Mgmdenia's Blog

Blog de Mercedes González Mas

Premis 25 d’abril. 1r concurs de Física i Química. Ciència en acció. Premi ESO

Un ou sense corfa

El vídeo guanyador aquest curs 2018/19 l’han realitzat les alumnes, AINHOA ALCAIDE ZARAGOZA, ALMA GARCIA DE LA REINA I ANDREA BOLUFER de 3r ESO A

Aquest és un experimento casolà que ens permet analitzar diferents aspectes relacionats amb les reaccions àcid-base.

Sols es necessita un ou de gallina o guatlla, vinagre (uns 150 mL) i un got o pot de cristall.

Es necessari entendre els conceptes següents:

  • Acidesa del vinagre o acid acètic
  • Estructura de l’ou i la seua closca
  • Reacció del carbonat de calci i el àcid acètic
  • Fenòmens osmòtics
  • Desnaturalització de les proteïnes

Anuncios

31 mayo 2019 Posted by | Activitats extraescolars | Deja un comentario

Premis 25 d’abril. 4t concurs de Física i Química. Article de divulgació científica. Premi batxillerat

XARXA AMB MOLTA CIÈNCIA

Dins de tota la marea del fenomen youtuber que una es pot trobar en la xarxa a dia d’avui, i entre personatges que compten amb desenes de milions de seguidors pel simple fet de jugar a videojocs, s’han trobat també el seu espai els especialistes que es dediquen a la divulgació de diferents disciplines de caràcter cultural i científic, des de les Matemàtiques més aplicades fins a la Física Quàntica.

I és que, no és fàcil fer arribar a la gent sense base prèvia, el coneixement científic d’una forma tan detallada. Aquesta és l’ambició que persegueixen aquests canals de Youtube, els quals cada dia treballen per augmentar el seu repertori.

Aquests canals són un mitjà idoni per difondre les disciplines menys populars que semblen més complicades per a la societat. Tanmateix aconsegueixen explicar fenòmens, utilitats, lleis o teories d’una manera comprensible amb un llenguatge assequible, i a la disposició de qualsevol persona, sense exigir uns coneixement bàsics com ho fan moltes revistes especialitzades o documentals on apareixen  conceptes molt detallats amb els seus aterradors tecnicismes. De fet, han sigut capaços d’atraure un gran ventall d’usuaris de la web: des de joves aficionats a la ciència, fins a persones grans que es pregunten com pot funcionar el nostre Univers.

A més de tots aquests objectius, aquests científics estan despertant un gran interès entre la seua audiència més jove per dedicar-se a la ciència i a la investigació en el seu futur. Tracten d’informar-los i orientar-los cap aquestes branques mitjançant els seus consells i les seues pròpies experiències.

Entre aquests divulgadors de caràcter científic i tecnològic, destaquen en el nostre  país pel seu descomunal nombre de subscriptors canals com “QuantumFracture”, “CdeCiencia”, “Derivando”  o “Date un Voltio” entre moltíssims més que el FECYT (Fundació Espanyola per a la Ciència i la Tecnologia) està tractant de visibilitzar mitjançant un programa que està emetent setmanalment en directe a través del seu perfil de Youtube anomenat “Science Truck” i que a més es grava en diferents col·legis i instituts del conjunt dels nostres centres educatius.

Pel que fa a  QuantumFracture, és José Luis Crespo el creador del seu contingut i compta amb més d’un milió i mig de subscriptors al seu canal, una quantitat que no deixa de créixer dia a dia. Ell és físic i puja vídeos sobre l’Univers (la seua especialització) a més d’altres temes de la Física, acompanyats amb animacions que ell mateix crea. En el seu repertori s’hi troben explicacions de: fenòmens astronòmics com la Lluna de sang amb vistes des de l’observatori del Teide, els orbitals híbrids o el Principi d’Incertesa en el seu repertori de quàntica, la curvatura de l’espai en relativitat general, la forma de l’Univers en la seua llista sobre el Cosmos, la gravetat dins de l’electromagnetisme… I moltíssimes més qüestions que pareixen complicades però que aconsegueix simplificar per fer-les arribar a tot tipus de públic sense cap distinció.

