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sábado, 28 de noviembre de 2009

Brevísima introducción al concepto del campo en física clásica.

Para empezar debemos decir que magnitud será todo aquello que se pueda medir, es decir comparar con un cierto valor que fijaremos como patrón. Obviamente medir es un requisito imprescindible para la ciencia. Las magnitudes se clasifican en dos tipos:

-Magnitudes escalares: Aquellas magnitudes que quedan perfectamente definidas solo por su valor numérico. Por ejemplo la temperatura. En un punto en concreto del espacio tendremos un valor de la magnitud temperatura y solo con ese valor numérico, ese punto ya quedará perfectamente definido (para esa magnitud).



-Magnitudes vectoriales: Son aquellas, que para que queden perfectamente caracterizadas, necesitan no solo un valor numérico, sino que además se debe conocer la dirección y sentido en las que actúan .Por ejemplo la fuerza. Para determinar la fuerza que actúa sobre un objeto, no solo necesitamos saber cual es su módulo (su valor numérico), también necesitamos conocer la dirección en la que está aplicada dicha fuerza y su sentido.

Una vez hemos visto esto, pasamos al concepto de campo. Históricamente, la teoría de campos se introdujo en física para dar explicación a la interacción a distancia entre partículas, sin que exista contacto entre ellas, que aparecía en el estudio de la gravedad y el electromagnetismo. Posteriormente se fue extendiendo al estudio de otras magnitudes.

En física, podemos describir la interacción entre dos partículas o cuerpos materiales a través de la perturbación que las partículas realizan en las propiedades del medio.


Para entender esta descripción supongamos que nos encontramos ante una región del espacio vacía. Al introducir una partícula en la región, la partícula por su propia existencia perturbará ese espacio. La partícula realiza esta perturbación por sus propiedades intrínsecas como son la masa o la carga. Nos encontramos entonces ante una región deformada. Si introducimos una segunda partícula, la perturbación del medio se traducirá en una acción sobre esta segunda partícula (es decir que a través de la perturbación del medio, una propiedad de una partícula [por ejemplo la masa] influirá sobre la misma propiedad en la segunda partícula). Este concepto fue introducido por Faraday (que no llegó a formalizarlo matemáticamente, esto lo hizo posteriormente Maxwell).

Se usa el concepto de campo para caracterizar la perturbación de las propiedades del medio.

Si se asigna a cada punto del espacio el valor de una magnitud función univoca de punto(es decirse le asigna un valor univoco) se dice que este espacio, como base o soporte de dicha magnitud, es un campo. Para entenderlo mejor volveremos a tomar el ejemplo de la temperatura. Un campo de temperaturas en una región (una habitación) es la asignación a cada punto de un único valor de temperatura.

Aunque el campo fue introducido para el estudio de magnitudes vectoriales (fuerza gravitatoria y electromagnética) se ha convertido en una herramienta para el análisis tanto de campos vectoriales (campos asociados a magnitudes vectoriales) como a campos escalares (aquellos que surgen de magnitudes escalares).


Escrito por pmb

viernes, 27 de noviembre de 2009

Porqué el cielo es azul y el sol amarillo-rojizo.



John William Strutt, barón de Rayleigh (1842-1919) fue un físico británico ganador, en 1904, del premio Nobel, por sus investigaciones sobre la densidad de los gases atmosféricos, así como el descubrimiento del argón. Realizó, además, estudios sobre la polarización de la luz, capilaridad y electromagnetismo, y participó en la teoría de la radiación del cuerpo negro.



La difusión de Rayleigh:


Se trata de la dispersión de la luz, o cualquier otra radiación electromagnética, por partículas mucho menores que la longitud de onda de los fotones dispersados.

Ocurre cuando la luz viaja por sólidos y líquidos transparentes, pero es más visible en los gases. La dispersión de Rayleigh de la luz solar en la atmósfera es la principal razón de que el cielo sea azul.

Cuando un rayo de luz atraviesa un medio que contiene partículas en suspensión, se producen reflexiones difusas en la superficie de las partículas y la trayectoria del rayo se hace visible lateralmente. Esto ocurre, por ejemplo, cuando un rayo de luz atraviesa una habitación con mucho humo.


Si las partículas son suficientemente pequeñas, menores que la longitud de onda de la luz, se producen fenómenos especiales de difracción que difunden la luz transversalmente y la polarizan, siendo la intensidad de la luz difundida inversamente proporcional a la cuarta potencia de la longitud de onda, de modo que las ondas azules, más cortas, resultan más difundidas que las ondas rojas, más largas.

