioma a nivel de facto: Reino Unido y los Estados Unidos.
- Idioma oficial en: Australia, Bahamas, Barbados, Fiji, Belice, Botswana, Dominica, Ghana, Gambia, Gibraltar (R.U.), Guam(EE.UU.), Guyana, Islas Caimán (R.U.), Bermudas (R.U.), Islas Malvinas (R.U.), Isla de Monserrat (R.U.), Islas Pitcairn (R.U.), Islas Santa Elena (R.U.), Tristan da Acuna (R.U.), Islas Vírgenes (EE.UU. y R.U.), Islas Salomón, Jamaica, Lesotho, Liberia, Malawi, Marianas del Norte (EE.UU.), Mauricio, Nauru, Nigeria, Papúa Nueva Guinea, Samoa Americana, Santa Lucía, San Kitts y Nevis, Sierra Leona, Swazilandia, Trinidad y Tobago, Granada, San Vicente y las Granadinas, Uganda, Zambia y Zimbabwe.
- Idioma cooficial:Bangladesh, Brunei, Canadá, República Sudafricana, Irlanda, Israel, Kenia, Kiribati, Camerún, Egipto, Emiratos Árabes Unidos, Namibia, Nueva Zelanda, Chagos, Diego García, Islas Marshall (EE.UU.), India, Líbano, Malasia, Malta, Myanmar (Antes Birmania), Filipinas, Pakistan, Puerto Rico (EE.UU.), Seychelles, Sri Lanka (antes Ceilán), Singapur, Tanzania, Tokelau yTonga .
- Minorías en: Antillas Neerlandesas, Costa Rica, Guinea Ecuatorial, Delta Amacuro y Bolivar (Venezuela), Honduras, Hong Kong (China), Malasia, México, Panamá (no tanto desde la devolución del Canal de Panamá), Pará (Brasil), Samoa, Surinam, Tuvalu etc.

Dialectos regionales

Europa
- Inglés británico
- Inglés escocés
- Inglés irlandés América
- Inglés estadounidense
- Septentrional
- Occidental
- Meridional
- Central
- Inglés canadiense
- Inglés caribeño
- Inglés jamaiquino
- Inglés de Terranova
- Spanglish Oceanía
- Inglés australiano
- Inglés neozelandés Asia
- Inglés asiático
- Manglish
- Singlish
- Inglés Filipino África
- Inglés liberiano
- Inglés sudafricano

Véase también

- Engrish
- Mancomunidad Británica de Naciones

Enlaces externos

- [http://www.englishcom.com.mx/tips/errors.html Errores usuales con el inglés]
- [http://www.oed.com/ Diccionario Inglés de Oxford]
- [http://www.mansioningles.com La Mansión del Inglés] - Curso de Inglés online.
- [http://www.todosloscursosdeingles.com Todos los cursos inglés] - Buscador y directorio de Cursos de Inglés.
- [http://www.freelang.net/espanol/diccionario/ingles.html Diccionario Freelang] - Diccionario inglés-español/español-inglés.
- [http://www.tomisimo.org/ Tomísimo.org] Diccionario inglés-español/español-inglés.
- [http://www.wordreference.com/ Wordreference.com] Diccionario inglés-español/español-inglés.
- [http://www.spanishdict.com/ Spanishdict.com] Diccionario inglés-español/español-inglés.
- [http://www.majstro.com/Web/Majstro/dict.php?bronTaal=eng&doelTaal=spa&gebrTaal=epo Majstro] - Diccionario multilingüe.
- als:Englische Sprache ja:英語 ko:영어 ms:Bahasa Inggeris simple:English language th:ภาษาอังกฤษ zh-min-nan:Eng-gí sp:Spanglish

Radiación

En Física, la radiación es un modo de propagación de la energía a través del espacio, de forma análoga a la luz. La radiación, propiamente dicha, se refiere a la transportada por ondas electromagnéticas, llamada, en consecuencia, radiación electromagnética. No obstante, se utiliza esta expresión también para referirse al movimiento de partículas a gran velocidad en el medio, con apreciable transporte de energía, que recibe el nombre de radiación corpuscular. Si el transporte de energía es suficientemente elevado como para provocar ionización en el medio circundante, se habla de radiación ionizante. Aunque no es del todo correcto, es habitual emplear la palabra radiación, por extrapolación, para referirse a las radiaciones ionizantes.

Tipos de radiaciones

- radiación ionizante
- radiación de Cerenkov
- radiación corpuscular
- radiación electromagnética
- radiación solar
- radiación de supervoltaje ---- En Anatomía, se utiliza el término radiación para referirnos a una estructura que diverge desde un centro común:
- radiación acústica
- radiación del cuerpo calloso
- radiación estríotalámica
- radiación óptica
- radiación piramidal
- radiación talámica
- radiación tegmentaria Categoría:Física Categoría:Climatización ja:放射線 ko:방사선