 

D’altra banda, CdeCiencia és un altre canal que dirigit pel geòleg Martí Montferrer, té més d’un milió d’usuaris subscrits. En la seua llista, ens trobem amb una gran varietat de temàtiques, on domina la Química i també òbviament la Geologia. El seu contingut és diferent al de Crespo perquè és ell mateix qui s’asseu davant la càmera i grava els vídeos amb imatges o vídeos de fons. Aquest jove apassionat per la ciència penja mensualment a la xarxa resums amb les notícies científiques del mes, vídeos explicatius parlant de temes com les macromolècules orgàniques en Encélado, el protó exòtic que es va descobrir fa més d’un any, la selecció natural, el grafè,… i d’altres assumptes interessants i singulars que desperten de debò la teua curiositat i t’ensenya coses que mai imaginaries.

Per part de les Matemàtiques, el canal més important del nostre panorama és el d’Eduardo Sáenz de Cabezón i s’anomena Derivando, compta amb quasi set-cents mil subscriptors. Aquest matemàtic va guanyar el concurs de Famelab España que organitza cada any el FECYT.

Ell és l’actual imatge d’Órbita Laika (en la 2 de TVE) que acaba d’estrenar la seua nova temporada apostant per ell com a nou presentador. Al seu canal t’explica des de teoremes bàsics fins a explicacions d’algoritmes de les xarxes. Alguns exemples serien el Teorema de Rouché-Frobenius, el Triangle de Pascal, el problema del sofà, els fractals… entre d’altres qüestions matemàtiques interessants.

Per finalitzar, no podríem deixar de mencionar el nom de Javier Santaolalla col·laborador habitual dels programes del FECYT i que té tres canals diferents que s’adapten al coneixement que cadascú té de les Ciències Físiques. El més important és Date un Voltio que explica la Física amb més detall i nivell elevat. Però el millor és que sap adaptar molt bé el seu contingut a tota classe de visualitzador, per això el seu segon canal Date un Vlog està creixent ràpidament, perquè explica des de la seua visió i experiència fenòmens físics com l’antimatèria, els viatges dimensionals, la matèria obscura, l’efecte papallona… I cal fer especial incidència en l’apartat del Bosó de Higgs, perquè el propi Santaolalla es trobava investigant en el CERN durant la seua demostració física. Ell té molta passió per la ciència, cosa que transmet: és feliç explicant allò que més li agrada.

Com veiem, podem afirmar que la divulgació està en constant millora amb científics que aprofiten tots els mitjans de comunicació, des de la ràdio fins a la publicació de llibres que assoleixen un autèntic èxit, com és el cas de Javier Santaolalla i el seu últim llibre “El bosón de Higgs no te va a hacer la cama” que us recomane encaridament.

En Matemàtiques aconselle l’últim llibre del carismàtic divulgador Santi García Cremades: “Un número perfecto”, una recopilació de 28 idees sorprenents de la història de les matemàtiques.

Definitivament, tenim a una gran quantitat de professionals  interessats per transmetre a tota la ciutadania a través de les noves tecnologies temes que a priori pareixen no interessar a ningú, però com hem vist, no som pocs els interessats en aprendre i conèixer un poc millor el nostre món i així a nosaltres mateixos.

Bibliografies/Referències:

https://www.youtube.com/user/QuantumFracture

https://www.youtube.com/user/CdeCiencia/featured

https://www.youtube.com/channel/UCH-Z8ya93m7_RD02WsCSZYA

https://www.youtube.com/channel/UCns-8DssCBba7M4nu7wk7Aw

https://www.youtube.com/channel/UCQX_MZRCaluNKxkywkLEgfA

https://www.famelab.es/

https://www.youtube.com/user/FECYT/featured

http://www.rtve.es/television/orbita-laika/

“El bosón de Higgs no te va a hacer la cama(Javier Santaolalla)

“Un número perfecto” (Santi García Cremades)

Article escrit per l’alumna Rita Ronda Bolta de 2n Bat A, curs 2018/19

31 mayo 2019 Posted by | Activitats extraescolars | , | Deja un comentario

Graduació 2n Bat. Curs-2018/19

Un any més els alumnes de 2n de batxillerat acaben la seua formació en el nostre centre.  Una promoció excel·lent que de segur que recull molts èxits en la nova etapa que comença a partir d’ara. Estic segura que seran uns bons professionals cadascú en el seu camp. Molta sort a tots i totes.

