martes, 1 de febrero de 2011
He! BIENVENIDA!!!!!
hOla ..HoLA lEs DoY lA biEnVEniDA a ToDoS aQueLLOs Q sE iNTEreSEn vIsItaR mi BloG Y cONOsCAn SoBRE lA nuEvA mAteRIa GEoGrAFia y EcOloGiA..EsPeRo Y mE viSiTEn...BAy...xOxO
lunes, 13 de diciembre de 2010
Electromagnetismo
electromagnetismo es una rama de la Física que estudia y unifica los fenómenos eléctricos y magnéticos en una sola teoría, cuyos fundamentos fueron sentados por Michael Faraday y formulados por primera vez de modo completo por James Clerk Maxwell. La formulación consiste en cuatroecuaciones diferenciales vectoriales que relacionan el campo eléctrico, elcampo magnético y sus respectivas fuentes materiales (corriente eléctrica,polarización eléctrica y polarización magnética), conocidas como ecuaciones de Maxwell.
El electromagnetismo es una teoría de campos; es decir, las explicaciones y predicciones que provee se basan en magnitudes físicas vectorialesdependientes de la posición en el espacio y del tiempo. El electromagnetismo describe los fenómenos físicos macroscópicos en los cuales intervienen cargas eléctricas en reposo y en movimiento, usando para ello campos eléctricos y magnéticos y sus efectos sobre las sustancias sólidas, líquidas y gaseosas. Por ser una teoría macroscópica, es decir, aplicable sólo a un número muy grande de partículas y a distancias grandes respecto de las dimensiones de éstas, el Electromagnetismo no describe los fenómenos atómicos y moleculares, para los que es necesario usar la Mecánica Cuántica.
El electromagnetismo considerado como fuerza es una de las cuatro fuerzas fundamentales del universo actualmente conocido.
Historia
Artículo principal: Historia del electromagnetismo
Desde la antigua Grecia se conocían los fenómenos magnéticos y eléctricos pero no es hasta inicios del siglo XVII donde se comienza a realizar experimentos y a llegar a conclusiones científicas de estos fenómenos.1 Durante estos dos siglos, XVII y XVIII, grandes hombres de ciencia como William Gilbert, Otto von Guericke, Stephen Gray, Benjamin Franklin, Alessandro Volta entre otros estuvieron investigando estos dos fenómenos de manera separada y llegando a conclusiones coherentes con sus experimentos.
A principios del siglo XIX Hans Christian Ørsted encontró evidencia empírica de que los fenómenos magnéticos y eléctricos estaban relacionados. De ahí es que los trabajos de físicos como André-Marie Ampère, William Sturgeon,Joseph Henry, Georg Simon Ohm, Michael Faraday en ese siglo, son unificados por James Clerk Maxwell en 1861 con un conjunto de ecuaciones que describían ambos fenómenos como uno solo, como un fenómeno electromagnético.1Las ahora llamadas ecuaciones de Maxwell demostraban que los campos eléctricos y los campos magnéticos eran manifestaciones de un solo campo electromagnético. Además describía la naturaleza ondulatoria de la luz, mostrándola como una onda electromagnética.2 Con una sola teoría consistente que describía estos dos fenómenos antes separados, los físicos pudieron realizar varios experimentos prodigiosos e inventos muy útiles como la bombilla eléctrica por Thomas Alva Edison o el generador de corriente alterna por Nikola Tesla.3 El éxito predicitivo de la teoría de Maxwell y la búsqueda de una interpretación coherente de sus implicaciones, fue lo que llevó a Albert Einstein a formular su teoría de la relatividad que se apoyaba en algunos resultados previos deHendrik Antoon Lorentz y Henri Poincaré.
