Levitación Magnética - Ley de Lenz

Con el siguiente podéis ver que  un campo magnético alternante puede hacer levitar un conductor de aluminio de acuerdo a la ley de Lenz, una de las expresiones tratadas en clase " ".A continuación en el siguiente vídeo podréis ver un sencillo experimento para ilustrar este efecto, espero que os guste.

Inducción Electromagnética de Faraday

¡Hola a todos! Como bien sabéis acabamos de comenzar el tema de Inducción Electromagnética. Me ha parecido adecuado hacer una publicación al respecto ya que hay conceptos que son mucho más fáciles de comprender e interiorizar si los vemos explicados en un vídeo. He encontrado este que explica cómo un campo magnético produce una corriente eléctrica en un circuito:

Representa de manera visual las fuerzas que interaccionan con la carga en los diferentes casos:

1) En un campo magnético

2) En un trozo de alambre sometido a un campo magnético

3) En el movimiento de una espira a lo largo de una barra imantada

4) En el movimiento de una barra imantada en el interior de una espira

En conclusión, Faraday descubrió que cualquier modificación del campo magnético a través de un circuito produciría una corriente. Esta ley es consecuencia del principio de conservación de la energía y es conocida como Ley de Faraday.

Espero que os haya servido de ayuda.

La teoría de cuerdas, ¿Ciencia o pseudociencia?

Me parece muy interesante compartir este artículo con vosotros ya que trata uno de los problemas más importantes de la física de hoy, la unificación de la teoría de la relatividad y de la física cuántica.

La relatividad, por un lado, explica con éxito la fuerza gravitatoria mientras que la física cuántica explica el resto de fuerzas de la naturaleza: la fuerza nuclear débil, la fuerza nuclear fuerte y el electromagnetismo.                

La teoría de cuerdas es uno de los modelos teóricos que unifican ambas teorías y que podría ser un modelo estándar de explicación del universo aunque el problema es que actualmente ha sido imposible demostrar su validez.

                

A continuación os paso el artículo y debajo el enlace por si queréis leerlo en la web donde se encuentra directamente:

                                                                          

El gran problema de la ciencia moderna desde mediados del siglo XX ha sido cómo dar coherencia a las dos grandes teorías vigentes y aparentemente incompatibles que explican el universo: la Relatividad, que describe los objetos más grandes del cosmos, y la mecánica cuántica, que explica el mundo sub-atómico.

Mientras que la teoría de la relatividad describe el funcionamiento de la gravedad, la mecánica cuántica hace coherentes las fuerzas electromagnéticas, nuclear débil y nuclear fuerte. Pero no sabe qué hacer con la fuerza gravitatoria. Le sobra.

Si se realiza una regresión en la historia de nuestro universo, aproximándose paulatinamente al momento del Big Bang, es decir, si se imagina un proceso de implosión donde el tamaño se contrae, las distancias se acortan y aumenta la temperatura, se llegaría a un punto donde las influencias de ambas teorías se encontrarían una frente a la otra, provocando la gran debacle. Sería como tener dos códigos de circulación completamente diferentes para un mismo territorio. Aunque esto es algo que ya ocurre en las situaciones más extremas de la cosmología, como el estudio de los agujeros negros.

Es indispensable, por lo tanto, crear un código común. El modelo estándar de la física tiene diferentes alternativas. Una de ellas es la teoría de cuerdas, que muchos consideran la mejor candidata a ser la teoría del Todo, aquella que ha de superar las contradicciones entre física cuántica y Relatividad.

Según la teoría de cuerdas, la base de la materia no son las partículas, sino unos filamentos muchísimo más pequeños que vibran de diferentes maneras. Cada una de esas vibraciones será la clave para que aparezca una partícula determinada.

En términos sencillos, se puede resumir el dilema como sigue: el modelo estándar de la física, al describir la realidad más elemental mediante partículas y sus incesantes interacciones, se topa con un mundo inestable, desequilibrado e incoherente; al transformar dichas partículas en cuerdas, el mundo sub-atómico mantiene la vibración de que hace gala en los experimentos, pero ya no hay inestabilidad, sino una superficie más tranquila formada por hilos vibratorios donde la fuerza de la gravedad también encuentra su sitio.

Unas ecuaciones de Euler, uno de los grandes matemáticos del s. XVIII, fueron el punto de partida para el nacimiento de la teoría de cuerdas: en 1968, el físico italiano Gabriele Veneziano descubrió que aquella fórmula, que hasta entonces se había considerado una curiosidad matemática, describía la fuerza nuclear fuerte descubierta unos decenios atrás.