31 mayo 2019 Posted by | Activitats extraescolars | , | Deja un comentario

Masterclasse a l’IFIC-2019

El  dimarts 26 de febrer del 2019, quatre alumnes de 2n de batxillerat de l’IES Historiador Chabàs de Dénia, Luis Garcia Mut, Juan Carlos Miralles Bonilla, Rita Ronda Bolta i Sergio Portillo Pous, acompanyats pel professor de Física i Química Hermenegild Maria, van assistir a una Masterclasse sobre física de partícules organitzada per l’IFIC – Institut de Física Corpuscular a Burjassot, València.

L’Institut de Física Corpuscular (IFIC) és un centre del Consell Superior d’Investigacions Científiques (CSIC) i de la Universitat de València, dedicat a la investigació en Física Nuclear, de Partícules, així com les seues aplicacions tant en Física Mèdica como en altres camps de la Ciència i la Tecnologia.

Aquesta activitat és la International Particle Physics Masterclasses que organitza l’IFIC amb la primera sessió dedicada al LHCb Experiment at CERN. En aquestes sessions els estudiants es converteixen en físics de partícules per un dia. La sessió matinal va tindre lloc en les facultats de Física i de Matemàtiques. En arribar els alumnes van rebre una serie de xarrades d’introducció a la física de partícules, al LHC i als seus experiments, impartides per investigadors de l’IFIC, en el saló de graus Lise Meitner (Facultat de Física, Campus de Burjassot). Després, per a realitzar l’exercici pràctic es van desplaçar a dues aules d’informàtica de la Facultat de Matemàtiques. en acabar l’exercici van anar dinar tots junts a l’ETSE.

Després de dinar, per la vesprada els estudiants van compartir els resultats per videoconferència amb altres  instituts des de la sede de l’IFIC en el Parc Científic de la UV (Saló de Actes, Edifici de Cabecera).Van compartir les dades per videoconferència amb el CERN i amb altres grups d’estudiants de Bolonia, Módena, Marsella y Almaty (Kazajistán). Els resultats de la masterclasse han sigut molt satisfactoris i l’activitat molt motivadora i  els  ha ajudat als estudiants a entrar dins del món de la física de partícules.

31 marzo 2019 Posted by | Activitats extraescolars | | Deja un comentario

Photocall de l’amistat 2018

El passat mes de desembre dins les activitats extraescolars de l’IEM Historiador Chabàs, vam elaborar els tradicionals tallers de nadal. El grup de mediació escolar va preparar el segon photocall de l’amistat, en el que vam participar alumnes i professors. Com a novetat, aquest curs teníem tota classe de perruques per fer més divertit el taller. també es va preparar una taula on els alumnes van dibuixos sobre l’amistat que després vam penjar en el mural.

31 marzo 2019 Posted by | Activitats extraescolars | , | Deja un comentario

Mediació al Chabàs curs 2017/2018

 

Durant aquest curs, a l’IES Historiador Chabàs, s’ha continuat posant el marxa el Programa de Mediació, que  és fonamental en la resolució de conflictes que es genera entre l’alumnat, per tal de crear un clima idoni per a la formació tant acadèmica com humana dels nostres xiquets i xiquetes. 