En la primera mitad del siglo XX, con el advenimiento de la mecánica cuántica, el electromagnetismo tenía que mejorar su formulación con el objetivo de que fuera coherente con la nueva teoría. Esto se logró en la década de 1940 cuando se completó una teoría cuántica electromagnética o mejor
Años después de que Maxwell hiciera la predicción de las ondas electromagnéticas en forma teórica, Hertz llevó a cabo un notable experimento, que es un ejemplo de la forma en que se hace ciencia. Se propuso indagar si en la naturaleza efectivamente existen ondas electromagnéticas. Su trabajoverificó en forma brillante las predicciones de Maxwell.
Después de los experimentos de Hertz no quedó ya ninguna duda, desde el punto de vista conceptual, acerca de la realidad física de los campos, idea que Faraday matemática. Esta idea ha sido de crucial importancia en la física posterior, tanto para la relatividad de Einstein como par las teoríasmodernas de las partículas elementales.
CAMPO ELÉCTRICO Y CAMPO MAGNÉTICO
Además de sus notables descubrimientos experimentales Faraday hizo una contribución teórica que ha tenido una gran influencia en el desarrollo de la física hasta la actualidad: el concepto de línea de fuerza y asociado a este, el de campo.
Oersted había escrito que el efecto magnético de una corriente eléctrica que circula por un alambre se esparce en el espacio fuera del alambre. De esta forma la aguja de una burbuja lo podrá sentir y girar debido a la fuerza que experimenta.
Por otro lado, ya desde tiempos de Gilbert se habían hecho experimentos, el de una barra magnética con limaduras de hierro, donde se puede apreciar que las limaduras se orientan a lo largo de ciertas líneas.
Asimismo, desde la época de Newton se trató de encontrar el mecanismo por medio del cual dos partículas separadas cierta distancia experimentan una fuerza, por ejemplo, la de atracción gravitacional. Entre los científicos de esa época y hasta tiempos de Faraday se estableció la idea de que existía la llamada acción a distancia. Esto significa que las dos partículas experimentan una interacción instantánea. Así, por ejemplo, si una de las partículas se mueve y cambia la distancia entre ellas, la fuerza cambia instantáneamente al nuevo valor dado en términos de la nueva distancia entre ellas.
electromagnetismo es una rama de la Física que estudia y unifica los fenómenos eléctricos y magnéticos en una sola teoría, cuyos fundamentos fueron sentados por Michael Faraday y formulados por primera vez de modo completo por James Clerk Maxwell. La formulación consiste en cuatroecuaciones diferenciales vectoriales que relacionan el campo eléctrico, elcampo magnético y sus respectivas fuentes materiales (corriente eléctrica,polarización eléctrica y polarización magnética), conocidas como ecuaciones de Maxwell.
El electromagnetismo es una teoría de campos; es decir, las explicaciones y predicciones que provee se basan en magnitudes físicas vectorialesdependientes de la posición en el espacio y del tiempo. El electromagnetismo describe los fenómenos físicos macroscópicos en los cuales intervienen cargas eléctricas en reposo y en movimiento, usando para ello campos eléctricos y magnéticos y sus efectos sobre las sustancias sólidas, líquidas y gaseosas. Por ser una teoría macroscópica, es decir, aplicable sólo a un número muy grande de partículas y a distancias grandes respecto de las dimensiones de éstas, el Electromagnetismo no describe los fenómenos atómicos y moleculares, para los que es necesario usar la Mecánica Cuántica.
El electromagnetismo considerado como fuerza es una de las cuatro fuerzas fundamentales del universo actualmente conocido.
Historia
Artículo principal: Historia del electromagnetismo
Desde la antigua Grecia se conocían los fenómenos magnéticos y eléctricos pero no es hasta inicios del siglo XVII donde se comienza a realizar experimentos y a llegar a conclusiones científicas de estos fenómenos.1 Durante estos dos siglos, XVII y XVIII, grandes hombres de ciencia como William Gilbert, Otto von Guericke, Stephen Gray, Benjamin Franklin, Alessandro Volta entre otros estuvieron investigando estos dos fenómenos de manera separada y llegando a conclusiones coherentes con sus experimentos.