Posteriormente, el estadounidense Leonard Susskind pudo ir más allá y propuso que la ecuación de Euler hacía referencia a “algo” vibrante que se comportaba como un hilo elástico que se estiraba, se contraía y ondeaba.

Durante algunos años, la teoría de cuerdas no avanzó, debido a que sufría muchas anomalías matemáticas que impedían su concordancia. Había, además, dos grandes problemas al abordar este modelo: uno, exigía la existencia de una partícula sin masa, que se dio en llamar “taquión”, que no sólo era hipotética sino indetectable en cualquier experimento; y dos, hacía falta la existencia de diez dimensiones. Y esto, qué duda cabe, la hacía muy poco atractiva para la ciencia del momento.

Con todo, algunos se empeñaron en resolver aquel entuerto. En 1973, John Schwarz descubrió que la partícula sin masa permitía explicar la fuerza de la gravedad en el terreno cuántico. Se la denominó, así, “gravitón”.

En los años 80, surgieron cinco variantes de la teoría de cuerdas. Esto no habría sido demasiado problemático de no ser por un detalle: todas ellas resultaron ser igual de válidas. Por lo tanto, había que asumir que una de ellas describiría nuestro universo pero, entonces, ¿qué "otros" universos describían las cuatro restantes?

Este fue el gran rompecabezas a resolver durante años hasta que, en 1995, uno de los físicos y matemáticos más relevantes de hoy, Ed Witten, presentó su solución al enigma: no había cinco teorías diferentes, sino que, en realidad, eran cinco enfoques sobre un mismo concepto, como si estuviéramos en una habitación cubierta de espejos que reflejaran el mismo objeto desde diferentes perspectivas.

La solución de Witten se llamó teoría M. Y la teoría M aportaba cambios: el más importante, que existen 11 dimensiones. La dimensión añadida a las diez de las que se venía hablando permitía que las cuerdas se estiraran para formar una especie de membranas, las cuales podrían tener tres o más dimensiones. Con la energía suficiente, alguna de ellas podría alcanzar tamaños tan grandes como para albergar nuestro universo.

Es decir, que podríamos estar viviendo dentro de una membrana, algo así como si estuviéramos en una rebanada sacada de una barra de pan, y cada rebanada de dicha barra sería un universo paralelo. Entonces, la siguiente pregunta sería: ¿estaríamos atrapados o sería posible acceder al resto de rebanadas?

La teoría M cree que la respuesta está en la gravedad. Esta fuerza siempre ha sido un problema para los científicos, debido a que su debilidad es tan manifiesta respecto a las otras fuerzas del universo que tanta diferencia ha traído de cabeza a la ciencia. El nuevo enfoque cambiaba la perspectiva del problema: ¿realmente es tan débil o, sencillamente, aparenta serlo?

La teoría M dice que hay dos formas de cuerdas. Todo lo que forma el universo se compone de cuerdas abiertas, cuyos extremos están adheridos a la membrana tridimensional que lo contiene. Pero también existen unas cuerdas cerradas, y una de sus variedades es el gravitón. Al formar un círculo cerrado, esta cuerda no está atada a la membrana y es libre para escapar hacia las otras dimensiones. Esto diluye la fuerza de la gravedad, haciéndola así parecer más débil que el resto de fuerzas.

La gravedad sería, por tanto, la forma de contacto entre todas las dimensiones existentes. Esta es, por cierto, la idea sobre la que se elaboró el guion de Interstellar, una de las mejores películas de ciencia ficción de los últimos tiempos –precisamente porque todo lo que en ella aparece está justificado por argumentos científicos.

La teoría M ofrece también una explicación al origen del Big Bang. Algunos defensores de la teoría sugieren que no hubo un inicio: el Big Bang sería el resultado de un choque entre dos membranas, y tal acontecimiento no sería único, sino que se repetiría innumerables veces de manera impredecible.

Ahora bien, ¿cómo demostrar la existencia de otras dimensiones y membranas? A pesar de que una gran mayoría la considera pseudocientífica bajo el argumento de que no es falsable, sus defensores afirman que quienes así piensan se equivocan en la interpretación de la falsabilidad.

Desde la perspectiva de la actual física teórica, el cosmólogo Sean Carroll considera que el método científico, tal y como se lo concibe habitualmente, es demasiado simple para que siga siendo válido. El falsacionismo, dice, ha sido malinterpretado. Karl Popper lo postuló como una manera de distinguir la investigación científica de la no científica, pero eso “no significa que aquello para lo que no puedes demostrar una falsedad sea falso”.