Mecánica cuántica

de un átomo de hidrógeno posee niveles de energía definidos y discretos denotados por un número cuántico n=1,2,3,... y valores definidos de momento angular caracterizados por la notacion: s, p, d,... Las areas brillantes en la figura corresponden a densidades de probabilidad elevadas de encontrar el electrón en dicha posicion.]] La mecánica cuántica, también conocida como física cuántica, es la parte de la física que estudia el movimiento de las partículas muy pequeñas, el comportamiento de la materia a escala muy pequeña. El concepto de partícula "muy pequeña" atiende al tamaño en el cual comienzan a notarse efectos como la imposibilidad de conocer con exactitud arbitraria y simultáneamente la posición y el momento de una partícula (véase Principio de indeterminación de Heisenberg), entre otros. A tales efectos suele denominárseles "efectos cuánticos". Así, la Mecánica cuántica es la que rige el movimiento de sistemas en los cuales los efectos cuánticos sean relevantes. Se ha documentado que tales efectos son importantes en materiales mesoscópicos (unos 1.000 átomos). Las suposiciones más importantes de esta teoría son las siguientes:
- La energía no se intercambia de forma continua, sino que en todo intercambio energético hay una cantidad mínima involucrada, es decir un cuanto (cuantización de la energía).
- Al ser imposible fijar a la vez la posición y el momento de una partícula, se renuncia al concepto de trayectoria, vital en Mecánica clásica. En vez de eso, el movimiento de una partícula queda regido por una función matemática que asigna, a cada punto del espacio y a cada instante, la probabilidad de que la partícula descrita se halle en tal posición en ese instante (al menos, en la interpretación de la Mecánica cuántica más usual, la probabilística o "de Copenhague"). A partir de esa función, o función de ondas, se extraen teóricamente todas las magnitudes del movimiento necesarias. Aunque la estructura formal de la teoría está bien desarrollada, y sus resultados son coherentes con los experimentos, no sucede lo mismo con su interpretación, que sigue siendo objeto de controversias. La teoría cuántica fue desarrollada en su forma básica a lo largo de la primera mitad del siglo XX. El hecho de que la energía se intercambie de forma discreta se puso de relieve por hechos experimentales como los siguientes, inexplicables con las herramientas teóricas "anteriores" de la mecánica clásica o la electrodinámica:
- Espectro de la radiación del Cuerpo negro, resuelto por Max Planck con la cuantización de la energía. La energía total del cuerpo negro resultó que tomaba valores discretos más que continuos. Este fenómeno se llamó cuantización, y los intervalos posibles más pequeños entre los valores discretos son llamados quanta (singular: quantum, de la palabra latina para "cantidad", de ahí el nombre de mecánica cuántica.") El tamaño de los cuantos varía de un sistema a otro.
- Bajo ciertas condiciones experimentales, los objetos microscópicos como los átomos o los electrones exhiben un comportamiento ondulatorio, como en la interferencia. Bajo otras condiciones, las mismas especies de objetos exhiben un comportamiento corpuscular, de partícula, ("partícula" quiere decir un objeto que puede ser localizado en una región especial del Espacio), como en la dispersión de partículas. Este fenómeno se conoce como dualidad onda-partícula.
- Las propiedades físicas de objetos con historias relacionadas pueden ser correlacionadas en una amplitud prohibida por cualquier teoría clásica, en una amplitud tal que sólo pueden ser descritos con precisión si nos referimos a ambos a la vez. Este fenómeno es llamado entrelazamiento cuántico y la desigualdad de Bell describe su diferencia con la correlación ordinaria. Las medidas de las violaciones de la desigualdad de Bell fueron de las mayores comprobaciones de la mecánica cuántica.
- Explicación del efecto fotoeléctrico, dada por Albert Einstein, en que volvió a aparecer esa "misteriosa" necesidad de cuantizar la energía.
- Efecto Compton. El desarrollo formal de la teoría fue obra de los esfuerzos conjuntos de muchos y muy buenos físicos y matemáticos de la época como Erwin Schrödinger, Werner Heisenberg, Albert Einstein, P.A.M. Dirac, Niels Bohr y Von Neumann entre otros (la lista es larga). Algunos de los aspectos fundamentales de la teoría están siendo aún estudiados activamente. La Mecánica cuántica ha sido también adoptada como la teoría subyacente a muchos campos de la física y la química, incluyendo en Materia condensada, Química cuántica y Física de partículas. La región de origen de la Mecánica cuántica puede localizarse en la Europa central, en Alemania y Austria, y en el contexto histórico del primer tercio del siglo XX.

Descripción de la teoría

La mecánica cuántica describe el estado instantáneo de un sistema (estado cuántico) con una función de ondas que codifica la distribución de probabilidad de todas las propiedades medibles, u observables. Algunos observables posibles sobre un sistema dado son la energía, posición, momento, y momento angular. La mecánica cuántica no asigna valores definidos a los observables, sino que hace predicciones sobre sus distribuciones de probabilidad. Las propiedades ondulatorias de la materia son explicadas por la interferencia de las funciones de onda. Estas funciones de onda pueden transformarse con el transcurso del tiempo. Por ejemplo, una partícula moviéndose en el espacio vacío puede ser descrita mediante una función de onda que es un paquete de ondas centrado alrededor de alguna posición media. Según pasa el tiempo, el centro del paquete puede trasladarse, cambiar, de modo que la partícula parece estar localizada más precisamente en otro lugar. La evolución temporal de las funciones de onda es descrita por la Ecuación de Schrödinger. Algunas funciones de onda describen distribuciones de probabilidad que son constantes en el tiempo. Muchos sistemas que eran tratados dinámicamente en mecánica clásica son descritos mediante tales funciones de onda estáticas. Por ejemplo, un electrón en un átomo sin excitar se dibuja clásicamente como una partícula que rodea el núcleo, mientras que en mecánica cuántica es descrito por una nube de probabilidad estática, esférico simétrica, que rodea al núcleo. Cuando realizamos una medida en un observable del sistema, la función de ondas se convierte en una del conjunto de las funciones llamadas funciones propias, estados propios, eigen-estados...etc del observable en cuestión. Este proceso es conocido como reducción de la función de onda. Las probabilidades relativas de ese colapso sobre alguno de los estados propios posibles es descrita por la función de onda instantánea justo antes de la reducción. Considera el ejemplo anterior sobre la partícula en el vacío. Si medimos la posición de la misma, obtendremos un valor aleatorio x. En general, es imposible para nosotros predecir con precisión qué valor de x obtendremos, aunque es probable que obtengamos un cercano al centro del paquete de ondas, donde la amplitud de la función de onda es grande. Después de que hemos hecho la medida, la función de onda de la partícula colapsa y se reduce a una que esté muy concentrada en torno a la posición observada x. La ecuación de Schrödinger es determinista en el sentido de que, dada una función de onda a un tiempo inicial dado, la ecuación suministra una predición concreta de qué función tendremos en cualquier tiempo posterior. Durante una medida, el eigen-estado al cual colapsa la función es probabilista, no determinista. Así que la naturaleza probabilista de la mecánica cuántica nace del acto de la medida.