La difusión producida por los gases es muy débil, sin embargo, cuando el espesor de gas es muy grande, como ocurre en la atmósfera, se observa fácilmente la luz difundida.

El color azul del cielo se debe a la mayor difusión de las ondas cortas. Las moléculas del aire y el fino polvo atmosférico producen la difusión de la luz del Sol, y como la luz azul se difunde más eficazmente que la roja, cuando miramos al cielo vemos la luz difundida fuera del haz directo y lo vemos azul. En consecuencia, el color del Sol es más amarillo-rojo de lo que sería si no existiese la atmósfera terrestre (la luz blanca menos la luz azul tiene un matiz amarillo-rojo).



Al atardecer, cuando los rayos solares tienen que recorrer una distancia mayor en la atmósfera para llegar al observador, este fenómeno es más patente, la mayor parte de la luz azul se difunde y el Sol puede verse de color rojo brillante, al igual que las nubes que reflejan la luz del Sol.

Cuando existe una cantidad anormalmente elevada de polvo atmosférico, la luz del amanecer y del atardecer es especialmente roja. Esto ocurre generalmente cuando existen presiones atmosféricas elevadas (anticiclón), puesto que la concentración de partículas de polvo en el aire es mayor a presiones altas que a presiones bajas.

Ahora bien, si las ondas más cortas se difunden más que las de longitud de onda mayor, el color del cielo debería ser violeta y no azul. No lo percibimos así por dos razones: primero, porque el ojo es más sensible a la luz azul que a la violeta; segundo, porque la luz solar contiene más luz azul que violeta.


Un observador situado en un planeta sin atmósfera no recibiría la luz del Sol difundida y el cielo de dicho planeta aparecería tan negro durante el día como por la noche.


Redactado por DSA.

jueves, 26 de noviembre de 2009

Comentario a SOLARIS


Solaris:


Solaris es una novela muy curiosa, fue publicada en Varsovia (Polonia) en 1.961. Pertenece a la ciencia ficción y fue escrita por Stanisław Lem. Escritor polaco cuya obra se ha caracterizado por su estilo satírico y filosófico. Sus libros, entre los cuales se encuentran Ciberiada, se han traducido a 40 lenguas y han sido vendidos veintisiete millones de ejemplares. Es considerado como uno de los mayores escritores del género de la ciencia ficción y uno de los pocos escritores que siendo de habla no inglesa ha alcanzado fama mundial en el género.

Solaris es la obra más conocida del autor, y ha sido llevada al cine por Andrei Tarkovsky, Solaris (1.972) y por Steven Soderbergh, Solaris (2.002).


La novela, en si, trata sobre los infructuosos intentos de comunicarse con una inteligencia alienígena totalmente diferente a la humana. Básicamente con un gigantesco océano saturado de substancias químicas disueltas, en un planeta de un sistema binario de estrellas, dicho océano se presume que tiene vida y muy posiblemente, inteligencia.

Esta novela se caracteriza por describir toda la acción desde el punto de vista del protagonista el psicólogo Kris Kelvin. En todo momento se trata de una descripción de los acontecimientos vividos por él, y contiene descripciones muy detalladas y vívidas de las escenas. Gran parte del libro no relata los sucesos en sí, sino descripciones de investigaciones pasadas sobre el planeta en cuestión y demás detalles que no hacen a la historia, sino que completan la narración, dando un carácter general más creíble. Estos hechos hacen a la historia idónea para su adaptación al cine, donde no hay tiempo suficiente para un relato largo, ya que es posible eliminar todos estos detalles sin alterar la historia. Este libro hace recapacitar, si, ser humano significa solo y únicamente tener una inteligencia y una voluntad, quizás signifique además la posesión de unos sentimientos, aunque sean poco racionales y que a veces vulneran nuestra propia voluntad. Él libro hace un estudio de la psicología humana enfrentada a acontecimientos perturbadores, a menudo imposibles. Kris Kelvin es un científico brillante, un buen psicólogo, su entrenada racionalidad le enfrenta a las realidades materialistas que experimenta en la base que el ser humano ha puesto en el extraño planeta. Y para las que no está preparado. Deberá adaptar su mentalidad y superar numerosos "razonamientos" para tener una oportunidad de comprender lo que sucede.



