Giroscopios en la mesa de billar del barco

Esta mesa de billar cuenta con un giroscopio y un sistema hidráulico automático. Por medio de ajustes la mesa siempre mantiene un plano horizontal, por lo que es muy cómodo jugar al billar aún en un mar agitado. De hecho, las bolas se mantienen en reposo hasta que les pegan.


De acuerdo con la información de YT, el video fue grabado en royalcaribbean diciembre del 2011.

Entonces, si te preguntan para que sirve la física, muestra este video, la física sirve para que juegues mejor al billar. Sí no lo sabes... pues ahora lo sabes. :)

Fotografías de bombillas al momento de quemarse


En la galeria de tieskoetter se pueden encontrar varias impresionantes fotografías de bombillas eléctricas justo en el momento de quemarse.

Las imágenes son altamente artísticas y cuidadas en su obtención. Para captar una de estas estampas se requiere de una excelente iluminación, una cámara muy sensible, altamente rápida (microsegundos de sincronía), o video de altísima resolución; sin olvidar, la suerte de todo fotógrafo profesional ;)

Preguntas para pensar
1) Menciona otros dos ejemplos de imágenes artistas basadas en efectos físicos
2) ¿Porque se ve se tiene el humo de la bombilla quemada?


Enlaces relacionados
Mis dedos termodinámicos, mis dedos calientes.
Ondas de sonido que apagan una llama

¿A Qué Huele el Espacio y el Universo?



Para poder oler una flor o a una persona necesitamos que nuestra nariz registre en la mucosa unas cuantas moléculas, al parecer esta moléculas se insertan y vibran en unos espacios, los cuales sirven como sensores, de modo que se crea una señal en eléctrica y se interpreta en el cerebro.


Entonces, el olor del espacio y el universo dependen de que moléculas captemos con nuestra nariz. Pero son muy pocas las moléculas en el espacio exterior, por lo cual no registramos ningún olor, caso extraño pues estamos acostumbrados a percibir sensaciones, aunque sea poca la atención que les prestemos.

Ahora, de existir algún aroma en el espacio este deberá ser en base a la cantidad de moléculas que más abunden, pese a que algunas de estas moléculas carezcan de un olor característico. Desconozco, si otros animales podrán oler moléculas como el CO1.

De este modo, el olor del espacio debería ser de Hidrógeno, con una pizca de Helio, el resto de moléculas representa menos del 2% del total.

Por otro lado, muchos físicos consideran que la materia oscura domina la concentración del Universo, pero hasta ahora, nadie a olido a la materia oscura. Tal vez nuestro universo huela a materia oscura, sin darnos cuenta.

Finalmente, les dejo esta imagen de la serie Futurama. Donde afirman que nuestra galaxia, bueno, pues apesta!!


¿A que podría oler la materia oscura?

Para saber más:

Poesía: A una nariz de F. de Quevedo.

Breve nota sobre la abundancia de los elementos en el Universo.

Post: Tu olfato depende de la mecánica cuántica

Destruir un helicóptero sin que despegue del suelo



Esto sucedió en Para, Brazil. de acuerdo con Yahoo-News el fenómeno que desarma al helicóptero es “ground resonance”. Pero no parece un efecto de resonancia mecánica (pues no hay frecuencias privilegiadas en este caso); más bien parece un efecto similar a las lavadoras desbancadas en el ciclo de secado cuando se concentra la ropa en una zona, por lo cual el centro de masa del aparato no esta sobre el eje de rotación.

 Por lo que entiendo, esto puede ser causado por un shock en los motores de la nave, y que el helicóptero es susceptible a ciertas velocidades del rotor. Cuando la compensación esta fuera de fase por 180 grados con el bamboleo se obtiene una retroalimentación positiva, la cual termina por desarmar al aparato.

Así, veamos caso de la lavadora auto-desbaratada. De acuerdo con la información del siguiente video, el motor fue alimentado con un Variac de hasta 10A que alcanza hasta los 300 volts.



Muy parecidos los efectos, ¿Cierto?... Así que recuerda que todos los motores deben estar equilibrados o terminan como estos cacharros: desarmados.