Formulación matemática

En la formulación rigurosa matemática desarrollada por P.A.M. Dirac y John von Neumann, los estados posibles de un sistema cuántico están representados por vectores unitarios llamados (estados) que pertenecen a un Espacio de Hilbert complejo separable (llamado el espacio de estados.) La naturaleza exacta de este espacio depende del sistema; por ejemplo, el espacio de estados para los estados de posición y momento es el espacio de funciones de cuadrado integrable. La evolución temporal de un estado cuántico queda descrito por la Ecuación de Schrödinger, en la que el Hamiltoniano, el operador correspondiente a la energía total del sistema, tiene un papel central. Cada observable queda representado por un operador lineal Hermítico densamente definido actuando sobre el espacio de estados. Cada estado propio de un observable corresponde a un eigenvector del operador, y el valor propio, o eigenvalor asociado corresponde al valor del observable en aquel estado propio. Es el espectro del operador es discreto, el observable sólo puede dar un valor entre los eigenvalores discretos. Durante una medida, la probabilidad de que un sistema colapse a uno de los eigenestados viene dada por el cuadrado del valor absoluto del producto interior entre el eigen-estado (que podemos conocer teóricamente antes de medir) y el vector estado del sistema antes de la medida. Podemos así encontrar la distribucuón de probabilidad de un observable en un estado dado computando la descomposición espectral del operador correspondiente. El principio de incertidumbre de Heisenberg se representa por la aseveración de que los operadores correspondientes a ciertos observables no conmutan. Los detalles sobre la formulación matemática se encuentran en el artículo Formulación matemática de la mecánica cuántica.

Véase también

- Química cuántica
- Computación cuántica
- Teoría de la relatividad
- Citas célebres de la mecánica cuántica

Referencias

- [http://www.ucm.es/info//hcontemp/leoc/hciencia.htm Otero Carvajal, Luis Enrique: "Einstein y la revolución científica del siglo XX", Cuadernos de Historia Contemporánea, nº 27, 2005, INSS 0214-400-X] ja:量子力学 ko:양자역학

Monocromático

Algo monocromático (del griego mono (uno) y chroma (χρωμα, superficie o color de la piel)) tiene un solo color. Según la disciplina, el término monocromo puede referirse a:
- En física, se utiliza más para referirse a una radiación electromagnética de una sola longitud de onda. Desde el punto de vista físico, ninguna fuente de radiación electromagnética es puramente monocromática, pues eso requeriría una onda de duración infinita. Incluso fuentes de esta radiación como los láseres tienen un pequeño rango de longitudes de ondas (conocido como ancho de banda de la fuente) sobre el que operan.
- En informática, monocromo tiene dos significados: puede indicar que se tiene un solo color que está encendido o apagado o también que tiene tonos intermedios, por lo que tiene la misma ambigüedad que blanco y negro. Para una imagen el término monocromo es esencialmente blanco y negro, pero a veces se prefiere el término monocromo para indicar que puede ser en realidad "blanco y verde", "verde y negro", etc.
- Un monitor monocromo sólo dispone de un color, normalmente blanco o verde, y normalmente también tonos intermedios (grises o tonos verdes más o menos oscuros, respectivamente). ja:モノクローム

Luz

La luz (del latín lux, lucis) es una onda electromagnética capaz de ser percibida por el ojo humano y cuya frecuencia determina su color.

El espectro electromagnético

En términos generales, el espectro electromagnético abarca, según un orden creciente de frecuencia:
- las ondas de radio
- las microondas
- los rayos infrarrojos
- la luz visible
- la radiación ultravioleta
- los rayos X
- los rayos gamma.

El espectro visible

rayos gamma La luz visible forma parte de una estrecha franja que va desde longitudes de onda de 380 nm (violeta) hasta los 780 nm (rojo). Los colores del espectro se ordenan como en el arco iris, formando el llamado espectro visible. Frecuencia y longitud de onda se relacionan por la expresión:

\nu = \frac

donde c es la velocidad de la luz en el vacío.

Objetos visibles

Hay dos tipos de objetos visibles: aquellos que por sí mismos emiten luz y los que la reflejan. El color de estos depende del espectro de la luz que incide y de la absorción del objeto, la cual determina qué ondas son reflejadas. La luz blanca se produce cuando todas las longitudes de onda del espectro visible están presentes en proporciones e intensidades iguales.

Teorías sobre la naturaleza de la luz

Teoría corpuscular

Hasta mediados del siglo XVII se creía que la luz estaba formada por corpúsculos que eran emitidos por los focos luminosos, tales como el Sol o la llama de una vela, que viajaban en línea recta y que atravesaban los objetos transparentes pero no los opacos, excitando el sentido de la vista al penetrar en el ojo. Gran parte de la popularidad de esta teoría residía en el prestigio científico de algunos de sus proponentes como Isaac Newton que había formulado leyes ópticas compatibles con esta descripción corpuscular de la luz.

Teoría ondulatoria

En 1660 Huygens demostró que las leyes de la óptica podían explicarse basándose en la suposición de que la luz tenia naturaleza ondulatoria. En aquel momento la teoría ondulatoria de la luz no fue aceptada de manera mayoritaria ya que no explicaba más aspectos observados sobre la luz que la teoría corpuscular y esta había sido apoyada por físicos destacados como Newton. En 1827 los experimentos de Young y Fresnel sobre interferencias, y otros experiencias posteriores de Foucault sobre medidas de velocidad de la luz en el seno de líquidos, mostraron que la teoría corpuscular era poco apropiada para explicar determinados fenómenos ópticos. En 1873 se produjo un avance sustancial en la comprensión de la naturaleza de la luz cuando los estudios teóricos de Maxwell sobre los campos eléctrico y magnético le permitieron aunar ambos en una única teoría denominada electromagnetismo en la que se deducía de manera natural la existencia de ondas electromagnéticas desplazándose a la velocidad de la luz, de donde se deducía que la naturaleza de esta debia ser electromagnética. La teoría se demostró cierta en los experimentos realizados por Hertz en 1888 y, hacia finales del siglo XIX, se creía que el conocimiento acerca de la naturaleza de la luz era completo.