A principios del siglo XIX Hans Christian Ørsted encontró evidencia empírica de que los fenómenos magnéticos y eléctricos estaban relacionados. De ahí es que los trabajos de físicos como André-Marie Ampère, William Sturgeon,Joseph Henry, Georg Simon Ohm, Michael Faraday en ese siglo, son unificados por James Clerk Maxwell en 1861 con un conjunto de ecuaciones que describían ambos fenómenos como uno solo, como un fenómeno electromagnético.1Las ahora llamadas ecuaciones de Maxwell demostraban que los campos eléctricos y los campos magnéticos eran manifestaciones de un solo campo electromagnético. Además describía la naturaleza ondulatoria de la luz, mostrándola como una onda electromagnética.2 Con una sola teoría consistente que describía estos dos fenómenos antes separados, los físicos pudieron realizar varios experimentos prodigiosos e inventos muy útiles como la bombilla eléctrica por Thomas Alva Edison o el generador de corriente alterna por Nikola Tesla.3 El éxito predicitivo de la teoría de Maxwell y la búsqueda de una interpretación coherente de sus implicaciones, fue lo que llevó a Albert Einstein a formular su teoría de la relatividad que se apoyaba en algunos resultados previos deHendrik Antoon Lorentz y Henri Poincaré.
En la primera mitad del siglo XX, con el advenimiento de la mecánica cuántica, el electromagnetismo tenía que mejorar su formulación con el objetivo de que fuera coherente con la nueva teoría. Esto se logró en la década de 1940 cuando se completó una teoría cuántica electromagnética o mejor
Años después de que Maxwell hiciera la predicción de las ondas electromagnéticas en forma teórica, Hertz llevó a cabo un notable experimento, que es un ejemplo de la forma en que se hace ciencia. Se propuso indagar si en la naturaleza efectivamente existen ondas electromagnéticas. Su trabajoverificó en forma brillante las predicciones de Maxwell.
Después de los experimentos de Hertz no quedó ya ninguna duda, desde el punto de vista conceptual, acerca de la realidad física de los campos, idea que Faraday matemática. Esta idea ha sido de crucial importancia en la física posterior, tanto para la relatividad de Einstein como par las teoríasmodernas de las partículas elementales.
CAMPO ELÉCTRICO Y CAMPO MAGNÉTICO
Además de sus notables descubrimientos experimentales Faraday hizo una contribución teórica que ha tenido una gran influencia en el desarrollo de la física hasta la actualidad: el concepto de línea de fuerza y asociado a este, el de campo.
Oersted había escrito que el efecto magnético de una corriente eléctrica que circula por un alambre se esparce en el espacio fuera del alambre. De esta forma la aguja de una burbuja lo podrá sentir y girar debido a la fuerza que experimenta.
Por otro lado, ya desde tiempos de Gilbert se habían hecho experimentos, el de una barra magnética con limaduras de hierro, donde se puede apreciar que las limaduras se orientan a lo largo de ciertas líneas.
Asimismo, desde la época de Newton se trató de encontrar el mecanismo por medio del cual dos partículas separadas cierta distancia experimentan una fuerza, por ejemplo, la de atracción gravitacional. Entre los científicos de esa época y hasta tiempos de Faraday se estableció la idea de que existía la llamada acción a distancia. Esto significa que las dos partículas experimentan una interacción instantánea. Así, por ejemplo, si una de las partículas se mueve y cambia la distancia entre ellas, la fuerza cambia instantáneamente al nuevo valor dado en términos de la nueva distancia entre ellas.
