Bobina superconductora capaz de generar un campo magnético de 25 teslas

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Las propiedades electrónicas inusuales de algunos materiales superconductores permiten corrientes eléctricas densas y sin pérdidas a temperaturas muy bajas, incluso en campos magnéticos elevados. Los conductores hechos de estos materiales son por tanto ideales para bobinas que generen campos magnéticos muy altos, que son esenciales para diversas aplicaciones, como la visualización médica magnética, la espectroscopia de resonancia magnética para el análisis de moléculas complejas, o incluso los electroimanes de los aceleradores de partículas.

Para generar campos magnéticos todavía más altos, unos físicos de la Universidad de Ginebra (UNIGE) y un equipo de I+D de la empresa Bruker BioSpin, ambas entidades en Suiza, iniciaron en 2012 una colaboración que fue parcialmente financiada por la Fundación Científica Nacional Suiza (SNSF). Juntos, han conseguido desarrollar y probar la primera bobina superconductora capaz de alcanzar un campo magnético de 25 teslas, una primicia en Europa.

Hoy en día, los imanes utilizados en la resonancia magnética nuclear (NMR por sus siglas en inglés) y en visualización médica por resonancia magnética (MRI por sus siglas en inglés) representan las principales aplicaciones comerciales de la superconductividad. La NMR, utilizada mayormente en la industria química y farmacéutica, permite descubrir nuevas sustancias, estudiando la estructura de las proteínas o analizando los contenidos de los alimentos. Es esencial para el desarrollo de fármacos o para el control de calidad de los compuestos químicos. Los instrumentos de medición modernos disponibles actualmente en el mercado son capaces de producir campos magnéticos de hasta 23,5 teslas. Este límite está relacionado con las propiedades físicas de los materiales superconductores convencionales utilizados para generar el campo magnético.

Sin embargo, en el campo biomédico existe una necesidad de espectrómetros más potentes, tal como subraya Carmine Senatore, del equipo de investigación y desarrollo y profesor en el Departamento de Física de la Materia Cuántica en la Facultad de Ciencias en la UNIGE.

Para crear el campo magnético de 25 teslas, los investigadores combinaron un imán del laboratorio Bruker que produce 21 teslas, ya instalado en la UNIGE, con una innovadora bobina superconductora de inserción, incrementando el campo en unos 4 teslas adicionales; así que, en total, se puede generar un campo muy superior a 23,5 teslas mediante bobinas convencionales superconductoras.

Para poder funcionar, la bobina debe ser enfriada con helio líquido a una temperatura de unos 269 grados centígrados bajo cero (4,2 kelvins).

El superconductor elegido para generar tal campo es una cerámica basada en óxido de cobre, y es conocido comúnmente por las siglas YBCO.

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Comienza la fiesta de la ciencia en honor a Stephen Hawking

Desde hoy hasta el próximo sábado, la tercera edición del Festival Starmus, que se celebra en Tenerife y La Palma, reunirá a los científicos más relevantes del mundo, entre los que destacan once premios Nobel. Como novedad, el evento rinde este año un tributo especial al profesor Stephen Hawking, que entregará el próximo viernes, la Medalla a la Divulgación Científica que lleva su nombre.

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SINC |  | 27 junio 2016 11:36

El festival Starmus comienza hoy hasta el sábado. / Festival Starmus

a isla de Tenerife en Canarias el mayor festival científico que congregará a las mentes más brillantes del mundo en astronomía, arte y música, en torno a la figura del astrofísico Stephen Hawking. La principal novedad de Starmus, que celebra su tercera edición llamada Más allá del horizonte, es el tributo al científico inglés. 

“Starmus III es una invitación para curiosos, expertos y para todos aquellos amantes de la ciencia que quieran adentrarse en las grandes amenazas y descubrimientos de gran impacto mundial a los que estamos expuestos hoy en día. Es un festival único”, ha explicado el fundador y director del Festival Starmus, Garik Israelian. 

El próximo viernes 1 de julio tendrá lugar uno de los actos más esperados del festival: la entrega de la primera edición de la Medalla Stephen Hawking

Este año, el programa se inspira en el universo en sus divulgaciones científicas y actuaciones musicales. Por esta razón, investigadores de primer orden, entre los que destaca la presencia de once premios Nobel como David Gross, Joseph Stiglitz,  Adam Riess, Brian Schmidt, Robert Wilson, entre otros, abordarán cuestiones como la existencia de vida extraterrestre hasta los efectos del cambio climático, pasando por ciberseguridad, inteligencia artificial o las consecuencias del modelo de crecimiento actual en su relación con la desigualdad.