Naturaleza cuántica de la luz

Sin embargo, la teoría electromagnética clásica no podía explicar la emisión de electrones por un conductor cuando incide luz sobre su superficie, fenómeno conocido como efecto fotoeléctrico. Este efecto consiste en la emisión espontánea de electrones (o la generación de una diferencia de potencial eléctrico) en algunos sólidos (metálicos o semiconductores) irradiados por luz. Fue descubierto y descrito experimentalmente por Heinrich Hertz en 1887 y suponía un importante desafio a la teoría electromagnética de la luz. En 1905, el joven físico Albert Einstein presentó una explicación del efecto fotoeléctrico basándose en una idea propuesta anteriormente por Planck para la emisión espontánea de radiación lumínica por cuerpos cálidos y postuló que la energía de un haz luminoso se hallaba concentrada en pequeños paquetes, que denominó cuantos de energía y que en el caso de la luz se denominan fotones. El mecanismo del efecto fotoeléctrico consistiría en la transferencia de energía de un fotón a un electrón. Cada fotón tiene una energía proporcional a la frecuencia de vibración del campo electromagnético que lo conforma. Posteriormente, los experimentos de Millikan demostraron que la energía cinética de los fotoelectrones coincidía exactamente con la dada por la fórmula de Einstein. El punto de vista actual es aceptar el hecho de que la luz posee una doble naturaleza que explica de forma diferente los fenómenos de la propagación de la luz (naturaleza ondulatoria) y de la interacción de la luz y la materia (naturaleza corpuscular). Esta dualidad onda/partícula, postulada inicialmente únicamente para la luz, se aplíca en la actualidad de manera generalizada para todas las partículas materiales y constituye uno de los principios básicos de la mecánica cuántica.

Velocidad de la luz

La velocidad de la luz en el vacío, según la Teoría de la Relatividad de Einstein, es una constante para todos los observadores y se representa mediante la letra c (del latín celeritas). En el Sistema Internacional de Unidades se toma el valor: :c = 299.792.458 m/s

Medición de la velocidad de la luz

Galileo Galilei (1564-1642), físico y astrónomo italiano, fue el primero en intentar medir la velocidad de la luz, pero fue el astrónomo danés Roemer (1644-1710) quien calculó en 1676, a partir de los eclipses de las lunas de Júpiter, que era aproximadamente 225.302 km/s.

Velocidad de las señales

Ninguna señal que contenga información puede transmitirse a velocidades superiores a la velocidad de la luz en el vacío. Este hecho es explicado en el marco de la teoría de la relatividad especial de Einstein y es una consecuencia del Principio de causalidad.

Velocidad de la luz en medios dieléctricos

La luz se propaga a velocidades menores en medios dieléctricos. Cuando en un medio material una partícula supera la velocidad de la luz correspondiente a dicho medio, se produce una emisión secundaria de luz denominada radiación Cherenkov. Este efecto se observa en reactores nucleares que utilizan el agua para apantallar emisiones de neutrones y en los grandes detectores de neutrinos de agua pesada, como el Kamiokande. También se produce un tipo de radiación Cherenkov en la alta atmósfera terrestre, causado por el impacto de rayos cósmicos y otras partículas de muy alta energía.

Cambios en la velocidad de la luz

Algunas teoría cosmológicas apuntan la posibilidad de que el valor de la velocidad de la luz en el vacío podría haber variado a lo largo de la historia del Universo aunque no hay datos observacionales que permitan demostrar esta hipótesis. Según las últimas investigaciones, entre ellas las de un astrónomo australiano, y un físico teórico portugués, este dato se está corroborando.

¿Se puede superar c?

En numerosas ocasiones se han planteado experimentos o hechos observados en los que se afirma haber superado la luz. En el marco actual de la física es difícil concebir tal hecho porque esta barrera forma parte intrínseca de la estructura del espaciotiempo. Los físicos actuales sostienen que no es posible superar la velocidad de la luz en el vacío, algo difícilmente comprensible por los no entendidos en relatividad y que es considerado, frecuentemente, como una visión fundamentalista. Muchas de las veces en que se ha dicho que se superaba c, la velocidad de la luz en el vacío, no han resultado ser más que observaciones totalmente acordes con la teoría de Einstein, teñidas de un toque de sensacionalismo por los medios de comunicación. Aunque lo correcto es especificar que en relatividad no se puede enviar información a mayor velocidad que c. Son ampliamente conocidos experimentos en los que sumas de ondas, sincronizadas del modo apropiado, producen una onda que viaja a mayor velocidad. Como también es fácilmente entendible que un faro que girase a 1 rev/seg produce una iluminación sobre una pantalla circular, de 1 seg-luz de radio con el faro situado en el centro; obviamente la zona iluminada viaja a 2
- pi
- c, pero no es posible que transmita información alguna.

Véase también

- Onda electromagnética
- Fotón
- Espectro electromagnético

Enlaces externos

- [http://www.npl.washington.edu/AV/altvw105.html "¿Más rápido que la luz láser?" - John G. Cramer, Department of Physics, University of Washington (en inglés)]
- [http://www.phys.unsw.edu.au/ANNUAL_REPORTS/2001/research5.html "¿Pueden variar las constantes fundamentales con el tiempo y la distancia?" - Victor Flambaum - University of New South Wales - Sydney (en inglés)]
- [http://www.puntog.com.mx/2002/20020816/CGA160802.htm Por la velocidad de la luz, el mundo podría ser otro (artículo)] Categoría:Óptica Categoría:Física ja:光 ko:빛 ms:Cahaya simple:Light th:แสง

Foco

La palabra foco tiene varios significados:
- En iluminación, un foco es una lámpara eléctrica de luz muy potente concentrada en una dirección.
- En geometría, un foco es un punto especial utilizado para describir una sección cónica.
- En óptica, el foco de una lente es el punto en el cual una luz colimada paralelamente al eje está enfocada.
- Véase también: autofoco, distancia focal
- En lingüística, el foco de una oración determina qué parte de ella aporta la información más relevante.
- En sistemas dinámicos, un foco es un tipo de atractor.
- En informática, el foco es el componente del entorno gráfico de usuario que está seleccionado actualmente.

Véase también

- Punto focal ja:フォーカス

Lámpara incandescente

Una lámpara incandescente, llamada comúnmente bombilla, es un dispositivo que produce luz mediante el calentamiento de un filamento metálico, hasta ponerlo al rojo blanco, mediante el paso de corriente eléctrica (por efecto Joule). El invento de la lámpara es atribuido habitualmente a Thomas Alva Edison, quien contribuyó a su desarrollo produciendo, el 21 de octubre de 1879, una bombilla práctica y viable, que lució durante 48 horas ininterrumpidas. Sin embargo varios diseños habían sido ya desarrollados en condiciones de laboratorio por otros inventores, incluyendo a Joseph Swan, Henry Woodward, Mathew Evans, James Bowman Lindsay, William Sawyer, Humphrey Davey y Heinrich Goebel. Heinrich Goebel en el año 1854 construyó lo que muchos consideran la primera bombilla, introduciendo un filamento de bambú carbonatado dentro de una botella vacía para evitar la oxidación. Continuó con el desarrollo durante los cinco años siguientes, logrando que funcionara hasta 400 horas. No solicitó una patentente inmediatamente, pero en 1893 (el mismo año de su fallecimiento) fue admitido su invento como anterior al de Edison.