En aquest Programa, hi han participat 18 alumnes mediadors, els quals valoren molt positivament la seua intervenció, no sols perquè ajuden l’alumnat afectat, sinó perquè els ha fet créixer personalment ( aprenen a escoltar, a posar-se al lloc de l’altre…i sobretot descobreixen com són els i les mateixes alumnes, els qui arriben a un acord). Aquesta experiència, la de ser mediadors i mediadores, és, per tant, molt enriquidora. Ara bé, també es troben amb casos difícils, que són més bé, propis del departament d’Orientació

D’altra banda, enguany s’ha implicat molt de professorat (15 professors i professores). A banda de les 2 hores de guàrdia adjudicades a dues persones en concret, s’ha pogut actuar cada dia de la setmana gràcies a la intervenció voluntària i en hores lliures, de la resta de companys. També ha estat molt important poder comptar amb una hora de coordinació amb la Regidoria d’Estudis, ja que s’ha aportat molta informació, fet fonamental per actuar amb més rapidesa.

Tal com és habitual, la majoria de  casos s’han concentrat en 1r d’ESO, fet prou lògic, atès que, com ja s’ha apuntat altres voltes, en aquesta edat les relacions entre companys i amics estan definint-se. A més a més, l’alumnat d’aquest nivell és majoritàriament nou i ha d’adaptar-se al centre, a una nova manera de funcionar, i ha d’aprendre a gestionar tant els nous fracassos com els seus èxits. Enguany el nombre de conflictes ha estat major que en cursos anteriors (38), la qual cosa ha estat a causa de  la major implicació del professorat, a l’hora de detectar casos

També, durant el curs actual, s’han fet algunes activitats extraescolars amb el grup de mediadors. La vespra de Nadal es va organitzar el taller del photocall de l’amistat, i per febrer es va fer una eixida a l’IES Maria Ibars per presenciar una obra de teatre, representada per actors de L’Escola Comarcal de la Marina Alta (ECT). Així, els i les nostres alumnes van poder veure una escenificació de dos casos pràctics de Mediació. Aquestes activitats han estat molt importants per als nostres mediadors, perquè els han ajudat a fer visible la seua existència i  la importància que té la seua tasca.

En conclusió, el Programa de Mediació enguany també ha respost als  objectius establerts: millorar la convivència en el centre, però sobretot ajudar l’alumnat perquè se senta còmode, valorat i que sàpia escoltar les seues emocions, que li permetran descobrir què vol i què ha de fer per aconseguir-ho.

 

 

 

 

 

 

18 junio 2018 Posted by | Activitats extraescolars | | Deja un comentario

Premis 25 d’abril. 3r concurs de Física i Química. Article de divulgació científica. Premi ESO

Forat negre

Un forat negre és una concentració de màteria d’altíssima densitat, el cual la seva força gravitatòria és tan elevada que la velocitat d’alliberament és superior a la velocitat de la llum. Per el cual tot el que es trobe en el seu horitzó d’esdeveniments no pot escapar-se. No pot escapar-se ni la llum, per aquest motiu es diu “negre”.

En el centre d’un forat negre, sempre hi ha un punt de densitat i gravetat infinites que arriba a un volum nul i un radi zero.

El 195 , Albert Einstein va desenvolupar la seva teoria de la relativitat amb la qual demostrà que la gravetat influïa en el moviment de la llum. Pocs mesos després, Karl Schwarzschild va proposar una solució per al camp gravitatori d’una massa puntual i una solució per a la mètrica de Schwarzschild mostrant que un forat negre podria teòricament existir. 

Segons l’origen els forats negres poden ser:

Forats negres primordials: creats d’hora en la història de l’univers, amb masses variades. Cap no ha estat mai observat.

  • Forats negres supermassius: amb masses de diversos milions de masses solars. Aquests es formen en el mateix procés que origina els grans agregats de matèria de l’univers els cúmuls globulars, les galàxies, els cúmuls de galàxies i els supercúmuls de galàxies- i n’ocupen el centre de gravetat.
  • Forats negres de massa intermèdia: tenen una massa d’uns quants milers de masses solars. Poden ser una possible font de raigs X de gran intensitat. L’any 2004, es va detectar un candidat a forat negre de massa intermèdia orbitant: el forat negre supermassiu Sagittarius A, al centre de la Via Làctia.
  • Forats negres de massa solar: aquests es formen quan un estel de massa 3 vegades major que la del Sol esclata tot esdevenint una supernova: aleshores, el nucli es concentra en un volum molt petit que cada vegada es va reduint més fins a esdevenir un forat negre.