Hay teorías que se antojan muy firmes para las cuales aún no han sido desarrollados los métodos de falsación, pero sería una insensatez descartarlas por un motivo que es ajeno a la verdad de la teoría, surgido de la incapacidad temporal de los seres humanos para exponerla experimentalmente.

Es el caso del multiverso o las dimensiones múltiples de que habla la teoría de cuerdas, por ejemplo. “En mi opinión”, dice Carroll, “si le pudieras preguntar a Karl Popper sobre ello, te diría que éstas teorías son perfectamente científicas”.

No parece serio, por tanto, que se dejen de lado tales ideas porque no es posible demostrar empíricamente la existencia del multiverso o porque no se han desarrollado los dispositivos para generar la suficiente energía con que acceder al nivel de las cuerdas.

La idea no es nueva. Ya Albert Einstein sabía de esto, y presumía de no necesitar confirmaciones experimentales para su teoría de la relatividad, en su seguridad de que las matemáticas no se equivocaban. Durante un tiempo se rechazó la relatividad porque se consideraba que no podía ser demostrada empíricamente. Cuando Arthur Eddington ideó la manera de  probar uno de los aspectos de la teoría, la desviación de la luz de las estrellas a causa de la masa solar, aprovechando el eclipse de 1919, los periodistas le preguntaron si estaba nervioso por conocer qué deparaba el experimento. Einstein dijo que en absoluto, pues sabía que el resultado iba a ser inevitablemente positivo.

Con todo, hay aspectos de la teoría de cuerdas que sí podrían ser demostrados en laboratorio. Así, se predice que las cuerdas pueden ser alteradas aplicando una cierta cantidad de energía. Ésta depende del radio de las dimensiones extra; a menor radio, más energía. El escenario más probable requiere aplicar 10¹⁹ GeV.

El inconveniente es que la energía máxima que es capaz de producir el ser humano a día de hoy es de unos 10⁴GeV. Ello ocurre en el Gran Colisionador de Hadrones (LHC) del CERN donde, año tras año, se descubren estructuras cada vez más elementales de la materia.

Si, por otra parte, las dimensiones extra fuesen más grandes, la teoría prevé, debido a un incremento de la fuerza de gravedad, la aparición de minúsculos agujeros negros que sí podrían ser detectados por el colisionador de hadrones.

También sería posible detectar gravitones. El gran logro para la teoría de cuerdas sería, después de este descubrimiento, observar el momento preciso en que el gravitón, de repente, desaparece. Porque, si la Teoría M es correcta, el gravitón debe desvanecerse al pasar a otra dimensión.

Aunque la confirmación de que existen dimensiones extra tampoco sería una prueba definitiva de que la teoría de cuerdas es correcta. Sin embargo, el hallazgo daría el golpe de gracia al actual paradigma.

El modelo estándar falla cuando se trata de describir lo que pasa en el nivel de los quarks y gluones, que son la base de la materia según la cromodinámica cuántica, donde existe el modelo de cuerda cromodinámica, o de Lund, esencial para explicar las interacciones de gluones del modelo estándar. Pero no aporta nada a los intentos por unir la gravedad con el resto de fuerzas elementales.

La teoría de cuerdas, por su parte, ofrece métodos de cálculo que se ajustan mejor a ese ámbito de la realidad. Y, de hecho, se emplean en algunos experimentos del LHC. Y, aunque a día de hoy la teoría de cuerdas sólo se considera válida como método de cálculo, es posible que la superación de las contradicciones entre la Relatividad y la mecánica cuántica pase por trascenderlas en la visión de un universo como "sinfonía" donde cada vibración de cuerda origina un pedazo realidad.

Quién sabe, puede que la ciencia del futuro nos devuelva a la sabiduría de los antiguos, en una versión revisada de esa milenaria teoría que ha sido –¿y es?— la armonía de las esferas. 

Electromagnetismo para la búsqueda del movimiento perpetuo

En el siguiente enlace podemos ver un vídeo en el que se explica el uso de un electroimám y un eje que rota angularmente para intentar obtener el movimiento perpetuo. Está claro que, hoy por hoy, no se a descubierto ningún aparato capaz de realizar esta función y este caso es otro de los muchos intentos que hay, pero lo más interesante del vídeo, a parte de lo que ocurre al separarlo un poco del electroimán, es la representación del campo magnético que se hace al final, donde se muestran las interacciones del electroimán.

 https://www.youtube.com/watch?v=4M62HUqSsW8

Haciendo música con bobinas de tesla

HACIENDO MÚSICA CON BOBINAS DE TESLA

Básicamente, una bobina de Tesla es un transformador en el que la frecuencia de la corriente se ajusta a la frecuencia de resonancia de los componentes del circuito. El resultado práctico es que estos circuitos pueden concentrar una enorme cantidad de energía, produciendo unas descargas espectaculares. En pocas palabras Tesla, en su afán de transmitir energía eléctrica sin cables, creó lo que a simple vista parece una máquina de rayos de la muerte. Pero más allá de crear descargas eléctricas hay un grupo de amantes de la tecnología/músicos llamados ArcAttack que han decidido hacer las “Bobinas de Tesla Cantantes“. ¿En qué consiste esto? En usar este aparato para crear música, acompañado de uno que otro impresionante rayo.