Libros de texto en Ipad, una opción más, sólo eso

Vía: academics.com
El 19 de enero del 2012, la compañía Apple anuncio que liberó una aplicación para la creación de libros electrónicos y tendría un canal de distribución especial para estos libros técnicos.

Por supuesto, esto libros contarían con una gama inherente de funciones ya conocidas: resaltar texto, creación de notas, multimedios interactivos (diagramas 3D que se puedan rotar, por ejemplo). Mientras que la plataforma para crear los libros promete ser simple e intuitiva, además permitiría que los expertos en programación indroduzca  código  javascript, HTML5 y otras monadas para contar con un libro de texto interactivo y tal ves... que fomente la colaboración y evaluación con otros lectores.

Con todo, como se puede ver en la infografía al lado de estos párrafos, es exorbitante la inversión inicial para que las escuelas doten a sus alumnos de IPads, por lo cual, por unos años, yo lo descarto para la masificación de la cultura y la educación. El problema no es la creación, distribución y uso  de los libros digitales  en educación, el escollo es amarrarse por completo a un dispositivo.  

Los libros de texto digitales útiles (en serio útiles) deben ser capaces de leerse sin importar el dispositivo, sí, tener soporte multimedia, pero incluso para desplegar matemáticas. Cosa que la aplicación de Apple  hace mediocremente, hasta ahora.  En tal sentido, la creación de libros de texto por medio de LateX es mejor opción, pues  además de contar con excelentes tipografías para matemáticas, también permite la incorporación de material multimedia interactivo (que al descargar en la computadora se acciona),  y permite la evaluación (ideal para los autodidactas). Además que ahora cuenta con interfaces amigables para la creación de los libros. Yo he utilizado LateX para generar los dos libros sobre problemas/respuestas de física y el formulario de física de este su blog. 

Vía: hack-education
Asimismo, de acuerdo con investigaciones muy serias, los libros tradicionales de papel son dispositivo de muy bajo consumo de energía, nunca se cuelgan, ni requieren reiniciarse. Todo un lujo de tecnología que puede estar al alcance de todos los estudiantes.

Me parece bien que una compañía como Apple tenga en mente la educación (aunque para ellos, en realidad, es un mercado extra de ventas), pero lo efectivo en la educación no es la incorporación de la tecnología. Lo efectivo en la educación es involucrar activamente a los estudiantes en los temas, tal labor no la hace el libro de texto, lo hace el profesor.

Así, que yo aconsejo invertir más en la capacitación de los profesores, en el equipo de laboratorio, instalaciones dignas, usar LateX para crear contenidos didácticos e invertir menos en gadgets de última generación. Pero sí tu escuela es pudiente y necesita mostrarse cool, ¡a comprar Ipads que el mundo se va acabar! 

Libro de Fórmulas y Teorías Esenciales de Física.

Puedes bajar gratis este libro de física, el cual contiene un resumen de todo los temas más importantes de esta área: mecánica cuántica, óptica, física de partículas, termodinámica, electromagnetismo, entre otros temas.
Cada capítulo contiene comentarios sobre la teoría y presenta las fórmulas más empleadas en esa rama de la física.
Este libro, esta en constante mejora, por ello, te invitamos a envíanos tus comentarios y sugerencias para que te sea más útil.


Para descargarlo, lo debes imprimir virtualmente (.pdf es lo mejor) dando clic en la impresora, lado izq de tu pantalla.

Chiste: Así seria una nación de Einsteins


Yo creo que en la diversidad aprendemos y nos divertimos más. Por ello, prefiero una nación de Einsteins, Darwins, Gandhis, etc. etc.

Recuerda que es viernes, viernes de chiste en este blog.


Mi presentación en el ICPPP16: fotoacústica en una celda electro-óptica

El ICPPP16 (realizado en bella ciudad de Mérida, México) fue un éxito. Pues además de contar con una nutrida participación, la calidad de los exposiciones fue alta.

Nuestro equipo de trabajo participó, y por ello les dejo la presentación de la que soy culpable:

Básicamente, este trabajo consiste en una variación de los experimentos electro-ópticos en cristales líquidos, donde además se extrae la información fotoacústica. Mostramos que se pueden obtener mucha información estructural de las señales opto-acústicas cuando se realizan análisis en su frecuencia, corrimiento de fase y amplitud promedio por RMS.