COMENTARIO
DURANTE LA PRACTICA REALIZADA EN NUETRO APARATO ELECTROMAGNETICO,QUE EN ESTE CASO LO REALIZAMOS CON UN TALADRO,ENCONTRAMOS QUE EL CAMPO MAGNETICO FUE PRODUCIDO POR UNA ESPIRA Y UN SELENOIDE,ADEMAS DE QUE CUENTA CON UNA BOMBINA LA CUAL PERMITE QUE ATRAVES DE ELLA PASE LA INDUCCION ELECTROMAGNETICA,ASI TAMBIEN PUDIMOS DARNOS CUENTA TANTO EL TRABAJO DE ENTRADA Y DE SALIDA QUE SE EJERCE COMO UN CAMPO MAGNETICO.COMO FUNCIONA UN TALADRO? SI RESPONDEMOS A ESTE INTERESANTE PREGUNTA PUDIMOS DARNOS CUENTA QUE EL FUNCIONAMIENTO DEL TALADRO SE PRODUCE GRACIAS A QUE LOS POLOS MAGNETICOS SE RECHAZAN,EN LA PARTE INTERIOR IZQUIERDA DEL TALADRO SE ENCUENTRA LOS POLOS MAGNETICOS POSITIVOS,Y EN LA PARET DERECHA LOS POLOS NEGATIVOS DE ESTA MANERA SE RECHAZAN Y HACE EL FUNCIONAMIENTO DEL TALADRO.
DURANTE LA PRACTICA REALIZADA EN NUETRO APARATO ELECTROMAGNETICO,QUE EN ESTE CASO LO REALIZAMOS CON UN TALADRO,ENCONTRAMOS QUE EL CAMPO MAGNETICO FUE PRODUCIDO POR UNA ESPIRA Y UN SELENOIDE,ADEMAS DE QUE CUENTA CON UNA BOMBINA LA CUAL PERMITE QUE ATRAVES DE ELLA PASE LA INDUCCION ELECTROMAGNETICA,ASI TAMBIEN PUDIMOS DARNOS CUENTA TANTO EL TRABAJO DE ENTRADA Y DE SALIDA QUE SE EJERCE COMO UN CAMPO MAGNETICO.COMO FUNCIONA UN TALADRO? SI RESPONDEMOS A ESTE INTERESANTE PREGUNTA PUDIMOS DARNOS CUENTA QUE EL FUNCIONAMIENTO DEL TALADRO SE PRODUCE GRACIAS A QUE LOS POLOS MAGNETICOS SE RECHAZAN,EN LA PARTE INTERIOR IZQUIERDA DEL TALADRO SE ENCUENTRA LOS POLOS MAGNETICOS POSITIVOS,Y EN LA PARET DERECHA LOS POLOS NEGATIVOS DE ESTA MANERA SE RECHAZAN Y HACE EL FUNCIONAMIENTO DEL TALADRO.
lunes, 15 de noviembre de 2010
TEORIAS DEL MAGNETISMO
En el año 1600, el físico inglés de la corte de Isabel I, William Gilbert, publicó la obra titulada De magnete, considerada como el primer tratado de magnetismo. Gilbert talló un imán en forma de bola y estudió la distribución del campo magnético en su superficie.
Encontró que la inclinación del campo en este imán esférico coincidía con lo que se sabía acerca de la distribución del campo terrestre. De este experimento concluyó que la Tierra era un gigantesco imán esférico. Posteriormente, los estudiosos del geomagnetismo observaron que, tomando en cuenta la declinación, la mejor representación del campo terrestre sería un imán esférico cuyo eje de rotación estuviera desviado unos 110 del eje geográfico de la Tierra.
La Tierra es un imán
Un imán suspendido horizontalmente adopta una posición tal que uno de sus extremos apunta aproximadamente hacia el polo norte geográfico. Este extremo se llama polo norte del imán; el opuesto se denomina polo sur. Los polos del mismo nombre de dos imanes se repelen y los de nombre contrario se atraen.
El polo norte de la aguja de una brújula apunta al polo norte geográfico, porque la Tierra misma es un imán: el polo sur de este imán está cerca del polo norte geográfico y, como los polos contrarios de dos imanes se atraen mutuamente, resulta que el polo norte de la brújula es atraído por el polo sur del imán terrestre, que está en las proximidades del polo norte geográfico.
Sin embargo, la brújula indica cuál es la dirección de la línea geográfica Norte-Sur sólo de un modo aproximado. Los polos norte y sur geográficos son los dos puntos donde el eje de rotación de ¡a Tierra corta a la superficie terrestre. Normalmente, la aguja de la brújula se desvía hacia el Este o hacia el Oeste del norte geográfico. Este ángulo de desviación se denomina declinación.