Funcionamiento y partes

Heinrich Goebel Consta de un filamento de tungsteno muy fino, encerrado en una ampolla de vidrio en la que se ha hecho el vacío o se ha rellenado con un gas inerte, para evitar que el filamento se volatilice por las altas temperaturas que debe alcanzar. Se completa con un casquillo metálico, en el que se disponen las conexiones eléctricas. La ampolla varía de tamaño con la potencia de la lámpara, puesto que la temperatura del filamento es muy alta y, al crecer la potencia y el desprendimiento de calor, ha de aumentarse la superficie de enfriamiento. Inicialmente el interior de la ampolla estaba al vacío. Pero actualmente está rellena de algún gas noble (o una mezcla de ellos) que evitan la combustión del filamento. El casquillo sirve también para fijar la lámpara en un portalámparas, por medio de una rosca o una bayoneta. En Europa los casquillos de rosca están normalizados en E-14, E-27 y E-45, siendo la cifra los milímetros de diámetro. Se han conseguido mejorar las propiedades de esta lámpara en la lámpara halógena

Propiedades

La lámpara incandesdente es la de menor rendimiento luminoso de las lámparas utilizadas: 12...18 lm/W (lúmenes por vatio) y la que menor vida útil tiene, unas 1000 horas, pero es la más popular por su bajo precio y el color cálido de su luz. Además tiene un rendimiento de color bajo (temperatura de color: 3400 K), lo que produce que en los objetos iluminados se vean mal los colores fríos (violeta, azul); no obstante, es una cualidad apreciada cuando los niveles de iluminación son bajos, y de ahí su popularidad. category:Iluminación ja:電球

Fotón

El fotón (del griego φως, luz) es la partícula mediadora de la interacción electromagnética y la expresión cuántica de la luz. En física se suele utilizar el símbolo γ para referirse a un fotón. Los fotones son partículas fundamentales, componente de todas las manifestaciones de radiación electromagnética (es decir que tanto la luz, como las ondas de radio o los rayos X poseen fotones).

Características físicas

#Toda la radiación electromagnética está cuantizada en forma de fotones. #Los fotones son partículas cuánticas y como tal tienen una doble naturaleza corpuscular ondulatoria. #Un fotón se caracteriza por su longitud de onda o frecuencia y su estado de spin. La longitud de onda determina la energía del fotón y su momento lineal. Los fotones son bosones de spin entero +1, 0, -1. #Un fotón es una partícula sin masa pero poseedora de energía. La teoría de la relatividad general predice que los fotones son afectados por la gravedad a través de la curvatura del espacio-tiempo, un hecho confirmado por la observación.

Procesos de producción-destrucción

Los fotones pueden producirse en diversos procesos:
- Saltos de los electrones entre orbitales atómicos
- Transiciones cuánticas entre los modos de rotación o vibración de una molécula.
- Transiciones de modos cuánticos en la red cristalina.
- Cualquier fluctuación de un campo electromagnético que de lugar a radiación electromagnética (por ejemplo la radiación de ciclotrón). La radiación más intensa se produce en procesos de tipo nuclear:
- Transiciones nucleares
- Aniquilación partícula-antipartícula En el vacío los fotones se mueven, por definición, a una velocidad de 299.792.458 m/s. Esta velocidad suele denotarse por la letra c en física. En otros medios su velocidad es inferior, dependiendo, en general la disminución de velocidad, de la frecuencia de la radiación asociada.

Véase también

- Cuanto
- Física de Partículas
- Óptica Categoría:Física nuclear y de partículas Categoría:Óptica ja:光子 ko:광자 simple:Photon

Longitud de onda

En ondas armónicas, la longitud de onda es el parámetro físico que indica el tamaño de una onda. Entendiendo por tamaño de la onda, la distancia entre el principio y el final de una onda completa (ciclo). La longitud de onda se define como la separación espacial existente entre dos puntos cuyo estado de movimiento es idéntico. La longitud de onda se representa con la letra griega λ (lambda).
Gráficamente, la longitud de onda puede representarse de tres modos, dependiendo del punto de origen que se eligiese:
- Cresta a cresta.
- Valle a valle.
- Punto de equilibrio a punto de equilibrio. Imagen:longitud de onda.png (en el caso de la onda de la imagen: valle a valle). La longitud de onda es igual a la velocidad de propagación de la onda en el medio dividida por su frecuencia. Imagen:Longionda2.png Figura 1.- Representación de una onda senoidal En la representación de una onda senoidal de la Figura 1, se puede apreciar la longitud de onda como la distancia entre dos crestas consecutivas. El valor I del eje y representa cualquier magnitud física susceptible de variar en función de x, en este caso de la distancia recorrida por la onda. :1 Å= 10^-10 m En el S.I. las unidades son el nanómetro (nm); 1 nm = 10^-9 m o el micrómetro (μm); 1 μm = 10^-6 m En óptica, (la luz es una radiación electromagnética) la unidad de medida de la longitud de onda es el angstrom En sonido, la longitud de onda se mide en metros, como cualquier otra distancia. Se pueden usar los múltiplos del metro como el kilómetro o sus submúltiplos como el centímetro (cm), el milímetro (mm) y el nanómetro (nm). Véase
- onda
- Radiación electromagnética
- Propagación del sonido y Efecto Doppler --------------- Longitud de onda es el titulo de un álbum de 1978 de Van Morrison Categoría:Mecánica ondulatoria Categoría:Parámetros de sonido ja:波長 ko:파장 th:ความยาวคลื่น