¿Cómo logran hacer esto? Pues es relativamente sencillo. De hecho se puede hacer música con cualquier cosa que haga ruido (y hacer ruido es relativamente fácil cuando tienes miles de volts a la mano) la clave de todo esto está en la frecuencia. Por ejemplo, si te grabaras mientras estas escribiendo en el teclado de tu computadora y aceleraras el sonido para hacerlo llegar a 440 teclazos por segundo, lo que estarías oyendo sería un LA (LA4 para los conocedores de la música, o la nota La después del Do en un piano estándar). Si aplicamos este mismo principio a la bobina de Tesla (apagarla y prenderla muy rápidamente) y acoplamos un circuito electrónico de control a un piano o un controlador MIDI como una computadora, lo que obtenemos es esta belleza.

Algunos videos de la bobina de tesla:

http://www.impactante.tv/musica-con-rayos-video_3a78f74b1.html

https://www.youtube.com/watch?v=6OdubOdFS-Y

Webgrafía:

http://identidadgeek.com/haciendo-musica-con-bobinas-de-tesla/2011/05/

http://www.teleobjetivo.org/blog/la-bobina-cantante.html

Como nos afecta el campo magnético del sol

Campo magnético del Sol afecta a la tecnología

El campo magnético del Sol afecta a la tecnología como las telecomunicaciones, la electricidad y los satélites, señala experto.

México, DF.- El campo magnético del Sol afecta a la tecnología, como las telecomunicaciones, y a la electricidad, incluso puede interrumpir la comunicación entre los satélites y la Tierra, indicó el investigador Alejandro Lara Sánchez. 

El Sol "es una estrella a altísimas temperaturas con una intensa actividad. Su calor provoca que pierda electrones y protones, se ionice y genere un campo magnético", expuso el especialista del Instituto de Geofísica de la UNAM.  

En un comunicado de la Academia Mexicana de Ciencias (AMC), el experto en clima espacial y radioastronomía solar explicó que el Sol tiene ciclos de actividad de 100 años, compuestos por ciclos de 11 años.

"Ahora estamos en la parte baja de esa centuria, y sí, hay explosiones, pero es mínimo el efecto", expuso el experto de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM).

Sin embargo, agregó que cuando el Sol acumula suficiente campo magnético, se deshace de éste por medio de explosiones y tormentas solares con duración de 5.5 años en esta fase y regresa luego a un estado de mínima energía por 5.5 años más.

Lara Sánchez consideró que estudiar los efectos de este fenómeno resulta prioritario para los gobiernos y militares, pues perder la comunicación por minutos puede ser fatal.  

Además, los campos magnéticos pueden ocasionar corrientes eléctricas variables en conductores muy grandes, como en el caso de una línea eléctrica que vaya de Chiapas al Distrito Federal puede ocasionar apagones en ciudades enteras tras quemar los transformadores, alertó.  

Detalló que la actividad del Sol se puede estudiar contando el número de manchas acumuladas en la estrella durante la actividad magnética intensa, así como a través de monitores con aparatos de rayos X que se envían en satélites al espacio.

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A parte de esta noticia, queria dejar una imagen que represente el campo magnético del Sol y la Tierra

Aplicaciones del campo magnético en la vida cotidiana

Aprovecho esta entrada para mencionar ciertos objetos que funcionan mediante el campo magnético, como es el caso del tren magnético que se encuentra en Tokio, Alemania e Inglaterra.

Una fuerza repulsiva y una de atracción son inducidas entre los imanes para propulsar al tren (superconductor magnético). Las bobinas de propulsión están localizadas el las paredes laterales en ambos lados del riel, las cuales están energizadas por una corriente alterna trifásica de una estación, creando un campo magnético en el riel.

Los superconductores magnéticos son atraídos y empujados por el campo magnético, elevando el tren.

También es posible crear memorias USB mediante "dominios burbuja".Estos dominios son pequeñas regiones de magnetización, paralelas o antiparalelas a la magnetización global del material. Según que el sentido sea uno u otro, la burbuja indica un uno o un cero, por lo que actúa como dígito en el sistema binario empleado por los ordenadores. Los materiales magnéticos también son componentes importantes de las cintas y discos para almacenar datos.