Stephen Hawking homenajeado con música

El próximo viernes 1 de julio tendrá lugar uno de los actos más esperados del festival: la entrega de la primera edición de la Medalla Stephen Hawking a la Divulgación Científica, en las categorías de Ciencia, Arte y Cine a nivel internacional y que este año han recaído en el físico, escritor y locutor Jim Al-Khalili; el compositor de bandas sonoras Hans Zimmer; y el documental “Locos por las partículas”, dirigido por Mark Levinson.

Ese mismo día, la organización, en colaboración con el Gobierno de Canarias y el Cabildo de Tenerife, reúne a músicos y actuaciones artísticas que realmente inspiren la belleza del universo y las estrellas. “Sabemos que el Profesor Hawking es un gran amante de la música y para la celebración de esta nueva edición de Starmus, hemos hecho una cuidadosa y pensada selección de invitados sorpresa y actuaciones musicales orientadas a ser realmente un tributo al Profesor”, ha comentado Israelian. 

Warped Side of the Universe será la contribución artística que Hans Zimmer –ganador de un Oscar por su trabajo en la película El rey león (1995) y nominado en 10 ocasiones más–, Paul Franklin –también ganador de dos Oscars por mejores efectos especiales en Inception (2010) e Interestellar (2014)– y el astrofísico Kip Thorne ofrecerán a Stephen Hawking.

 Se trata de una recreación multimedia en la que la audiencia se verá envuelta en las sensaciones que producen las ondas gravitacionales, los agujeros negros en colisión que produjeron esas hondas, las explosiones de las supernovas y el nacimiento de nuestro universo. Todos estos efectos serán experimentados a través de la música, vídeos de simulaciones por ordenador, la poesía y la prosa. 

Además de esta actuación, Sarah Brightman, soprano, icono de la música, actriz y embajadora de la UNESCO, ofrecerá, junto con la Sinfónica de Tenerife, una representación artística con impresionantes visiones del universo que llevarán a la audiencia en un viaje de alta resolución a través del espacio. Además, la banda de rock Anathema, pondrá en escena la fuerza e intensidad de sus canciones. 

http://www.agenciasinc.es/Noticias/Comienza-la-fiesta-de-la-ciencia-en-honor-a-Stephen-Hawking

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Efecto del dieléctrico en un condensador

La mayor parte de los condensadores llevan entre sus láminas una sustancia no conductora o dieléctrica. Un condensador típico está formado por láminas metálicas enrolladas, separadas por papel impregnado en cera. El condensador resultante se envuelve en una funda de plástico. Su capacidad es de algunos microfaradios.

La botella de Leyden es el condensador más primitivo, consiste en una hoja metálica pegada en las superficies interior y exterior de una botella de vidrio.

Los condensadores electrolíticos utilizan como dieléctrico una capa delgada de óxido no conductor entre una lámina metálica y una disolución conductora. Los condensadores electrolíticos de dimensiones relativamente pequeñas pueden tener una capacidad de 100 a 1000 mF.

La función de un dieléctrico sólido colocado entre las láminas es triple:

• Resuelve el problema mecánico de mantener dos grandes láminas metálicas a distancia muy pequeña sin contacto alguno.
• Consigue aumentar la diferencia de potencial máxima que el condensador es capaz de resistir sin que salte una chispa entre las placas (ruptura dieléctrica).
• La capacidad de un condensador de dimensiones dadas es varias veces mayor con un dieléctrico que separe sus láminas que si estas estuviesen en el vacío.

Sea un condensador plano-paralelo cuyas láminas hemos cargado con cargas +Q y –Q, iguales y opuestas. Si entre las placas se ha hecho el vacío y se mide una diferencia de potencial V₀, su capacidad y la energía que acumula serán

Si introducimos un dieléctrico se observa que la diferencia de potencial disminuye hasta un valor V.  La capacidad del condensador con dieléctrico será

donde k se denomina constante dieléctrica

La energía del condensador con dieléctrico es

la energía de un condensador con dieléctrico disminuye respecto de la del mismo condensador vacío.

