Unidad 2 Física y tecnología: fenomenal relación
A continuación, se presentan las actividades realizadas en el tema de la Tecnofísica, analizando algunas implementaciones tecnológicas para el uso y estudio de fenómenos físicos observando una relación entre ambas ciencias. Se analizan algunos fenómenos físicos para los cuales se ha implementado la innovación tecnológica de manera fundamental.
Actividad 2.1. Dualidad Onda-Partícula. Experimento de la doble ranura
Si existe un experimento que contradiga nuestra lógica de una forma clara hasta el punto de sentirnos engañados, nos referimos al experimento de doble ranura.
El experimento de doble ranura permite demostrar de forma convincente y por primera vez la naturaleza ondulatoria de la luz, cuando las ondas provenientes de dos rendijas estrechas se superponen sobre una pantalla colocada a cierta distancia un patrón de franjas claras y oscuras espaciadas regularmente, siendo la primer prueba clara de que luz más puede dar lugar a oscuridad.
Este experimento de la doble ranura o doble rendija, nos demuestra que el comportamiento de la materia a un nivel subatómico es muy distinto si lo comparamos a un nivel macroscópico. Que las partículas tienen un comportamiento dual, es decir que la materia se comporta como una onda o como una partícula, el hecho de observar o no el experimento hacer que la materia se comporte como una onda o como una partícula.
Un experimento que nos mete de lleno en el mundo de la física cuántica, permitiendo responder a como es posible que una onda pueda pasar por dos agujeros a la vez, como es que un electrón pueda hacer lo mismo, en la física cuántica solo se puede hablar sobre lo observado en un experimento. Si la observación se interrumpe, carece de sentido hablar o extrapolar conclusiones sobre el mismo experimento, es decir, el aparato, el observador y los electrones tienen un valor como un todo.
Actividad 2.2. Sonidos en el universo. Sonido en el vacío
El estudio de las ondas constituye un campo de esencial importancia en la Física, ya que
permite explicar numerosos hechos y fenómenos de la naturaleza, como por ejemplo EL
SONIDO.
nuestros oídos en forma paralela a la dirección en que se propaga la onda. El sonido se produce cuando un cuerpo vibra, y transmite dichas vibraciones al medio circundante en forma de ondas sonoras. Éstas se desplazan expansivamente, a una velocidad promedio (en aire) de 331,5 m/s.
El sonido se define como una propagación de ondas mecánicas a través de un medio, tiene 2 propiedades:
Elasticidad: Propiedad de restablecerse por sí mismo a su estado de equilibrio
Isotropía: Se refiere a que el medio presenta las mismas propiedades físicas y químicas hacia cualquier dirección
Las ondas de sonido se propagan a través de vibraciones mecánicas, que viajan de molécula en molécula en un medio de transporte, estando lo suficientemente cerca para llevar a cabo la transferencia de energía.
Características de los fenómenos en el vacío:
Cuanto más disminuyamos la presión, mayor vacío obtendremos, lo que nos permite clasificar el grado de vacío en correspondencia con intervalos de presiones cada vez menores. Cada intervalo tiene características propias:
Sonidos en el vacío
¿En el espacio puede haber sonido?
Esos sonidos no podemos oírlos directamente. Para que el sonido se pueda propagar y lo podamos oír hace falta un medio material, como aire, agua, madera. Y el espacio es vacío, no hay medio natural.
Ondas gravitatorias: Se propagan a la velocidad de la luz en el vacío, se transmiten en el espacio-tiempo y se ocasionan por la presencia de masas.
Ondas electromagnéticas: Son el espectro visible, microondas, rayos gamma, ondas de radio, etc. Oscilaciones de campos eléctricos y magnéticos, se transmite en el vacío. Dispositivos empleados para captar y hacer audibles las ondas sonoras en el espacio
La sonda Galileo: ha captado extrañas ondas de radio procedentes de las cercanías de Júpiter.
La sonda cassini: La sonda de la NASA captó las ondas de radio emitidas por el planeta Jupiter.
Uno de los fenómenos más interesantes de la física que en sí lo constituyen las ondas electromagnéticas, sus aplicaciones se encuentra en casi todas las actividades de nuestra vida. Su conocimiento nos ha permitido, hasta el momento, una gran cantidad de aplicaciones, que sin su conocimiento y dominio no hubiéramos alcanzado el grado de desarrollo que hemos logrado.
Actividad 2.3. Fuerzas fundamentales en el universo: Súper tecnofuerzas terrestres
Todos los procesos que tienen lugar en el universo se relacionan con cuatro fuerzas fundamentales, que explican el movimiento de los cuerpos en el universo, su evolución y su desarrollo.
Hay cuatro interacciones fundamentales:
- La gravedad
- La electromagnética
- La fuerza
- La débil.