La misión Swarm estudia el campo magnético de la Tierra

Investigando un poco sobre los distintos temas que se pueden leer en este blog, he encontrado una gran noticia relacionada con el campo magnético terrestre. Me ha parecido algo muy curioso, y que no se ha comentado en muchos de los medios de comunicación utilizados por la sociedad actual y creo que es una investigación que nos ayudará a entender mejor cómo puede llegar a formarse este campo magnético.

Tal y como dice el título, la Agencia Espacial Europea, o más conocida como ESA (European Space Agency) envió el mes pasado una flotilla de tres satélites desde Rusia para medir las diferentes señales magnéticas de nuestro planeta. Gracias a esta investigación, se intentará estudiar además qué está ocurriendo con el dinamo de la Tierra.

Con este lanzamiento, se intentarán investigar diferentes señales magnéticas que emiten algunos de los componentes de la Tierra, como el núcleo y el manto entre otros, y también investigar además la influencia del Sol sobre la Tierra. Aquí os dejo la noticia completa:

http://www.agenciasinc.es/Noticias/La-mision-Swarm-viaja-al-campo-magnetico-de-la-Tierra

Espero que os parezca tan interesante como a mí y si tenéis cualquier duda o queréis dar vuestra opinión, espero vuestros comentarios.

Sergio Tomás Muñoz

2º de Bachillerato A

Existencia de la energía eólica posible gracias al alternador

Dado que recientemente hemos estudiado en clase cómo generar electricidad a partir de un campo magnético, nos podríamos preguntar qué aplicaciones prácticas tiene el fenómeno de inducción magnética.

Como bien hemos aprendido, la inducción magnética es el principio por el cual se rigen los alternadores, y estos dispositivos se encuentran en cantidad de aparatos y máquinas actuales.

Un ejemplo muy claro del uso del alternador sería  la energía eólica. En realidad, lo que ocurre en el aerogenerador de un molino eólico es que aprovecha el movimiento de las aspas ejercicio por el aire, y se utiliza para hacer rotar un alternador interno el cual da lugar a creación de corriente alterna.

A priori puede parecer un sistema muy complejo (que lo es), pero en realidad el principio que utiliza es bastante simple: "Utilizar la fuerza del viento para hacer rotar una bobina situada entre dos polos de iman para inducir una corriente eléctrica.

Para aclarar todo este proceso, enlazo el siguiente vídeo que he encontrado en YouTube, en el que se explica de manera excelente todo el funcionamiento de un molino eólico.

[http://www.youtube.com/watch?v=UV3yLeu4OAY&feature=youtu.be]

Por último, adjunto otro vídeo que explica de manera muy clara el funcionamiento del alternador eléctrico, que aunque ya ha sido explicado en clase, ver la animación siempre ayuda a comprender mejor el fenómeno.

PD: No he podido adjuntar el segundo vídeo (al igual que he hecho con el segundo) porque el buscador de YouTube de blogger no encuentra el vídeo, y por tanto, no me deja adjuntarlo como tal.

Ovidio Colmenero Díaz 2ºBachillerato A

IES CID CAMPEADOR

¿Qué relación existe entre las Auroras Boreales y el Campo Magnético?

Uno de los fenómenos más impresionantes y bellos de la naturaleza, como son las Auroras Boreales, en realidad tienen una explicación física muy relacionada con el bloque temático de campo magnético estudiado en clase.

Las auroras se producen cuando el viento solar, es decir, restos de plasma cargados magnéticamente desprendidos de la superficie solar a causa de una tormenta solar, entra en contacto con los polos norte y sur de la magnetósfera terrestre (campo magnético terrestre), produciendo una luz difusa pero predominante proyectada en la ionosfera terrestre. Esto explica que, normalmente, tan sólo se vean auroras en regiones próximas a los polos.

Según la teoría generalmente admitida, las auroras polares son provocadas por una radiación de partículas procedentes del Sol, que, desde el punto de vista energético, sería más débil que las otras radiaciones cósmicas. Los electrones y los protones que provienen de esta radiación son desviados por el campo magnético terrestre.

Todo este proceso se explica de manera muy detallada en este excelente vídeo que aquí adjunto. Aunque esté en inglés, es muy claro y se entiende sin mayores problemas.

En cuanto al nombre, un tema  más alejado del ámbito científico, decir que proviene de Aurora (diosa romana del amanecer) y de la palabra griega Boreas, que significa norte.

Ovidio Colmenero Díaz 2ºBachillerato A

IES CID CAMPEADOR