Dieléctrico	Constante dieléctrica
Ámbar	2.7-2.9
Agua	80.08
Aire	1.00059
Alcohol	25.00
Baquelita	4-4.6
Cera de abejas	2.8-2.9
Glicerina	56.2
Helio	1.00007
Mica moscovita	4.8-8
Parafina	2.2-2.3
Plástico vinílico	4.1
Plexiglás	3-3.6
Porcelana electrotécnica	6.5
Seda natural	4-5

Fuente: Manual de física elemental, Koshkin N. I, Shirkévich M. G., Edt. Mir, págs 124-125

Teoría molecular de las cargas inducidas

La disminución de la diferencia de potencial que experimenta el condensador cuando se introduce el dieléctrico puede explicarse cualitativamente del siguiente modo.

Las moléculas de un dieléctrico pueden clasificarse en polares y no polares. Las moléculas como H₂, N₂, O₂, etc. son no polares. Las moléculas son simétricas y el centro de distribución de las cargas positivas coincide con el de las negativas. Por el contrario, las moléculas N₂O y H₂O no son simétricas y los centros de distribución de carga no coinciden.

Bajo la influencia de un campo eléctrico, las cargas de una molécula no polar llegan a desplazarse como se indica en la figura, las cargas positivas experimentan una fuerza en el sentido del campo y las negativas en sentido contrario al campo. La separación de equilibrio se establece cuando la fuerza eléctrica se compensa con la fuerza recuperadora (como si un muelle uniese los dos tipos de cargas). Este tipo de dipolos formados a partir de moléculas no polares se denominan dipolos inducidos.

Las moléculas polares o dipolos permanentes de un dieléctrico están orientados al azar cuando no existe campo eléctrico, como se indica en la figura de la derecha. Bajo la acción de un campo eléctrico, se produce cierto grado de orientación. Cuanto más intenso es el campo, tanto mayor es el número de dipolos que se orientan en la dirección del campo.

Sean polares o no polares las moléculas de un dieléctrico, el efecto neto de un campo exterior se encuentra representado en la figura inferior. Al lado de la placa positiva del condensador, tenemos carga inducida negativa y al lado de la placa negativa del condensador, tenemos carga inducida positiva.

Como vemos en la parte derecha de la figura, debido a la presencia de las cargas inducidas el campo eléctrico entre las placas de un condensador con dieléctrico E es menor que si estuviese vacío E₀. Algunas de las líneas de campo que abandonan la placa positiva penetran en el dieléctrico y llegan a la placa negativa, otras terminan en las cargas inducidas. El campo y la diferencia de potencial disminuyen en proporción inversa a su constante dieléctrica k.=є/є₀

E=E₀/k

Ejemplo:

Se conecta un condensador plano-paralelo a una batería de 10 V. Los datos del condensador son:

• el área de cada una de sus placas es 0.07 m²,
• la distancia entre las mismas es 0.75 mm.

1.  Condensador vacío

La capacidad del condensador vacío

La carga Q y densidad de carga σf en las placas del condensador es Q=C0·(V-V’),  Q=8.25·10-9 C El campo eléctrico en el espacio comprendido entre las placas del condensador es E0=σf/є0,   E0=13333.33 N/C

2. Se desconecta el condensador de la batería y se introduce un dieléctrico, por ejemplo, baquelita de k=4.6

La capacidad del condensador, aumenta

C=k·C₀, C=3.80·10^-9 F

	La diferencia de potencial entre las placas, disminuye V-V’=Q/C, V-V’=2.17 V El campo eléctrico E en el espacio comprendido entre las placas del condensador es E=E0/k, E=2898.6 N/C
	Podemos considerar este campo E, como la diferencia entre le campo E0 producido por las cargas libres existentes en las placas, y el campo Eb producido las cargas inducidas en la superficie del dieléctrico, ambos campos son de signos contrarios. E=E0-Eb

La densidad de carga inducida en el dieléctrico es σ_b=9.23·10^-8 C/m²

Condensadores en paralelo

Supongamos que tenemos dos condensadores iguales cargados con la misma carga q, en paralelo. Si introducimos un dieléctrico de constante dieléctrica k en uno de los condensadores. La capacidad del condensador con dieléctrico aumenta, la diferencia de potencial entre sus placas disminuye.