La gravedad y el electromagnetismo pertenecen a nuestra experiencia cotidiana. La fuerte y la débil actúan en el nivel atómico y subatómico, de manera que no las percibimos. El electromagnetismo es el responsable de que objetos con cargas iguales se repelen y con cargas opuestas se atraigan, su partícula mediadora es el fotón y , hasta donde se sabe no tiene masa y viaja a la velocidad de la Luz. La fuerza de gravedad afecta todos los objetos con masa, pero como la de las partículas fundamentales es tan pequeña los efectos gravitatorios son despreciables.
Cómic Magravity Fuerzas fundamentales en el universo
Actividad 2.4. Fuerzas fundamentales en el universo: Tecnologías en el espacio
En México hay un conjunto importante de astrónomos que estudian problemas de formación estelar que está ampliamente reconocido, hay también otro conjunto que investiga acerca de las propiedades de las nebulosas gaseosas y que ha contribuido significativamente a la comprensión del tema.
Desde hace décadas se ha tenido experiencia en la operación de telescopios ópticos, así como en su construcción y en su instrumentación de apoyo, principalmente en el Observatorio Astronómico Nacional. Continuamente se moderniza el equipo, tanto en sus partes ópticas como mecánicas y electrónica para incorporar los avances tecnológicos disponibles.
Hay diversas colaboraciones en materia de la exploración espacial, aunque en forma limitada, por ejemplo, Rafael Navarro de la UNAM participa en la misión a Marte, llamada HABITAT cuyo objetivo es medir cuántos días al año existen condiciones para que haya agua líquida en la superficie de Marte, lo cual es importante porque permite que haya bacterias en la superficie y así aumentan las condiciones de habitabilidad en ese planeta.
Actividad 2.5. ¡Con energía! Energías limpias, energías verdes
del medio ambiente y de progreso. Por eso, en la actualidad, muchos gobiernos e instituciones invierten tiempo y recursos en fomentar la producción de estas energías.
La generación energética se tiene de múltiples formas, se puede obtener tanto energías renovables como no renovables.
- A través del empleo de energías renovables, se tiene la capacidad y obligación no solo de disminuir el impacto ambiental reduciendo así el consumo de energía eléctrica.
- La energía sostenible es una oportunidad para transformar vidas y la economía mientras que se salvaguarda el planeta.
El uso de energías no renovables trae consigo un impacto ambiental que puede no ser percibido de forma inmediata , pero que a futuro repercute en las actividades y modo de vida. Alto consumo de recursos valiosos como el agua, emisión de gases de efecto invernadero a la atmósfera e impactos ambientales en flora y fauna son algunos de los motivos por los cuales las energías renovables deben ser evaluadas en su continuidad como fuente energética.
El desafío es reducir nuestra dependencia de los combustibles fósiles para producir electricidad y calor y alimentar nuestros sistemas de transporte, al tiempo que ponemos a disposición de todos en el planeta energía confiable, limpia y asequible.
Medidas para el control y conservación
de las energías
- Garantizar el acceso a una energía asequible, fiable, sostenible y moderna para todos.
- La cooperación internacional en el desarrollo de infraestructura para la energía sostenible
- La bajada de los precios para algunas tecnologías de energía renovable.
- Eficiencia energética en el sector industrial, de transporte, residencial y de servicios.
- Uso de energías limpias en los consumos mundiales, nacionales, en servicios domésticos.
Riesgos en el uso de la energía nuclear
Ventajas
Una de las principales ventajas de la energía nuclear es que no genera gases de efecto invernadero durante su operación, y muy bajas emisiones cuando se considera su ciclo completo de vida. Se considera a la energía nuclear como una de las alternativas para contribuir a la lucha contra el cambio climático.
Desventajas
Una de las principales desventajas del uso de la energía nuclear es el riesgo de que ocurra una liberación de material radiactivo al ambiente. Las centrales nucleares de potencia generan residuos, algunos de ellos altamente radiactivos, los que deben de ser gestionados y almacenados por miles de años. La construcción de una central nuclear requiere de un alto capital de inversión inicial.
Innovación de mecanismos para el aprovechamiento de las energías verdes o
renovables (dualidad tecnológica).
- Una fuente de energía modular de bajo costo y fuera de la red que utiliza enfriamiento radiactivo para producir energía de manera eficiente para la iluminación nocturna.
- Un dispositivo inalámbrico produce combustible limpio a partir de la luz solar, el CO2 y el agua.
- Se han propuesto diversas soluciones basadas en nuevas tecnologías, como las turbinas sin aspas.
- Sinn Power propone unir la energía de las olas, el sol y el viento en un mismo sistema.
Uno de los objetivos más ambiciosos en energías renovables es aprovechar la química de los seres vivos para producir electricidad.
Buenas Tardes Estimado Compañero Alexis
ResponderEliminarExcelente Blog.
Saludos
Erick C.