Fase

El momento o punto en el que dos señales se encuentran en un instante determinado se llama fase. La fase de una onda expresa la posicion relativa de un monte o valle de esta onda, con respecto a otra onda. Imagen: onda sinusoide.png La fase, representada por la letra griega Fi (φ) y puede medirse como un tiempo, una distancia, o un ángulo(en grados 0º a 360º). Cuando esa distancia, tiempo o ángulo es cero, se dice que las ondas están en fase. Por el contrario, cuando las ondas no están en fase, se dice que están desfasadas. Es lo que se conoce como (Desfase) y puede producir distorsión en el sonido e, incluso, anularlo. Dos ondas idénticas desfasadas 180º (es decir, en contrafase) se cancelan. Imagen: ondas desfasada con cancelacion.png
- Dos ondas de igual frecuencia en igualdad de fase se suman (interferencia constructiva). Imagen: ondas en fase.png
- Dos ondas de igual frecuencia en una fase diametralmente opuesta (en contrafase), se restan (interferencia destructiva). Imagen: ondas desfasadas.png Lo que suman o restan es su amplitud. Si dos ondas están en fase, cuando una alcanza el valor máximo (absoluto) de desplazamiento, o lo que es lo mismo, cuando alcanza su amplitud, la otra hace lo mismo, aunque su amplitud sea otra. Otra manera de decirlo es que en un t cualquiera ambas ondas tienen la misma fase. Recordemos que siendo la fórmula del desplazamiento x del movimiento ondulatorio: x = A cos (wt + d) la fase es (Wt + d) y la constante de fase es d Categoría:Mecánica ondulatoria

Fotón

Características físicas

Procesos de producción-destrucción

Véase también

- Cuanto
- Física de Partículas
- Óptica Categoría:Física nuclear y de partículas Categoría:Óptica ja:光子 ko:광자 simple:Photon

Polarización

:Para la polarización en electrostática, vaya a polarización eléctrica. En electrodinámica, la polarización es una característica de ondas, tales como la luz u otra radiación electromágnetica. A diferencia de fenómenos más familiares tales como las ondas en el agua u ondas acústicas, las ondas electromagnéticas son tridimensionales, y la naturaleza del vector es la que da lugar al fenómeno de la polarización.

Base: Ondas de Plano

Estos los componentes de

x

y de

y

(que siguen las convenciones de la geometría analítica). Para una simple onda armónica, donde la amplitud del vector eléctrico varía de una manera sinusoidal, los dos componentes tienen exactamente la misma frecuencia. Sin embargo, estos componentes tienen dos otras características definitivas que puede diferenciar. Primero, los dos componentes no pueden tener la misma amplitud. Segundo, los dos componentes no deben tener la misma fase, eso quiere decir que pueden alcanzar sus máximos y mínimos al mismo tiempo que el plano fijo que estamos hablando. Además, la polarizacion tie

Radiación incoherente

En la naturaleza, la radiación electromágnetica es producida a menudo por un gran conjunto de radiadores individuales, produciendo ondas independientemente del uno al otro. Este tipo de luz se llama incoherente. En general no hay una sola frecuencia sino un espectro de diversas frecuencias presentes, y uniformes incluso si está filtrado a una gama de frecuencia arbitrariamente estrecha, allí puede no ser un estado constante de la polarización. Sin embargo, esto no significa que la polarización es solamente una característica de la radiación coherente. La radiación incoherente puede demostrar la correlación estadística entre los componentes del campo eléctrico, los que se pueden interpretar como polarización parcial. En general es posible describir un campo observado de ondas como la suma de una parte totalmente incoherente (ningunas correlaciones) y de una parte totalmente polarizada. Entonces uno debe describir la lúz en términos del grado de polarización, y en los parámetros de la polarizacion elípse Categoría:Electromagnetismo Categoría:Óptica

Color

El color es un fenómeno físico de la luz, relacionado con las diferentes longitudes de onda en la zona visible del espectro electromagnético, que perciben las personas y algunos animales a través de los órganos de la visión, como una sensación que nos permite diferenciar los objetos del espacio con mayor precisión. Todo cuerpo iluminado absorbe todas o parte de las ondas electromagnéticas y refleja las restantes. Las ondas reflejadas son analizadas por el ojo e interpretadas cómo colores según las longitudes de ondas correspondientes (ver tabla de longitud de onda ). El ojo humano sólo percibe el color cuando la iluminación es abundante. Con poca luz vemos en blanco y negro. Algunos enfermedades como el daltonismo o la acromatopsia no permiten ver los colores bien. En el reino animal los mamíferos no suelen diferenciar bien los colores, las aves en cambio si. Por regla general los animales nocturnos ven en blanco y negro. El color blanco resulta de la superposición de todos los colores, mientras que el negro es la ausencia de luz. Una luz blanca puede ser descompuesta en todos los colores (el espectro) por medio de un prisma. En la naturaleza esta descomposición da lugar al arco iris. Con frecuencía, éstas longitudes de ondas, que llamamos "colores" y que forman parte de sólo un segmento muy pequeño de todo el espectro electrómagnetico de la luz solar, son dispuestos o distribuidos en lo que, en el mundo del Arte, se conoce como el círculo cromático, Isaac Newton, fue uno de los primeros en estudar el fenomeno de la luz y la teoría del color; uno de sus experimentos más famosos lo constituye la creación de un círculo cromático giratorio, llamado por algunos "Circulo de Newton", el cual es un circulo, sobre el cual, se han dispuesto Secciones Circulares (con en forma de trozos de pastel) colocados en forma equidistante con restecto al centro del circulo y con restecto a unos de otros. Cada uno de estos sectores circulares, está pintado con uno de los colores del espectro solar, en su orden corelativo (rojo, anaranjado, amarillo, verde, azul y violeta)... Al hacer girar a gran velocidad éste círculo cromático mediante un mecanismo de engranajes bien dispuestos para tal fin, la superficie del circulo se torna de color blanco, desaparenciendo momentaneamente cada uno de los sectores circulares coloreados... Al detenerse el circulo, desaparece el color Blanco y de nuevo, reaparecen los colores anteriormente mencionados dispuestos en sectores circulares.