Al unir las placas del mismo signo de los dos condensadores, la carga se repartirá hasta que se igualen de nuevo sus potenciales

La analogía hidráulica se muestra en la figura inferior

2q=q₁+q₂

De este sistema de ecuaciones despejamos q₁ y q₂.

http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/elecmagnet/campo_electrico/dielectrico/dielectrico.htm

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Identificación de condensadores por barras de colores

Codificación por Bandas de Color

Hemos visto que algunos tipos de condensadores llevan sus datos impresos codificados con unas bandas de color. Esta forma de codificación es muy similar a la empleada en las resistencias, en este caso sabiendo que el valor queda expresado en picofaradios (pF). Las bandas de color son como se observa en esta figura:

• En el condensador de la izquierda vemos los siguientes datos:
  verde-azul-naranja = 56000 pF = 56 nF (recordemos que el "56000" está expresado en pF). El color negro indica una tolerancia del 20%, tal como veremos en la tabla de abajo y el color rojo indica una tensión máxima de trabajo de 250v.
• En el de la derecha vemos:
  amarillo-violeta-rojo = 4700 pF = 4.7 nF. En los de este tipo no suele aparecer información acerca de la tensión ni la tolerancia.

Código de colores en los Condensadores

COLORES	Banda 1	Banda 2	Multiplicador	Tensión
Negro	--	0	x 1
Marrón	1	1	x 10	100 V.
Rojo	2	2	x 100	250 V.
Naranja	3	3	x 1000
Amarillo	4	4	x 104	400 V.
Verde	5	5	x 105
Azul	6	6	x 106	630 V.
Violeta	7	7
Gris	8	8
Blanco	9	9

COLORES	Tolerancia (C > 10 pF)	Tolerancia (C < 10 pF)
Negro	+/- 20%	+/- 1 pF
Blanco	+/- 10%	+/- 1 pF
Verde	+/- 5%	+/- 0.5 pF
Rojo	+/- 2%	+/- 0.25 pF
Marrón	+/- 1%	+/- 0.1 pF

Codificación mediante letras

Este es otro sistema de inscripción del valor de los condensadores sobre su cuerpo. En lugar de pintar unas bandas de color se recurre también a la escritura de diferentes códigos mediante letras impresas.

A veces aparece impresa en los condensadores la letra "K" a continuación de las letras; en este caso no se traduce por "kilo", o sea, 1000 sino que significa cerámico si se halla en un condensador de tubo o disco.

Si el componente es un condensador de dieléctrico plástico (en forma de paralelepípedo), "K" significa tolerancia del 10% sobre el valor de la capacidad, en tanto que "M" corresponde a tolerancia del 20% y "J", tolerancia del 5%.

LETRA	Tolerancia
"M"	+/- 20%
"K"	+/- 10%
"J"	+/- 5%

Detrás de estas letras figura la tensión de trabajo y delante de las mismas el valor de la capacidad indicado con cifras. Para expresar este valor se puede recurrir a la colocaión de un punto entre las cifras (con valor cero), refiriéndose en este caso a la unidad microfaradio (µF) o bien al empleo del prefijo "n" (nanofaradio = 1000 pF).

Ejemplo: un condensador marcado con 0,047 J 630 tiene un valor de 47000 pF = 47 nF, tolerancia del 5% sobre dicho valor y tensión máxima de trabajo de 630 v. También se podría haber marcado de las siguientes maneras: 4,7n J 630, o 4n7 J 630.Codificación "101" de los Condensadores

Por último, vamos a mencionar el código 101 utilizado en los condensadores cerámicos como alternativa al código de colores. De acuerdo con este sistema se imprimen 3 cifras, dos de ellas son las significativas y la última de ellas indica el número de ceros que se deben añadir a las precedentes. El resultado debe expresarse siempre en picofaradios pF.
Así, 561 significa 560 pF, 564 significa 560000 pF = 560 nF, y en el ejemplo de la figura de la derecha, 403 significa 40000 pF = 40 nF.

Ejemplos de Identificación con Condensadores

...y en esta nueva ocasión vamos a poner a prueba los conceptos explicados anteriormente. Vamos a presentar una serie de condensadores escogidos al azar del cajón para ver si sois capaces de identificar sus datos correctamente, ok?