Pronto les daremos el link del artículo que describe ampliamente estas ideas. Además les comentaremos de los resultados de estos estudios en tejidos biológicos.
Claro que si nos ayudan con sus ideas o saben de una referencia interesante, pues nos ayudan a mejorar este trabajo. :D

Se toman tan en serio las matemáticas, que han puesto un pizarron en el baño

Vía: Quantum Tunnel
El instituto de ciencias matamáticas de Cambridge: Isacc Newton, se distingue por muchas cosas, entre ellas el número de pizarrones dispersados en el edificio... incluso en los baños...¡Grandioso!...¡Creo!


 Lo cierto, es que es una forma fácil y eficiente de obtener atención de la gente del área ;)

Infografia: Cómo usar Google con más eficiencia

Las búsquedas en Google pueden ser todavía más efectivas cuando se aplican estas recomendaciones. Lo cual es muy importante en una búsqueda de información para hacer un trabajo académico cualquiera. Da clic en la imagen para verla más grande.  Vía: Daily infographic

Construye un sencillo oscilador con el juguete Geomag



Geomag es un juego de construcción con barritas de acero cubiertas de plástico, que en los extremos cuentan con imanes y esferas de acero de aprox. 13 mm de diámetro. Es un juego muy popular entre matemáticos para hacer sólidos platónicos y entre los químicos para recrear modelos moleculares, por ejemplo.

Y para los físicos qué!! :(

Bueno, claramente el video muestra una construcción que permite que ensambles de imanes oscilen. La fuerza de gravedad hace que el ensamble caiga hacia un lado, la fuerza de repulsión magnética obliga al ensamble a dirigirse dirección contraria; para que caiga de nuevo y se repita el proceso.

La frecuencia de oscilación se puede obtener mediante el tiempo del video o usando un programa especializado, como Tracker (que es gratis).

Es un hecho que en nuestro mundo hay una gran variedad de oscilaciones, que pueden ser muy atractivas para hacer un juego de escritorio :) algo parecido al péndulo electrostático

Esperamos que el video y el post te inspiren ha realizar tus experimentos. Por cierto: ¡Felices experimentos!!

Simple demostración de la Ley de Boyle con material cásero (Video, español)



La ley de Boyle es una de las leyes de los gases ideales. Considerando la temperatura constante en todo el proceso, afirma que la multiplicación de la presión P y el volumen V es igual a una constante; es decir, en términos de ecuaciones:


Del experimento mostrado en el video, se puede determinar fácilmente el volumen de la vejiga (globo) en el proceso, lo cual permitiría conocer su presión relativa. De mismo se puede hacer para la misma jeringa.


donde los índices 1 y 2 se refieren a la etapa inicial y final del proceso, respectivamente.

Lo notable del video, incluso de todo el post, es la presentación simple y clara de un experimento muy importante del siglo XV, que dio cimientos a la insipiente química y física de la época. Ciertamente, en ese entonces se contaban con los instrumentos más finos para realizar esta experiencia; hoy podemos usar materiales caseros o desecho para realizarlo con éxito.

Tal vez, mañana, podamos también construir nuestro LHC con materiales de desecho :)

Por cierto, si te gustan los experimentos caseros, puedes acompañarme por Twitter: @TaoFisica , mira que nos encantan los experimentos. 

Videos: La física de romper maderas en llamas

Aprende los secretos físicos de romper tablas en llamas, en estos dos videos encontraras las razones científicas por las que se destrozan las maderas con un certero y rápido golpe. Recuerda que estos ejercicios los hacen profesionales y responsables adultos, no lo intentes en casa, sin la adecuada tutela.

Video con explicación física completa


Video de tablas en llamas


En estos videos encontramos que la principal razón para romper una tabla es obtener una alta velocidad y detenerse un momento después de romper la madera. ¡Nunca, nunca hay que detenerse en la superficie de la tabla! Cuenta que tengas una masa grande, pero no es tan importante para hacer el truco.