Sistemas de representación del color

Un modelo de color es un modelo matemático abstracto que describe la forma en que los colores pueden ser representados como tuples de números, normalmente tres o cuatro valores o componentes de color. A continuación se presenta un listado de los modelos o sistemas que describen formas de modelar los colores:
- Sistema de colores espectrales primarios RGB
- Sistema de televisión NTSC
- Sistema cromático de diferencias de color YUV
- Sistema cromático XYZ
- Sistema cromático IHS
- CMYK
- HSV
- Codificación hexadecimal del color Codificación hexadecimal del color Codificación hexadecimal del color

Colores Primarios

Existen dos conjuntos de colores primarios. Los primarios aditivos sirven para generar todos los otros colores por medio de combinación de luces o de puntos en una pantalla. Estos son el rojo, el verde y el azul, que corresponden aproximadamente con los tres picos de sensibilidad de los tres sensores de color en nuestros ojos. Estos son los colores que se utilizan en un monitor de computadora o una pantalla de televisión. Los primarios sustractivos sirven para generar todos los otros colores cuando se mezclan pinturas o tintas. Aunque tradicionalmente se han utilizado como primarios sustractivos el rojo, el amarillo y el azul, los verdaderos primarios sustractivos son el magenta, el cian y el amarillo. Son estos los tres colores que encontramos en el cartucho de color de una moderna impresora de inyección de tinta.
- Rojo y sus matices:
- carmesí
- color bermellón
- escarlata
- grana
- carmín
- Rosado
- Amarillo y sus matices:
- color ocre
- color pajizo
- Azul y sus matices:
- celeste

Otros matices

celeste
- verde
- Violeta_(color)
- anaranjado
- añil
- magenta
- morado
- bermejo
- azabache
- alazán
- color lila
- color sepia
- cían
- marrón
- beige
- trigueño
- negro, ausencia de color
- blanco, presencia de todos los colores
- color pardo, obscurecimiento de un(os) color(es)que se perciben más con los bastones
- que con los conos
- . Células fotosensibles de la retina del ojo humano.
- color fosforescente, color que resalta su brillo después de absorber luz.
- Color prieto, grado de obscurecimiento de un color que le dificulta distinguirse del negro.

Colores de la heráldica

- Gules
- Azur
- Sinople.
- color sable
- leonado
- oro
- púrpura
- sanguíneo

Véase también

- RGB
- CMY(K)
- HTML (colores)
- Colores HTML (tabla 1)
- Colores HTML (tabla 2)
- Colores Web (paleta restringida)

Enlaces externos

- [http://www.txipinet.com/gui2.php#color Diseño de GUIs]
- [http://www.desarrolloweb.com/articulos/1444.php?manual=47 Teoria del color] Categoría:Óptica Categoría:Color ja:色 ko:색 simple:Color

Color

Sistemas de representación del color

Colores Primarios

Otros matices

Colores de la heráldica

- Gules
- Azur
- Sinople.
- color sable
- leonado
- oro
- púrpura
- sanguíneo

Véase también

- RGB
- CMY(K)
- HTML (colores)
- Colores HTML (tabla 1)
- Colores HTML (tabla 2)
- Colores Web (paleta restringida)

Enlaces externos

- [http://www.txipinet.com/gui2.php#color Diseño de GUIs]
- [http://www.desarrolloweb.com/articulos/1444.php?manual=47 Teoria del color] Categoría:Óptica Categoría:Color ja:色 ko:색 simple:Color

Corriente eléctrica

La corriente eléctrica es el flujo de carga eléctrica ( electrones), normalmente a través de un cable metálico o cualquier otro conductor eléctrico.
Históricamente, la corriente eléctrica se definió como un flujo de cargas positivas y se fijó el sentido convencional de circulación de la corriente como un flujo de cargas desde el polo positivo al negativo. Sin embargo, posteriormente se vio que en sólidos metálicos, como los cables, las cargas positivas no se mueven y solamente lo hacen las negativas, esto es los electrones, los cuales fluyen en sentido contrario al convencional, si bien este no es el caso en la mayor parte de los conductores no metálicos. Una corriente eléctrica, puesto que se trata de un movimiento de cargas, produce un campo magnético. En el Sistema Internacional de Unidades, la unidad de medida de la intensidad de corriente eléctrica es el amperio, representado con el símbolo A. El aparato utilizado para medir corrientes eléctricas es el galvanómetro.

Véase también

- Electricidad
- Ley de Ohm
- Amperímetro
- Pinza amperimétrica category:Magnitudes físicas ja:電流 ko:전류

Electrón

El electrón (Del griego elektron, ámbar), comunmente representado como e⁻) es una partícula subatómica. En un átomo los electrones rodean el núcleo, compuesto de protones y neutrones. Los electrones tienen la carga eléctrica más pequeña, y su movimiento genera corriente eléctrica. Dado que los electrones de las capas más externas de un átomo definen las atracciones con otros átomos, éstas partículas juegan un papel primordial en la química.

Historia y descubrimiento del electrón

La existencia del electrón fue postulada por G. Johnstone Stoney, como una unidad de carga en el campo de la electroquímica. El electrón fue descubierto por Thomson en 1897 en el Laboratorio Cavendish de la Universidad de Cambridge, mientras estudiaba el comportamiento de los rayos catódicos. Influenciado por el trabajo de Maxwell y el descubrimiento de los rayos X, dedujo que en el tubo de rayos catódicos existían unas partículas con carga negativa que denominó corpúsculos. Aunque Stoney había propuesto la existencia del electrón fue Thomson quién descubrió su carácter de partícula fundamental. Para confirmar la existencia del electrón era necesario medir sus propiedades, en particular su carga eléctrica. Este objetivo fue alcanzado por Millikan en el célebre experimento de la gota de aceite realizado en 1909. George Paget Thomson, hijo de J.J. Thomson, demostró la naturaleza ondulatoria del electrón probando la dualidad onda-corpúsculo postulada por la mecánica cuántica. Este descubrimento le valió el Premio Nobel de Física de 1937. El spin del electrón se observó por vez primera en el experimento de Stern-Gerlach. Su carga eléctrica puede medirse directamente con un electrómetro, y la corriente generada por su movimiento con un galvanómetro.

Los electrones y la práctica

Clasificación de los electrones

El electrón en un tipo de partícula subatómica denominada leptón, que se cree que es una de las partículas fundamentales (es decir, que no puede ser dividida en constituyentes más pequeños) de acuerdo con el modelo estándar de partículas. Como toda partícula subatómica la mecánica cuántica predice un comportamiento ondulatorio de los electrones en ciertos casos, el más famoso de los cuales es el experimento de Young de la doble rendija en el que se pueden hacer interferir ondas de electrones. Esta propiedad se denomina dualidad onda-corpúsculo.