	0,047 J 630 C=47 nF 5% V=630 V.	403 C=40 nF
	0,068 J 250 C=68 nF 5% V=250 V.	47p C=47 pF
	22J C=22 pF 5%	2200 C=2.2 nF
	10K +/-10% 400 V C=10 nF 10% V=400 V	3300/10 400 V C=3.3 nF 10% V=400 V.
	amarillo-violeta-naranja-negro C=47 nF 20%	330K 250V C=0.33 µF V=250 V.
	n47 J C=470 pF 5%	0,1 J 250 C=0.1 µF 5% V=250 V.
	verde-azul-naranja-negro-rojo C=56 nF 20% V=250 V.	µ1 250 C=0.1 µF V=250 V.
	22K 250 V C=22 nF V=250 V.	n15 K C=150 pF 10%
	azul-gris-rojo y marron-negro-naranja C1=8.2 nF C2=10 nF	amarillo-violeta-rojo C=4.7 nF
	.02µF 50V C=20 nF V=50 V.	amarillo-violeta-rojo, rojo-negro-marrón y amarillo-violeta-marrón C1=4.7 nF C2=200 pF C3=470 pF

 http://electronica.ugr.es/~amroldan/asignaturas/curso03-04/cce/practicas/resistencias/codigos_colores.htm#Código_de_colores_en_los_Condensadores

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Desde el desierto de Atacama, logran captar por primera vez el centro de la Vía Láctea

Desierto de Aacama

Utilizaron un nuevo instrumento

El Observatorio Europeo Austral (ESO) obtuvo mediciones "ultra precisas" de la estrella S2 alrededor de este agujero negro con el telescopio Gravity, instalado en Chile.

El centro de la Vía Láctea ha sido por primera vez captado en imágenes gracias a Gravity, un potente y novedoso instrumento con el que cuenta el Observatorio Europeo Austral (ESO).

Mirá también: Hallan agujero negro gigante en un lugar inesperado del Universo

"Estos resultados proporcionan una idea de la innovadora ciencia que Gravity será capaz de producir", describió el ESO en su comunicado, que apunta a los nuevos horizontes "sin precedentes" que la comunidad científica podrá alcanzar.

El innovador instrumento combina la luz de cuatro Unidades de Telescopio de 8,2 metros (equivalente a la precisión y resolución que alcanzaría un telescopio de 130 metros de diámetro), por lo que capta "mediciones extraordinariamente precisas de objetos astronómicos".

Mirá también: Captan por primera vez un fabuloso fenómeno cósmico

Según los investigadores, Gravity - instalado en el desierto de Atacama, Chile - permitirá obtener observaciones muy detalladas de los campos gravitacionales cercanos al agujero negro central supermasivo, que se encuentra en el centro mismo de la Vía Láctea.

Aunque desde 2002 se conoce la posición y masa de este agujero negro, los investigadores acogieron las observaciones con entusiasmo por su precisión y porque permitirá poner a prueba la validez de la teoría general de la relatividad de Einstein a partir de las mediciones "ultra precisas" de los recorridos orbitales de la estrella S2.

Mirá también: Por casualidad, descubren un nuevo "anillo" de Einstein

Por el momento, el grupo de astrónomos ha estudiado la órbita de la estrella S2 alrededor de este agujero negro con una precisión "equivalente a medir la posición de un objeto en la Luna con centímetros de precisión". Además, en 2018 la estrella S2 orbitará en su punto más cercano al agujero negro, un hecho que no se repetirá hasta dentro de 16 años, por lo que las expectativas puestas en esta innovadora herramienta son muy altas.

Fuente: EFE

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Alvarenga Cuarta Edisión

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CONTENIDO

UNIDAD 1 INTRODUCCIóN 

1. Cifras significativas 
1.1 Ramas de la física 
1.2 Potencias de 10-Orden de magnitud 
1.3 Cifras significativas 
1.4 Operaciones con cifras significativas 
1.5 Un tema especial 
Origen del Sistema Métrico, de Unídades 
Repaso 
Tres experimentos sencillos 
Preguntas y problemas 
Cuestionario 
Respuestas 

2. Funciones y gráficas 
2.1 Proporción directa 
2.2 variación lineal 
2.3 Variación no lineal (cuadrática o cúbica) 
2.4 Relaciones inversas 
2.5 Un tema especial 
Cambio de escalas 
Repaso 
Dos experimentos sencillos 
Preguntas y problemas 
Cuestionario 
Respuestas 