El col·lapse gravitatori s’esdevé quan la pressió interna d’un objecte és insuficient per aguantar la mateixa gravetat. Normalment, en els estels això passa perquè li queda massa poc “combustible” per a poder mantenir la temperatura o perquè un estel fins al moment estable rep una gran quantitat de matèria externa que no n’eleva la temperatura. En qualsevol cas, la temperatura de l’estel no és prou potent com per a evitar-ne el col·lapse sobre el seu propi pes. 

Es creu ue en el centre de la majoria de les galàxies (entre aquestes, la Via Làctia) hi ha forats negres supermassius, encara que la majoria són actualment inactius. Les galàxies amb el nucli actiu, com les galàxies de Seyfert, les radiogalàxies o els blazars, es creu que són galàxies amb un forat negre encara actiu en el nucli. Les emissions es produeixen a causa de la matèria del disc d’acreció que es forma al voltant de l’horitzó d’esdeveniments. 

La relativitat general descriu la possibilitat de configuracions en les quals dos forats negres estan connectats entre si. Aquesta configuració se sol anomenar forat de cuc. Els forats de cuc han inspirat sovint els autors de ficció científica, ja que poden oferir un mitjà per viatjar ràpidament a través de llargues distàncies i fins i tot en el temps. En la pràctica, configuracions com aquestes semblen completament inviables en l’astrofísica ja que cap procés conegut sembla permetre la formació d’aquests objectes. 

El 14 de març de 2018 mor Stephen Hawking un gran físic.

Stephen va fer una nova teoria sobre els forats negres. La qual defensava que la inforació no queda dins del forat negre, sino en el limit d’aquest, el que es coneix com a horitzó de succesos. El cual delimita la frontera d’on no poden eixir les partícules.Aquesta nova teoria també defén que els forats negres podrien translladar-nos a altres univers.

Stephen  viatjar a Rússia on 2 científics per primera vegada havien pogut demostrar la existència de radiació Hawking mitjançant a un equivalent de forat negre en un laboratori.

Stephen es va quedar perplexe per que segons els seus càlculs, els forats negres no podien ni perdre massa ni fer-se més menuts. Stephen revisà tots els seus càlculs i s’hen adonà que ell s’etivocaba i els científics russos tenien raó.

El problema es que la radiació de Hawking que ell va predeïr es tan tènue per que no es poden medir en els aparells actuals els forats negres que estan a anys llum de distància.

Conclusions: Hi han moltes teories sobre els forats negres i poques que s’ha vagen pogut demostrar.

Bibliografia(pagines web on he buscat l’informació):

– Forats Negres Viquipèdia

http://www.dmax.marca.com/actualidad/stephen-hawking-propone-una-nueva-teoria-sobre-los-agujeros-negros/

https://es.gizmodo.com/logran-probar-la-principal-teoria-de-stephen-hawking-re-1773065130

Article escrit per IVÁN HERRERA CATALÀ de 4t bat A. Curs 2017/18

 

17 junio 2018 Posted by | Activitats extraescolars | | Deja un comentario

Premis 25 d’abril. 3r concurs de Física i Química. Article de divulgació científica. Premi batxillerat.

Dr.Stone i el poder de la ciència

 

La divulgació científica és un tema prou delicat del qual parlar; és cert que no hi ha pocs autors esforçant-se dia a dia per crear articles i llibres que tenen com a objectiu fer arribar a més gent el coneixement científic. No obstant això, la poca atenció que reben aquestes obres, juntament amb el poc interés que té el públic general en aquests fora del que els puga eixir a Twitter o a Facebook, fa que l’objectiu inicial no s’arribe a aconseguir. Al cap i a la fi, aquesta classe d’obres solen atraure més als que ja estan interessats, és a dir, a un públic ja específic. Però, i si volem despertar l’interés en gent que encara no sap que el té? En aquest cas, dubte que la millor manera de fer-ho siga mitjançant llibres i articles amb tecnicismes que solen espantar més que despertar la curiositat. I ací és on entra Dr.Stone, un còmic japonés que, sense ser un llibre de divulgació científica, acaba tenint el potencial d’aconseguir el que tant ha costat i d’encendre l’espurna de la curiositat en tota una nova generació de jóvens.