Escrito por Pablus

sábado, 21 de noviembre de 2009


La máquina del tiempo (The Time Machine) es una novela de ficción del escritor británico Herbert George Wells. Publicada por primera vez en Londres en el año 1.895 por William Heinemann. Tiene dieciséis capítulos y un epílogo. Está basada en la teoría del Eternalismo, que es una corriente filosófica, que trata de describir la naturaleza ontológica del espacio-tiempo (es decir, lo que "es" el espacio-tiempo). Se basa en la noción del tiempo como una dimensión más del universo físico, junto al espacio, de tal manera que el futuro puede decirse que ya está ahí y que no existe una corriente objetiva del tiempo. A veces se conoce esta teoría como “bloque de tiempo” o “universo de bloque”, así conocido por su descripción del universo como un todo inalterable dotado de cuatro dimensiones, en oposición a la idea comúnmente aceptada de universo tridimensional modulado por el paso del tiempo. La parte del libro, la que cuenta sobre la explicación del invento y en la que se discute sobre la cuarta dimensión, fue publicada en el año 1.893 en el Henley's National Observer. El escritor desarrolló el resto de la novela, que trata de las aventuras del Viajero a través del Tiempo en el futuro dos años después, tarea que le llevó escasos quince días.


Con esta obra, Herbert George Wells inauguraba la materia del viaje a través del tiempo, si bien el autor no entra en las paradojas temporales, ya que en La máquina del tiempo prima la finalidad moralizadora.


A diferencia de Julio Verne, padre del detalle y la explicación minuciosa. Wells describe (a propósito) la máquina de modo superficial y muy a la ligera, con algunos detalles exóticos (como cuando comenta que tenía partes de metal, cristal de roca y marfil), que dejan al lector con curiosidad por saber más del invento y su mecanismo.

Fue la primera novela de uno de los considerados como padres de la ciencia ficción y, con su mezcla de aventuras y doctrina social y política (los morloks y los eloi), alcanzó un notable éxito, contribuyendo así a la estabilidad de Wells, que a partir de ese momento pudo dedicarse plenamente a la escritura. Aunque con grandes semejanzas con el género de ciencia ficción, La máquina del tiempo debe encuadrarse en las novelas de tipo alegórico, ya que la intención doctrinal de la obra pesa más que la fantasía científica. Así, la novela de H.G. Wells queda abierta a diferentes interpretaciones, aunque la más común es la que ve esta obra como una llamada de atención a la responsabilidad de los hombres en el devenir de la humanidad. Llevando las cosas al extremo, las diferencias entre la clase obrera y las clases pudientes podría desembocar, en un futuro lejano, en el mundo retratado en el libro, con dos "degeneraciones" de los hombres sin cualidades humanas y enfrentadas entre sí…




H.G. Wells describe al protagonista como un hombre con ojos grises y un rostro "habitualmente pálido". También cuenta que "era una de esas personas demasiado inteligentes para ser creídos; con él se tenía la sensación de que nunca se le percibía por entero; sospechaba uno siempre en él alguna sutil reserva, alguna genialidad emboscada, detrás de su lúcida franqueza". A lo anterior habría que añadir que es un sujeto de acción, ya que no duda a la hora de lanzarse a probar su invento y, a pesar de los peligros de la primera aventura, no le falta valor para lanzarse a un segundo viaje por el tiempo. Además, es una persona con un extraordinario conocimiento del mundo en el que vive, tanto científica como social o políticamente hablando, y al que también caracteriza su preocupación por el rumbo de la humanidad, motivo por el que se lanza a conocer el futuro y el final de la misma. Se sabe también que este poseía grandes conocimientos sobre cultura, medicina, política, matemática, biología y otras ciencias.


Ante el escepticismo de sus amigos, el protagonista, un científico de finales del siglo XIX logra descubrir las claves de la denominada «cuarta dimensión» (el Tiempo) y construye un vehículo que le permite viajar físicamente a través del mismo. Cada tanto sus amigos se reúnen en su casa, pero en una ocasión el anfitrión no aparece. Luego de esperar un rato, sus amigos lo ven entrar en un estado calamitoso. Les cuenta la historia de cómo viajó a través del tiempo: con la intención de conocer el futuro de la humanidad se desplazó hasta el año 802.701, pero lejos de encontrar una sociedad en la plenitud de su desarrollo, ve un mundo en decadencia habitado en su superficie por unos seres hedonistas (los Eloi), pero sin escritura, inteligencia ni fuerza física.

El Viajero supone que así debió de terminar la humanidad tras de resolver todos sus conflictos existenciales, sin embargo, poco después descubre que estos seres viven con un inmenso miedo al subsuelo y a la oscuridad. El subsuelo está dominado por unas siniestras criaturas, los Morlock, otra rama de la especie humana que se ha habituado a vivir en las tinieblas y sale de noche para alimentarse de los Eloi que captura.