UNIDAD II CINEMÁTICA 

3. Movimiento rectilíneo 
3.1 Introducción 
3.2 Movimiento rectilíneo uniforme 
3.3 Velocidad instantánea y velocidad media 
3.4 Movimiento rectilíneo uniformemente variado 
3.5 Caída libre 
3.6 Un tema especial 
Galileo Galilei 
Repaso 
Cuatro experimentos sencillos 
Preguntas y problemas 
Cuestionario 
Problemas complementarios 
Respuesta 

4. Vectores - movimiento curvilíneo 
4.1 Cantidades vectoriales y escalares 
4.2 Adición de vectores 
4.3 Vector velocidad y vector aceleración 
4.4 Movimiento circular uniforme 
4.5 Composición de velocidades 
4.6 Un tema especial La Física en los encuentros deportivos 
Repaso 
Tres experimentos sencillos 
Preguntas y problemas 
Cuestionario 
Problemas complementarios 
Respuestas 

UNIDAD III LEYES DE NEWTON 

5. Primera y tercera leyes de Newton 
5.1 Concepto de fuerza. Primera ley de Newton 
5.2 Equilibrio de una partícula 
5.3 Tercera ley de Newton 
5.4 Fuerza de fricción (o rozamiento) 
5.5 Un tema especial 
Isaac Newton 
Repaso 
Siete experimentos sencillos 
Preguntas y problemas 
Cuestionario 
Respuestas 

Apéndice A 
A.1 Momento de una fuerza 
A.2 Equilibrio de un cuerpo rígido 
Problemas complementarios 
Respuestas 

6. Segunda ley de Newton 
6.1 La segunda ley de Newton 
6.2 Unidades de fuerza y de masa 
6.3 Masa y peso 
6.4 Ejemplos de aplicación de la segunda ley de Newton 
6.5 Caída con resistencia del aire 
6.6 Fuerzas en el movimiento circular 
6.7 Un tema especial 
Limitaciones de la Mecánica 
Newtoniana 
Repaso 
Cuatro experimentos sencillos 
Preguntas y problemas 
Cuestionario 
Respuestas 

Apéndice B 
B.l Movimiento de un proyectil 
B.2 La aplicación de las leyes de Newton a sistemas de cuerpos 
Problemas complementarios 
Respuestas 

7. Gravitación universal 
7.1 Introducción 
7.2 Leyes de Kepler 
7.3 La gravitación universal 
7.4 Movimiento de los satélites 
7.5 Variación de la aceleración de la gravedad 
7.6 Un tema especial 
El éxito de la Gravitación 
Uníversal 
Repaso 
Cuatro experimentos sencillos 
Preguntas y problemas 
Cuestionario 
Problemas complementarios 
Respuestas 

8. Hidrostática 
8.1 Presión y densidad (o masa específica) 
8.2 Presión atmosférica 
8.3 Variación de la presión con la profundidad 
8.4 Aplicaciones de la ecuación fundamental 
8.5 Principio de Arquímedes 
8.6 Un tema especial 
Arquímedes 
Repaso 
Siete experimentos sencillos 
Preguntas y problemas 
Cuestionario 
Problemas complementarios 
Respuestas 

UNIDAD IV LEYES DE CONSERVACIóN 

9. Conservación de la energía 
9.1 Trabajo (mecánico) 
9.2 Potencia (rapidez de trabajo) 
9.3 Trabajo y energía cinética 
9.4 Energía potencial gravitacional 
9.5 Energía potencial elástica 
9.6 Conservación de la energía 
9.7 Ejemplos de aplicación de la conservación de la energía 
9.8 Un tema especial 
La relación entre masa y energía 
Repaso 
Cuatro experimentos sencillos 
Preguntas y problemas 
Cuestionario 
Problemas complementarios 
Respuestas 

10. Conservación de la cantidad de movimiento 
10.1 Impulso y cantidad de movimiento (o ímpetu) 
10.2 Cantidad de movimiento de un sistema de partículas 
10.3 Conservación de la cantidad de movimiento 
10.4 Fuerzas impulsivas-colisiones o choques 
10.5 Un tema especial 
El descubrimiento del neutrón 
Repaso 
Tres experimentos sencillos 
Preguntas y problemas 
Cuestionario 
Problemas complementarios 
Respuestas 