Dr.Stone, amb autoria de Riichiro Inagaki i dibuix de ‘Boichi’, va nàixer farà cosa d’un any a la prestigiosa revista setmanal Shonen Jump, on debutaren sèries que han aconseguit èxit mundial, com ara Dragon Ball o One Piece. La sorpresa arribà quan, en compte de trobar-nos-en amb una simple sèrie d’acció moguda per baralles rere baralles, descobrim una obra on el focus principal és la ciència. Per a posar-nos en context, Dr.Stone seguix les aventures de Senku, un estudiant de secundària amant de la ciència, que desperta, junt al seu amic Taiju, 3700 anys després de que tota la població humana es convertira en pedra per causes desconegudes. Davant aquest panorama, els nostres protagonistes es plantegen l’objectiu de reconstruir la civilització, començant per donar amb la forma de des-fer la petrificació que ha empresonat a la humanitat, cosa que aconsegueixen en el segon capítol usant àcid nítric i etanol aconseguit a partir de vi, després de varies pàgines que mostren el procés de creació i destil·lació del vi mitjançant els materials es podrien trobar a l’edat de pedra. Quan, després de cents d’intents fallits i quasi un any d’experimentació, d’una forma similar al mètode científic, els protagonistes aconsegueixen des-fer la petrificació d’un pardalet, la sensació de satisfacció que senten es contagia al lector, i desperten en ell la curiositat i l’apreciació per la ciència del protagonista Senku. I és aquesta apreciació la que t’impedeix parar de llegir, i la que creixerà al llarg de la sèrie amb l’aparició d’una facció enemiga que s’oposa a la idea de reconstruir la civilització i creu que la vida primitiva és millor, l’establiment per part de Senku de l’Imperi de la Ciència, junt a un poble primitiu que havia sobreviscut a la petrificació, amb l’objectiu d’enfrontar aquesta amenaça, i sobretot, amb cada nou objectiu que es proposa Senku, com ara fer un antibiòtic per a guanyar-se al poble, la sulfamida, aconseguir pólvora, o crear telèfons per tal de tenir avantatges en front als enemics. 

I, per molt ridícul que sone, tot ho aconsegueix amb els recursos propis de la edat de pedra d’una forma realista i creïble al llarg de nombrosos capítols que mostren els personatges recol·lectant els materials necessaris, construint la maquinària necessària, i explicant detalladament el procés, i acaba vencent sempre la incredulitat inicial del lector, ensenyant-lo noves coses, i fent-li creure que l’objectiu de reconstruir la civilització no és tan desgavellat. És clar, l’aspecte científic del còmic no ho és tot, i el còmic sempre deixa espai per a l’acció, l’humor, i el desenvolupament dels seus personatges, i és precisament per això que la sèrie et ven tan bé la ciència; l’objectiu del còmic no és únicament educar, sinó que l’aspecte científic està introduït d’una forma orgànica en la trama, i és un element més que treballa amb els altres aspectes de l’obra per fer una obra entretinguda. I aquesta última paraula és clau; en ningun moment pareix una classe o propaganda que t’intenta vendre una carrera científica siga com siga. El còmic no deixa de ser el que és, una obra d’entreteniment, però aconsegueix convertir l’apreciació pel coneixement científic i l’aprenentatge de noves coses en una part més d’aquest entreteniment, i és així com, una obra creada per una persona que està clarament interessada en els articles i llibres de divulgació científica, és capaç de despertar l’interés per aquests articles i llibres en tota classe de lectors. 