Una aguja magnética suspendida por su centro de gravedad no se mantiene en posición horizontal. el extremo que señala al Norte se inclina hacia el suelo en el hemisferio septentrional, y lo mismo hace el extremo que señala al Sur, en el hemisferio meridional. Este ángulo de desviación de la aguja respecto de la horizontal se llama inclinación magnética. El valor de la inclinación, al igual que el de la declinación, es diferente de un punto a otro de la superficie de la Tierra.
Teoría de la Dinamo
Antes de que los matemáticos afronten un problema complejo, prueban soluciones simples (un chiste sobre un modelo matemático de producción de leche: Suponiendo una vaca esférica de radio R, llena uniformemente de leche...). No hay esa suerte aquí: pronto, en 1931, Thomas G. Cowling en Inglaterra, probó que ninguna dinamo autosostenida en el centro de la Tierra puede tener un eje de simetría.
Walter Elsasser, de la Universidad de Utah (luego en Johns Hopkins) abordó en los 1940s un ataque frontal sobre el problema tridimensional. No llegó a ninguna parte: las ecuaciones se hicieron más y más intrincadas y se fue a los detalles. Otros tuvieron experiencias similares. Solo en 1964 publicó Stanislaw Braginsky en Rusia las primeras soluciones válidas, asumiendo que el campo tenía en su mayoría una simetría axial y calculando su pequeña desviación de la simetría. Proposición de Blackett
Es un hecho misterioso que el eje magnético de la Tierra esté cerca de su eje de rotación, que los polos magnéticos, donde la fuerza magnética apunta directamente hacia abajo, están muy cercanos a los geográficos. William Gilbert vio esto como una evidencia de que la rotación y el magnetismo provenían de la misma causa:
"El movimiento diurno es debido a causas que han de ser indagadas, provenientes del vigor magnétick y de los cuerpos confederados."
Gilbert creía que la Tierra giraba debido a que era magnética. P.M. Blackett, que ganó el Premio Nobel en 1948 por su trabajo sobre los rayos cósmicos, consideraba seriamente la posibilidad contraria, que la Tierra era magnética debido a que giraba alrededor de su eje. En un tiempo, Blackett sugirió que quizás existía un nuevo fenómeno universal, que cualquier objeto girando estaba intrínsecamente magnetizado.
En 1600 William Gilbert publicó De magnete donde demostraba que las agujas de una brújula se orientaban hacia el polo Norte como si la Tierra se comportase como un imán situado en su centro y orientado según su eje de rotación. En el año 2000 se cumplían 400 años de esto. En el siglo XIX Karl Gauss demostró que el campo magnético de la Tierra tenía su origen en su interior. Convencionalmente los campos magnéticos se representan por líneas de fuerza, éstas son líneas que indican en todas partes la dirección del campo. La intensidad del campo se representa por la distancia que separa líneas de fuerza contiguas. En el lugar en que están muy juntas el campo es fuerte; donde están muy separadas, débil. El campo magnético de la Tierra es muy aproximadamente el de un dipolo magnético. En la figura se muestran las líneas de fuerza para un campo dipolar, sobreimpresionadas en la Tierra.
Hay dos puntos en donde las líneas de fuerza son verticales. Éstos son los polos magnéticos, si el dipolo está centrado en la Tierra éstos están a 180º el uno del otro. Los polos magnéticos de la Tierra están separados de los polos geográficos por alrededor de 18º. El Polo Norte está en las islas del norte de Canadá; el Polo Sur en la Antártida al sur de Tasmania. La intensidad del campo es, aproximadamente, de 0,6 gauss en los polos magnéticos y 0,3 gauss en el ecuador magnético.