Propiedades y comportamiento de los electrones

El electrón tiene una carga eléctrica negativa de −1.6 × 10⁻¹⁹ culombios y una masa de 9.10 × 10⁻³¹ kg (0.51 MeV/c²), que es aproximadamente 1800 veces menor que la masa del protón. El electrón tiene un spin 1/2, lo que implica que es un fermión, es decir, que se le puede aplicar la estadística de Fermi-Dirac. Aunque la mayoría de los electrones se encuentran formando parte de los átomos, los hay que se desplazan indepentiendemente por la materia o juntos formando un haz de electrones en el vacío. En algunos superconductores los electrones se mueven en pareja. Cuando los electrones que no forman parte de la estructura del átomo se desplazan y hay un flujo neto de ellos en una dirección, este flujo se llama corriente eléctrica. La electricidad estática no es un flujo de electrones. Es mas correcto definirla como "carga estática", y está causada por un cuerpo cuyos átomos tienen más o menos electrones de los necesarios para equilibrar las cargas positivas de los núcleos de sus átomos. Cuando hay un exceso de electrones, se dice que el cuerpo está cargado negativamente. Cuando hay menos electrones que protones el cuerpo está cargado positivamente. Si el número total de protones y electrones es equivalente, el cuerpo está en un estado eléctricamente neutro. Los electrones y los positrones pueden aniquilarse mutuamente produciendo un fotón. De manera inversa, un fotón de alta energía puede transformarse en un electrón y un positrón. El electrón es una partícula elemental, lo que significa que no tiene una subestructura (al menos los experimentos no la han podido encontrar). Por ello suele representarse como un punto, es decir, sin extensión espacial. Sin embargo, en las cercanías de un electron pueden medirse variaciones en su masa y su carga. Esto es un efecto común a todas las partículas elementales: la partícula influye en las fluctuaciones del vacío en su vecindad, de forma que las propiedades observadas desde mayor distancia son la suma de las propiedades de la partícula más las causadas por el efecto del vacío que la rodea. Hay una constante física llamada radio clásico del electrón, con un valor de 2.8179 × 10⁻¹⁵ metros. Es preciso tener en cuenta que éste es el radio que se puede inferir a partir de la carga del electrón descrito desde el punto de vista de la electrodinámica clásica, no de la mecánica cuántica. Por esta constante se refiere a un concepto desfasado, aunque útil para algunos cálculos.

Electrones en el Universo

Se cree que el número total de electrones que cabrían en el universo conocido es del orden de 10¹³⁰.

Electrones en la vida cotidiana

La corriente eléctrica que suministra energía a nuestros hogares está originada por electrones en movimiento. El tubo de rayos catódicos de un televisor se basa en un haz de electrones en el vacío desviado mediante campos magnéticos que impacta en una pantalla fosforescente. Los semiconductores utilizados en dispositivos tales como los transistores Más información en: Electricidad

Electrones en la industria

Los haces de electrones se utilizan en soldaduras.

Electrones en el laboratorio

El microscopio electrónico, que utiliza haces de electrones en lugar de fotones, permite ampliar hasta 500.000 veces los objetos. Los efectos cuánticos del electron son la base del microscopio de efecto túnel, que permite estudiar la materia a escala atómica.

Los electrones y la teoría

En la mecánica cuántica, el electron es descrito por la ecuación de Fermi-Dirac. En el modelo estándar de la física de partículas forma un doblete con el neutrino, dado que ambos interacciónan de forma débil. El electrón tiene dos patrones masivos adicionales, el muón y el tauón. El equivalente al electron en la antimateria, su antipartícula, es el positrón, que tiene la mísma cantidad de carga eléctrica que el electrón pero positiva. El spin y la masa son iguales en el electrón y el positrón. Cuando un electrón y un positrón colisionan, tiene lugar la aniquilación mutua, originándose dos fotones de rayos gamma con una energía de 0,500 Mev cada uno. Los electrones son un elemento clave en el electromagnetismo, una teoría que es adecuada desde un punto de vista clásico, aplicable a sistemas macroscópicos.

Véase también

- Física de Partículas
- Modelo estándar
- Partícula subatómica
- Protón
- Neutrón
- Rayos catódicos

Enlaces relacionados

- [http://pdg.lbl.gov/ Particle Data Group] Categoría:Física nuclear y de partículas ja:電子 ko:전자 simple:Electron th:อิเล็กตรอน

Estado metaestable

En Física, un nivel metaestable es aquel en el que un electrón excitado permanece mucho más tiempo antes de decaer a un nivel inferior de energía. La permanencia del electrón en este nivel está determinada por el coeficiente de Einstein (

\beta_2

) para este nivel. Cuanto mayor sea

\beta_2

, mayor será la permanencia del electrón en este estado. Categoría:Física

Azar

La definición adecuada del azar es un problema difícil, así como también lo es un tratamiento adecuado de la aleatoriedad. Podemos encontrar varios conceptos relacionados, pero no todos son intercambiables ni todos implican aleatoriedad:
- Azar como encuentro accidental. Esta situación se considera azar porque los procesos que coinciden son independientes, no hay relación causal entre ellos, aunque cada uno pueda ser por su parte estrictamente determinista. Un ejemplo sería un eclipse que coincide con la entrada de un cometa en el sistema solar. Este tipo de azar es compatible con el determinismo de un mundo mecanicista.
- Azar como desorden o como complejidad. Si una serie de números no puede obtenerse por un algoritmo más corto que la serie misma se considera que ésta es aleatoria. Si las matemáticas son creación humana este sería un caso de azar epistemológico, pero si son independientes de la mente humana entonces se trataría de un azar ontológico.
- Azar como proceso espontáneo, como puede ser la desintegración de un núcleo radiactivo concreto. Este tipo de procesos, con otros encontrados en la mecánica cuántica, no parecen deberse a ninguna causa externa.
- Azar como proceso que carece de finalidad.

Azar y filosofía

El azar ontológico es aquel que forma parte del ser, de la forma misma en que el mundo es, por lo que aunque encontremos leyes deterministas habrá procesos que son irreductiblemente espontáneos y aleatorios, independientemente del avance del conocimiento. El azar epistemológico es aquel que encontramos en nuestro conocimiento bien sea por ignorancia, por incapacidad para tratar sistemas complejos en un mundo determinista o bien porque exista un auténtico azar ontológico. El determinismo afirma que no existe el azar ontológico. Los procesos considerados aleatorios serían en reali