UNIDAD V TEMPERATURA DILATACIóN -GASES 

11. Temperatura y dilatación 
11.1 Temperatura -escalas termométricas 
11.2 Dilatación de los sólidos 
11.3 Dilatación de los líquidos 
11.4 Un tema especial 
Termómetros y escalas 
Resumen histórico 
Repaso 
Cuatro experimentos sencillos 
Preguntas y problemas 
Cuestionario 
Problemas complementarios 
Respuestas 

12. Comportamiento de los gases 
12.1 Transformación isotérmica 
12.2 Transformación isobárica 
12.3 Ley de Avogadro 
12.4 Ecuación de estado de un gas ideal 
12.5 Modelo molecular de un gas 
12.6 Un tema especial 
Desarrollo del modelo molecular de la materia 
Repaso 
Tres experimentos sencillos 
Preguntas y problemas 
Cuestionario 
Problemas complementarios 
Respuestas 

UNIDAD VI CALOR 

13. Primera ley de la termodinámica 
13.1 El calor como energía 
13.2 Trasmisión del calor 
13.3 Capacidad térmica y calor específico 
13.4 Trabajo en una variación de volumen 
13.5 Primera ley de la termodinámica 
13.6 Aplicaciones de la primera ley de la termodinámica 
13.7 Un tema especial 
Máquinas térmicas-la segunda ley de la termodinámica 
Repaso 
Seis experimentos sencillos 
Preguntas y problemas 
Cuestionario 
Respuestas 

Apéndice C 
C.1 Transferencia de calor: estudio cuantitativo 
C.2 Máquinas térmicas: información adicional 
Problemas complementarios 
Respuestas 

14. Cambios de fase 
14.1 Sólidos, líquidos y gases 
14.2 Fusión y solidificación 
14-3 Vaporización y condensación 
14.4 Influencia de la presión 
14.5 Sublimación: diagrama de fases 
14.6 Un tema especial Comportamiento de un gas real 
Repaso 
Cinco experimentos sencillos 
Preguntas y problemas 
Cuestionario 
Problemas complementarios 
Respuestas 

UNIDAD VII óPTICA Y ONDAS 

15. Reflexión de la luz 
15.1 Introducción 
15.2 Reflexión de la luz 
15.3 Espejo plano 
15.4 Espejos esféricos 
15.5 Imagen de un objeto grande 
15.6 Ecuación de los espejos esféricos 
15.7 Un tema especial 
La velocidad de la luz 
Repaso 
Ocho experimentos sencillos 
Preguntas y problemas 
Cuestionario 
Problemas complementarios 
Respuestas 

16. Refracción de la luz 
16.1 Refracción de la luz 
16.2 Algunos fenómenos relacionados con la refracción 
16.3 Descomposición de la luz 
16.4 Lentes esféricas 
16.5 Formación de imágenes en las lentes 
16.6 instrumentos ópticos 
16.7 Un tema especial 
Las ideas de Newton sobre la naturaleza de la luz y los colores de los cuerpos 
Repaso 
Ocho experimentos sencillos 
Preguntas y problemas 
Cuestionario 
Problemas complementarios 
Respuestas 

17. Movimiento ondulatorio -acústica 
17.1 Movimiento armónico simple 
17.2 Ondas en una cuerda 
17.3 Ondas en la superficie de un líquido 
17.4 Difracción 
17.5 Interferencia 
17.6 Interferencia con la luz 
17.7 Ondas sonoras-acústica 
17.8 Un tema especial 
El efecto Doppler 
Repaso 
Cuatro experimentos sencillos 
Preguntas y problemas 
Cuestionario 
Respuestas 

Apéndice D 
D.1 Las ecuaciones del movimiento armónico simple 
D.2 Cuerdas vibrantes y tubos sonoros 
D-3 Las ecuaciones del efecto Doppler 

UNIDAD VIII ELECTROSTÁTICA CAMPO Y POTENCIAL 
ELÉCTRICOS 

18. Carga eléctrica 
18.1 Electrización 
18.2 Conductores y aislantes 
18.3 Inducción y polarización 
18.4 Electroscopios 
18.5 Ley de Coulomb 
18.6 Un tema especial 
Los primeros descubrimientos en el campo de la electricidad 
Repaso 
Cinco experimentos sencillos 
Preguntas y problemas 
Cuestionario 
Problemas complementarios 
Respuestas 