En el video de las llamas, la velocidad es también muy importante, pues con ello evitas quemarte. Primero se evapora el agua que rodea tu piel, el vapor te protege del intenso calor (pero sólo unos milisegundos), tu grasa y sudor también te protegen de las quemaduras por un muy corto tiempo. Por eso el golpe debe ser rápido, raudo.

Es interesante observar la física que hay implícita en los deportes

¿Qué otros deportes utilizan la física?

Recuerda que tus comentarios y recomendaciones permiten a este blog crecer y ser mejor cada día.

¿Origenes del folclore zombi? Galvani y su show eléctrico de ancas de ranas bailarinas

A finales XVIII y principios del XIX, corrientemente se realizaban shows sobre los recién descubiertos efectos de la electricidad. En una de las más exitosas presentaciones, Luigi Galvani (1737-1798) demostró que aplicar una corriente eléctrica a la médula espinal de una rana muerta, producía grandes contracciones musculares en los miembros de la misma. Estas descargas podían lograr que las patas (incluso separadas del cuerpo) saltaran igual que cuando el animal estaba vivo. Como se muestra en el siguiente video:


En aquel entonces, la gente quedaba muy sorprendía, pues al estar muertas las ranas ya no debían de moverse. Así, una joven de alrededor de 20 años, muy impresionada por los efectos eléctricos en los músculos se inspiró para escribir lo que se considera una de las primeras obras de ciencia ficción y terror gótico: Frankenstein de Mary Shelley. En la obra se describe cómo los pedazos de cuerpo humano al ser electrocutados pueden crear a un nuevo ser. Al que, sin embargo, no entra en la actual categoría pop de zombi.

Con todo, la idea de los impulsos bio-eléctricos pueden hacer funcionar los músculos de los "muertos vivientes" es un recurso recurrente en las historias de zombis.

Hoy en día, seguimos estudiando la relación entre la electricidad y sistemas biológicos, especialmente para ayudar a las personas que pierden movilidad muscular o padecen una lesión. Un ejemplo claro es este video que muestra como las contracciones musculares de en el brazo pueden generar un impulso eléctrico, que su vez puede mover una anca de rana. El video puede ser un poco perturbador para los débiles de corazón ;)


Cartel de la peli:
Desnudistas zombi
Así que la próxima vez que veas una seria o película zombis (p. ejem. "Zombie Strippers!", WTF), recuerda que la idea de "criaturas moviéndose aunque estén muertas" nació de un experimento científico de electricidad. Y es así, como la ciencia alimenta el arte y la cultura, incluso la pop.

¿Quién será el valiente en menear este post?

Historias científicas: Fabricación de la cerveza (y no del vino) detonando descubrimientos matemáticos clave

!Salud a todos los estadísticos!
Alrededor de 1908, la cervecería Guinnes en Dublin, Irlanda, prohibía a sus trabajadores publicar artículos científicos. Ciertamente la cervecería temía revelar sus delicados secretos industriales. Sin embargo, Willian Gosset publicó una investigación sobre estadística/probabilidad en la revista Biometrika con el seudónimo de Student (estudiante). Al principio, su trabajo fue poco apreciado pero con el tiempo fue adquiriendo gran importancia práctica, especialemente donde se requieren realizar afirmaciones generales de una población donde se sustrajo una pequeña muestra .

Gosset, quien trabaja en pruebas de control de calidad, introdujo las bases de lo que hoy conocemos como "distribución t de Student", la cual asegura una estimación de la exactitud de un promedio obtenido de una pequeña cantidad de datos, la que a su vez se supone normalmente distribuida.

Esta historia es bien conocida; de hecho, los libros de texto de estadística/probabilidad suelen registrarla. Sin embargo, lo que me pregunto es: ¿por qué esta investigación surgió de la industria de la cervecería y no de otra industria agropecuaria bien desarrolla, por ejemplo la del vino?

W. Gosset, via Wikipedia
Mi respuesta es simple, los fabricantes de la cerveza están orgullosos por la consistencia, mientras que los del vino se enorgullecen por la variedad. Por ello nunca escucharan a los fanáticos de la cerveza hablar de un “buen año de cosecha” del mismo modo que los conocedores del vino lo hacen. Por supuesto, en las cervecerías lo importante es la repetibilidad, por lo cual los cerveceros invierten más dinero en estudios de control de calidad que lo que hacen los viticultores.