Actualmente, el campo magnético de la Tierra se aparta algo de un dipolo. El campo cambia con el tiempo, fenómeno conocido como la variación secular. Una parte importante de la variación secular es la deriva hacia el oeste, consiste en un movimiento hacia el oeste de las concavidades v convexidades características de un campo no dipolar así como el de los propios polos magnéticos. Esta es la razón por la que al campo magnético siempre se le añade una fecha. El movimiento en relación con la superficie de la Tierra es tal que las características del campo podrían circundar la Tierra en unos pocos miles de años. La deriva hacia el oeste, no obstante, no es toda la variación secular; los caracteres del campo cambian su forma tanto como sus localizaciones. Por último, la variación secular es un fenómeno mundial.
Actualmente, el campo magnético de la Tierra se aparta algo de un dipolo. El campo cambia con el tiempo, fenómeno conocido como la variación secular. Una parte importante de la variación secular es la deriva hacia el oeste, consiste en un movimiento hacia el oeste de las concavidades v convexidades características de un campo no dipolar así como el de los propios polos magnéticos. Esta es la razón por la que al campo magnético siempre se le añade una fecha. El movimiento en relación con la superficie de la Tierra es tal que las características del campo podrían circundar la Tierra en unos pocos miles de años. La deriva hacia el oeste, no obstante, no es toda la variación secular; los caracteres del campo cambian su forma tanto como sus localizaciones. Por último, la variación secular es un fenómeno mundial.
COMENTARIO:LAS DIVERDSAS TEORIAS ECHAS POR DIVERSOS CIENTIFICOS SOBRE EL MAGNETISMO NOS SIRVE DE MUCHO A NOSOTROS COMO ESTUDIANTES YA QUE MEDIANTE ELLAS PODEMOS DE CONOCER MAS DE CERCA AL MAGNETISMO TERRESTRE Y TODO LOQ UE ESTE COMPRENDE.POR LO CUAL ME PARECE BIEN ESTUDIAR CADA UNA DE ESTAS TEORIAS PARA APRENDER DE CADA UNA DE ELLAS.
MAGNETISMO TERRESTRE
MAGNETISMO TERRESTRE
El campo magnético terrestre presente en la Tierra no es equivalente a un dipolo magnético con el polo S magnético próximo al Polo Norte geográfico, y, con el polo N de campo magnético cerca del Polo Sur geográfico, sino más bien presenta otro tipo especial de magnetismo. Es un fenómeno natural originado por los movimientos de metales líquidos en el núcleo del planeta y está presente en la Tierra y en otros cuerpos celestes como el Sol.
Se extiende desde el núcleo atenuándose progresivamente en el espacio exterior (sin límite), con efectos electromagnéticos conocidos en la magnetosfera que nos protege del viento solar, pero que además permite fenómenos muy diversos como la orientación de las rocas en las dorsales oceánicas, la magnetorrecepción de algunos animales y la orientación de las personas mediante brújulas.
Una brújula apunta en la dirección Sur-Norte por tratarse de una aguja imantada inmersa en el campo magnético terrestre: desde este punto de vista, la Tierra se comporta como un imán gigantesco y tiene polos magnéticos, los cuales, en la actualidad, no coinciden con los polos geográficos.
El Polo Sur Magnético se encuentra a 1800 kilómetros del Polo Norte Geográfico. En consecuencia, una brújula no apunta exactamente hacia el Norte geográfico; la diferencia, medida en grados, se denomina declinación magnética. La declinación magnética depende del lugar de observación, por ejemplo actualmente en Madrid (España) es aproximadamente 3º oeste. El polo Sur magnético está desplazándose por la zona norte canadiense en dirección hacia el norte de Alaska.
Hasta el siglo XVI el hombre no intuyó que la Tierra se comportaba como un gigantesco imán. Desde entonces, diversos científicos se aplicaron al estudio del magnetismo terrestre, contribuyendo de manera fundamental a aumentar el conocimiento y la comprensión de este fenómeno
COMENTARIO:el magnetismo terrestre es de suma importancia ya que podemos darnos cuenta que a la hora de estudiarlo forma parte de nuestra viada cotidiana y que con el podemos mejorar nuestra vida.
Suscribirse a:
Entradas (Atom)