19. Campo eléctrico 
19.1 Concepto de campo eléctrico 
19.2 Campo eléctrico originado por cargas puntuales 
19.3 Líneas de fuerza 
19.4 Comportamiento de un conductor electrizado 
19.5 Un tema especial 
Rigidez dieléctrica-Poder de las puntas 
Repaso 
Dos experimentos sencillos 
Preguntas y problemas 
Cuestionario 
Problemas complementarios 
Respuestas 

20. Potencial eléctrico 
20.1 Diferencia de potencial eléctrico. Tensión o voltaje 
20.2 Tensión eléctrica en un campo uniforme. Potencial en un punto 
20.3 Tensión eléctrica en el campo de una carga puntual 
20.4 Superficies equipotenciales 
20.5 Un tema especial 
El Generador de Van de Graaff 
Repaso 
Dos experimentos sencillos 
Preguntas y problemas 
Cuestionario 
Problemas complementarios 
Respuestas 

UNIDAD IX ELECTROCINÉTICA, CORRIENTE Y CIRCUITOS 
ELÉCTRICOS (CC) 

21. Corriente eléctrica 
21.1 Corriente eléctrica (continua y alterna) 
21.2 Circuitos simples de CC 
21.3 Resistencia eléctrica 
21.4 La ley de Ohm 
21.5 Conexión de resistores (o resistencias) 
21.6 Instrumentos eléctricos de medición 
21.7 Potencia en un elemento del circuito 
21.8 Un tema especial 
Variación de la resistencia con la temperatura 
Repaso 
Nueve experimentos sencillos 
Preguntas y problemas 
Cuestionario 
Problemas complementarios 
Respuestas 

22. Fuerza electromotriz - ecuaciones de circuito 
22.1 Fuerza electromotriz (o electromotancia) 
22.2 Ecuación del circuito 
22.3 Tensión terminal de un generador 
22.4 Un tema especial 
El Tubo Electrónico y el Transistor 
Repaso 
Cinco experimentos sencillos 
Preguntas y problemas 
Cuestionario 
Problemas complementarios 
Respuestas 

UNIDAD X ELECTROMAGNETISMO -CAMPOS - INDUCCIóN - 
SISTEMAS DE CA 

23. Campo magnético-I 
23.1 Magnetismo 
23.2 Electromagnetismo 
23.3 Campo magnético 
23.4 Movimiento circular en un campo magnético 
23.5 Fuerza magnética sobre un conductor 
23.6 Un tema especial 
El ciclotrón 
Repaso 
Cinco experimentos sencillos 
Preguntas y problemas 
Cuestionario 
Problemas complementarios 
Respuestas 

24. Campo magnético - II 
24.1 Campo magnético de un conductor rectilíneo 
24.2 Campo magnético en el centro de una espira circular 
24.3 Campo magnético de un solenoide 
24.4 influencia del medio en el valor del campo magnético 
24.5 Un tema especial 
El descubrimiento del electrón 
Repaso 
Cinco experimentos sencillos 
Preguntas y problemas 

Cuestionario 
Respuestas 

Apéndice E 
E.1 La ley de Biot-Savart 
E.2 Aplicaciones de la ley de Biot-Savart 
Problemas complementarios 
Respuestas 

25. Inducción electromagnética - ondas y sistemas de CA 
25.1 Fuerza electromotriz inducida 
25.2 Ley de Faraday 
25.3 Ley de Lenz 
25.4 El transformador 
25.5 Ondas electromagnéticas 
25.6 Espectro electromagnético 
25.7 Un tema especial 
Trasmisión y distribución de la energía eléctrica 
Repaso 
Cuatro experimentos sencillos 
Preguntas y problemas 
Cuestionario 
Preguntas de interpretación de textos 
Respuestas 

Apéndice F 
F.l Una visión panorámica 
F.2 El mundo de lo muy pequeño Cuáles son las partículas elementales 
F.3 El mundo de los mundos grandes 
F.4 El mundo de las estructuras complejas 

Apéndice G 
G.1 Capacitores 
G.2 Conexión de capacitores 
G.3 Energía en un capacitor 

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