De esta historia deseo destacar dos puntos: 1) El entorno permite que crezca la ciencia: en un ambiente donde se necesitan respuestas y se fomenta su búsqueda, es donde puede crecer una idea. 2) No se puede amordazar la comunicación de las ideas, siempre encentran una forma de superar la censura.

Este caso es de tomar en cuenta, independientemente de tu trabajo, tu puedes tener ideas que pueden ser muy útiles, tal vez no; pero tienes que expresarlas correctamente para saberlo, de otro modo siempre tendrás la duda.

¡¡Felices experimentos!!

Bobina de Tesla musical en acción

Este instrumento no es sólo ocioso y peligroso, por las descargas electricas, tambien es muy interesante de ver, vamos es divertido.



Cada vez que se aprieta una tecla, también se deja pasar corriente electrica a la bobina. Por lo cual tenemos un nuevo elemento al instrumento musical: el rayo.

Video: Lente de fresnel contra los objetos cotidianos

"¿Para que puede servir una lente de Fresnel? !Para quemar, grabar, derretir cosas¡" Mira este video, mira cómo estas lentes delgadas y largas de plástico pueden concentrar más de 1000 W de energía solar en menos de medio centímetro de diámetro. Toda esta energía se concentra para hacer una demostración simple de cómo quemar cosas comunes. Pero, cuidado, no lo intentes en casa, sin la protección adecuada para tus ojos y la supervisión de una adulto, si un adulto, alguien sensato y maduro (con ello se descarto a mas de la mitad de tus amigotes).




¿Qué es una lente de Fresnel?

Es un instrumento óptico, basado en una lente plano convexa, donde a la lente original se la ha aproximado con rectangulos, y se han retirado de esta nueva lente. lo que obtenemos es un conjunto de prismas que funcionan en conjunto para desviar la luz y formar imágenes (el foco de la lenta es la imagen de una fuente muy, muy alejada). Las lentes de Fresnel son más ligeras que sus equivalentes plano-convexas. La calidad de las imágenes que forman es mala, debido a la alta dispersión de los prismas, pero se pueden utilizar en áreas donde la obtención imagen sea menos Por ejemplo, las lentes de Fesnel son muy utilizadas en los retroproyectores y en supermercados para la iluminación, y claro, para hacer cocinas solares.

ejemplo de la magnificación de en una lente
de Fresnel, gracias Diana.
Recuerdo una bella película: Brasil, donde se mostraba un mundo absurdo, diferente y tecno-raro al nuestro. En la película Brasil, la gente tiene pequeños televisores, para poder verlos necesitaban estas raras lentes delgadisimas.

Las lentes de Fresnel son poco convencionales, todavia. Pueden ser una alternativa para hacer muchos experimentos y aplicaciones tecnologicas y de arte.

Corazón geek y corazón poéticos hechos con LaTeX

Estos corazones fueron
hechos usando LaTeX
Los dos corazones de estas imágenes son un presente para nuestros lectores, los que gustan de las matemáticas y los prefieren la literatura (para verlos más grandes, da clic en ellos). Para hacer tus propios corazones necesitas los siguientes comandos:
\usepackage{shapepar} % paquete que va en el preámbulo
\heartpar{Texto que deseas forme el coraz\'on} % línea que va en el cuerpo

Compilas en LaTeX y exportas al formato que deseas, listo! Ya puedes entregar tu corazón.

Deseamos qué este día y el resto del año el amor y la amistad sea más que un producto comercial.

Información relacionada:


Compendio de amor geek: 5 diferentes formas de expresarlo

El amor tiene muchas formas, sin importar si eres astro-biólogo o matemático, todos terminamos enamorardos XD. Estas son algunas formas en que se puede expresar. Espero les guste.

1) Corazón geek y corazón poéticos hechos con LaTeX

2) Motor homopolar que funciona con un corazón de alambre de cobre

3) Videos: ese amor a las profesoras o profesores

4) Imagen: ¿Por qué el amor es como pi?