Tras hacer algunas exploraciones por los alrededores a su llegada al futuro, vuelve al lugar donde dejó la máquina del tiempo, pero ya no está; más tarde se percatará de que los Morlock la han encerrado en el pedestal de una estatua que representa a una Esfinge situada en el lugar donde apareció el Viajero del tiempo. Hace todo lo posible para encontrar un modo de recuperarla, y se encuentra con una enorme construcción, el Palacio de Porcelana Verde, un museo en ruinas. Allí recoge herramientas para abrir las puertas de bronce del pedestal de la estatua de la esfinge, pero cuando vuelve descubre que ya está abierta. Entra en ella, encuentra su máquina, y descubre que todo fue una trampa, pero escapa con su máquina antes de que los Morlock lo capturen. Tras abandonar esta era, el protagonista continúa su viaje avanzando aún más en el tiempo hasta llegar al borde de la finalización de la vida en el planeta Tierra, con una nueva era glaciar que casi destruye toda la civilización. Luego de millones de años, ve cómo el sol se detiene sobre el cielo en un crepúsculo eterno. Exhausto y atemorizado, vuelve a su época y le cuenta la historia a sus compañeros.


Nadie cree su historia, pero uno de los tertulianos habituales vuelve el día siguiente y ve cómo el viajero toma ciertas cosas de su laboratorio (entre ellas una cámara) y parte hacia el futuro. Aquel hombre, presente en la fuga del Viajero, comenta que aquello ocurrió hace más de tres años. Hoy en día espera él al Viajero para preguntar acerca de su nueva aventura.

Los descendientes de la humanidad:

Los eloi son los seres que habitan la superficie del planeta Tierra en el año 802.701. El Viajero a través del Tiempo los describe como seres de una estatura de 1.20 metros, vestidos con túnicas púrpuras ceñidas al talle por un cinturón de cuero, y al protagonista le impresionan "la belleza y la gracia de aquel ser". Viven de una forma despreocupada, sin trabajar y alimentándose de los frutos que les da una tierra sin malas hierbas, jugando y amándose durante todo el día y sin indicios de padecer enfermedad alguna, si bien tienen un miedo terrible a la oscuridad. La visión de estos seres lleva al protagonista de describir que en el citado año el mundo está en un "estado de ruinoso esplendor", y además de conjeturar que el comunismo se ha impuesto, piensa que la humanidad ha conseguido desarrollarse plenamente, someter a la naturaleza y, luego, acomodarse. La seguridad y la falta de necesidad hacen innecesaria la especialización de los sexos.

Si los eloi son gráciles, vegetarianos e inofensivos, los otros habitantes del planeta, los morlock, se caracterizan por su fealdad y su ferocidad. "Era de un blanco desvaído, y que tenía unos ojos grandes y extraños de un rojo grisáceo, y también unos cabellos muy rubios que le caían por la espalda", dice el viajero cuando tropieza por primera vez con una de estas criaturas, sobre las que a continuación apunta: "¡Aquel ser se asemejaba a una araña humana!" Habitan el subsuelo del planeta, en total oscuridad, por lo que tienen unos ojos "de un tamaño anormal y muy sensibles", y tienen una serie de pozos de ventilación que les permiten salir al exterior de cacería en las noches sin luna. Y es que, a diferencia de los eloi, los morlock son carnívoros y, según adivina el protagonista, el plato básico de su dieta son los eloi, lo que justificaría su miedo a la oscuridad. El viajero asocia esta raza a la evolución de los sirvientes de las clases pudientes, es decir, los trabajadores, mientras que los descendientes de los acomodados serían los habitantes de la superficie del planeta.

Una vez dejado muy atrás el mundo de los eloi y los morlock, el viajero pone rumbo hacia el fin de la humanidad, donde el paisaje está dominado por unas criaturas semejantes a cangrejos y mariposas gigantes. Además, aunque no la ve, percibe una extraña criatura marina que le infunde terror y le lleva a regresar a su época, es decir, a finales del siglo XIX.


El relato de H.G. Wells ha sido objeto de al menos cinco adaptaciones cinematográficas y para televisión, así como objeto de diversas secuelas literarias. Entre las versiones llevadas al cine destacan la realizada en el año 1.960 por George Pal bajo el título “El tiempo en sus manos”. También merece la pena decir que la realizada por Simon Wells, descendiente del escritor, titulada “La máquina del tiempo en el año” 2.002, con excelentes adaptaciones musicales e instrumentos de inicios del siglo XIX.



Escrito por Pablus.