En conclusió, Dr.Stone ens mostra una nova forma d’arribar al públic general; mitjançant obres ben construïdes que entretenen al mateix temps que ensenyen. Potser no tindran la complexitat d’un llibre divulgatiu, però opine que una obra capaç d’introduir a algú a aquest món no mereix ser menyspreada, i crec que cal destacar la importància de crear una bona primera impressió en la gent que no sap res al respecte, no amb paraules intimidadores, sinó amb una experiència amena i divertida que desperta la curiositat al mateix temps que alimenta les bases del seu futur coneixement. I, qui sap, tal vegada d’ací uns anys, quan Dr.Stone s’adapte al format televisiu, i arribe a tot el món mitjançant serveis com Netflix, atrega a la gent, i sobretot, als jóvens, que li donen una oportunitat a aquesta obra al món de la ciència, i es convertisca en un tema de conversació popular més.

Bibliografia:  Dr.Stone #1, #2 i #3, a més de tots el nombres de la revista Shonen Jump des del N°14 del 2017

Article escrit per JORDI VAQUER CASELLES de 1r bat A. Curs 2017/18

17 junio 2018 Posted by | Activitats extraescolars | | Deja un comentario

El Láser

El término LÁSER, light amplification by stimulated emission of radiation; significa amplificación de la luz por emisión estimulada de radiación. 

Un láser es un dispositivo que produce un tipo especial de luz, produce un rayo de luz coherente  y monocromática, que se caracteriza por ser una luz intensa y direccional, que no se dispersa de manera que puede proyectarse a largas distancias.

Es una luz coherente por qué los pulsos que emite tiene una diferencia de fase constante.

Y es una luz monocromatica, por qué emite luz de un solo color, es decir de una sola longitud de onda.

 

Utiliza un efecto de la mecánica cuántica, la emisión inducida o estimulada, para generar un haz de luz coherente tanto espacial como temporalmente.

La historia comenzó en 1916, cuando Albert Einstein estudiaba el comportamientode los electrones en el interior del átomo. Einstein pensó que existía la posibilidad de estimular los electrones de un átomo para lograr que emitieran luz en una determinada longitud de onda (principio de emisión estimulada). Einstein descubrió la emisión estimulada, pero para fabricar un láser se precisa también amplificación de dicha emisión estimulada.

Partes del Láser

Un láser típico consta de tres elementos básicos. 

1.- Una cavidad òptica resonante, en la que la luz puede circular, que consta habitualmente de un par de espejos de los cuales uno es 100 % reflejante (reflector total) y otro parcialmente transparente, que permite la salida de la radiación láser de la cavidad.

2.- Un medio activo con ganancia óptica, que puede ser sólido, líquido o gas que es el encargado de amplificar la luz. El medio activo es donde ocurren los procesos de excitación electrónica  mediante bombeo de energía, emisión espontánea y emisión estimulada de radiación.

3.- El bombeo. Para poder amplificar la luz, el medio activo necesita un cierto aporte de energía, llamada comúnmente bombeo. Este bombeo es generalmente un haz de luz (bombeo óptico). Se provoca mediante una fuente de radiación como puede ser una lámpara, o una corriente eléctrica (bombeo eléctrico), o el uso de cualquier otro tipo de fuente.

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 estímulo en cuestión proviene de la llegada de un fotón con energía similar a la diferencia de energía entre 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 descrita es la raíz de muchas de las características de la luz láser. No sólo produce luz coherente y monocromatica, sino que también “amplifica” la emisión de luz, ya que por cada fotón que incide sobre un átomo excitado se genera otro fotón.

Como podemos observar en la figura, los electrones del estado fundamental E1 son elevados a un nivel superior E3 gracias a la aportación de energia exterior (bombeo). Los electrones ceden energia rapidamente (decaimento rápido) y llega al estado E2 que es un estado metaestable. Lo que logra el bombeo óptico es que la mayoría de los  electrones estén constantemente en el nivel superior. Este proceso se denomina inversión de población, y es absolutamente indispensable para que se produzca la emisión láser.

“Si un electrón está en el estado superior y recibe un fotón de la misma frecuencia del que emitiría si bajara al nivel inferior, desestabilizará a este átomo, induciéndolo a emitir inmediatamente.” 

Cuando el átomo  capta electrones de energia adecuada E foton = E2 – E1, los electrones volveran al estado fundamental emitiendo luz coherente y monocromática.

Después de esta emisión estimulada existirán dos fotones en lugar de uno, el que estimuló y el estimulado.

Naturalmente, para que la emisión estimulada tenga lugar se requiere que el electrón permanezca en el estado superior un tiempo suficientemente largo para darle oportunidad al fotón estimulador a que llegue al átomo. Por esta razón, el proceso de emisión estimulada es más fácil si el nivel superior tiene una vida media relativamente larga (estado metaestable).

Es fácil ver que se provocará una reacción en cadena, por lo que a la salida se tendrán no uno, sino una multitud de fotones. Dicho de otro modo, se habrá amplificado la luz mediante el mecanismo de emisión estimulada

A fin de que éste sea un proceso continuo, podemos colocar un espejo semitransparente a la salida, para regresar parte de los fotones que salen, y así seguir provocando la emisión estimulada. A la entrada se coloca otro espejo, totalmente reflector.

 

 

Usos y aplicaciones

Uso médico

El Láser se puede enfocar mejor y con una densidad de energía extremadamente alta hacia un punto microscópico. Esto lo hace útil en medicina, cada vez más usado al actuar muy selectivamente sobre la lesión, dañando mínimamente los tejidos adyacentes. Por eso produce muy pocos efectos secundarios en cuanto a destrucción de otro tejido sano de su entorno e inflamación. Un láser enfocado puede actuar como un bisturí extremadamente agudo para la cirugía delicada.

 

En la dermatología, éstos pueden eliminar casi todos los defectos de la piel bajo anestesia local. Los láseres de He-Ne han sido utilizados con éxito en dermatología para el tratamiento de manchas en la piel, o como auxiliares para estimular la regeneración de tejido en cicatrices.

En oftalmología son utilizados los láseres que eliminan capas submicrométricas de la córnea, modificando su curvatura. 

Por medio de radiación láser (en este caso con láser de argón ionizado) es posible en la actualidad tratar casos de desprendimiento de retina. Para parar la hemorragia y coser los desgarros de la retina

Los láseres de mayor potencia se usan en la cirugía de cataratas si la membrana que rodea la lente implantada se vuelve lechosa (pierde transparencia).

 

Soldadura y corte

Una interesante aplicación de los láseres de CO2 para soldar asas de acero inoxidables sobre cacharos de cocina de cobre. Una tarea casi imposible en la soldadura convencional debido a la gran diferencia en la conductividad térmica entre el acero inoxidable y el cobre, se hace tan rapidamente con el láser que las conductividades térmicas son irrelevantes.

En el corte mediante láser se utiliza la radiación procedente de la fuente láser para calentar la pieza hasta alcanzar la temperatura de fusión, al tiempo que una corriente de gas a presión arrastra el material fundido. La utilización del láser en este campo ofrece muchos aspectos positivos. El haz láser focalizado sobre la pieza tiene unas dimensiones mínimas, de modo que actúa como una herramienta puntual.

Topografia y alcance

Los láseres de helio-neón y de semiconductores se han convertido en piezas estándares del equipo del topógrafo de campo. Se envia un rápido pulso de láser a un reflector de esquina en el punto a medir y se mide el tiempo de reflexión para obtener la distancia.

 

 

 

 

 

 

Escáners de código de barras y lectores CD

Aplicaciones más cotidianas de los sistemas láser son, por ejemplo, el lector del código de barras, el almacenamiento óptico y  la lectura de información digital en discos compactos (CD) o en discos versátiles digitales (DVD), que se diferencia en que éstos últimos utilizan una longitud de onda más corta (emplean láser azul en vez de rojo).

Los escáneres de supermercados usan normalmente láseres de helio-neón para escanear códigos de barra universales que identifican los productos. El rayo láser rebota en un espejo giratorio y escanea el código, enviando un haz modulado a un detector de luz y luego a un ordenador que tiene almacenada la información del producto.

Otra de las aplicaciones son las fotocopiadoras e impresoras láser, o las comunicaciones mediante fibra óptica. 

22 abril 2018 Posted by | ....BV-Quàntica-nuclear, 2n Batxillerat-Física | , , | Deja un comentario