5) Cómo hacer gráficas matemáticas en Google: el corazón

Motor homopolar que funciona con un corazón de alambre de cobre



Con motivo del día de San Valentín he puesto este video. MrfixitRick nos muestra una variación del motor homopolar para tener una linda pieza que puede ser un adorno o un presente para esa persona geek especial, ahh y sin gastar mucho dinero.

Enlaces relacionados:

Ese amor a las profesoras.

Tres Corazones para geeks

Corazón geek y corazón poéticos hechos con LaTex

Videos: ese amor a las profesoras o profesores

Este video me recuerda un viejo y prohibido amor: a una profesora. La cual veía como la del video, así de profundo fue mi amor platónico.

¿Cuántos de ustedes des habrán estado en similar situación?, ¿o les hubiera gustado?

¡Feliz 14 de febrero!

Imagen: ¿Por qué el amor es como pi?

¿Por qué el amor es como pi?
Efectivamente, sin él mi mundo no tendria sentido ;)

Hice esta imagen por el diseño sencillo y fuerte, además de que el mensaje me parece original y tierno <3

Creo que me estoy adelantando demasiado al día del amor y la amistad.

Por favor si van a usar la imagen, denle crédito a este su blog.

Microondas visualizadas dentro de un horno encendido: Video



Los ojos desnudos no pueden detectar las microondas, necesitamos apoyarnos de instrumentos.

Las ondas electromagnéticas pueden hacer que las cargas eléctricas se desplacen, ionizando ciertos gases encapsulados en bulbos, los choques de estos electrones producen recombinaciones electrónicas que producen luz. En una lámpara pequeñita de neón se puede generar luz visible por medio de microondas.

En una placa de acrílico se perforaron agujeros para formar una matriz, en los espacios se colocaron los bulbos pequeños de neón. En el sitio donde la intensidad de la microonda es mayor, el bulbo brilla más. Claro antes de que las lámparas se freirán. Por supuesto, el patrón se vería mejor si el acrílico permaneciera estacionario. Sin embargo, en el video se ve la placa de acrílico sobre el plato rotatorio.

En la segunda parte del video se muestra el efecto de colocar un absolvedor de microondas: agua. Los bulbos absorben pocas microondas; en contraste, el agua absorbe gran cantidad de esta radiación. Cuando se coloca el vaso con agua los bulbos prenden poco, pues las ondas son absorbidas por el agua, por lo cual la intensidad promedio de las microondas dentro del horno disminuye, reduciendo con ello el brillo de los bulbos.

Finalmente,  tanto en el blog de realizador como en el video hay ciertos malentendidos.

1) La idea de la absorción del agua saltada es incorrecta. El agua destilada (libre de sales) es un buen absolvedor, pues es una molécula polar y es proclive a oscilar ante campos electromagnéticos. Del mismo modo los iones también pueden oscilar por la acción campos eléctricos oscilatorios.

2) La frase “convertir la microonda en calor” coloquialmente se usa. No obstante, el calor para nada es  una sustancia, el agua es calentada y no contiene calor.

Sin ser quisquilloso, solo más preciso para evitar malinterpretaciones posteriormente :)

La jaula de Faraday: ¿trampas de electrones?

Una jaula de Faraday es cualquier recubrimiento metálico, bien conectado, con la característica de aislar el campo eléctrico. De tal modo las descargas que se producen en el exterior de la jaula no afectan el interior, como el caso del video, pese a que el joven se encuentra sometido a un voltaje muy alto, no es lastimado.

La jaula de Faraday es una consecuencia de la distribución de cargas eléctricas en la superficie externa de la jaula, la quien bien puede ser como la que se muestra en el video, o un traje metálico (que emplean los trabajadores electricistas), o el chasis de un aparato eléctrico, un una envoltura metálica alrededor de un teléfono celular, el cual no podrá captar señal.



Para saber más:

Trajes como jaula de Faraday. Impresionante video de una profesion donde es esencial la jala de Faraday.
Video: Completa Lección Sobre la Jaula de Faraday. Muchos experimentos, demostraciones, en ingles.
Experimento: Sencillo bloqueador de la señal del celular. Para toda la familia.

Esto pasa cuando te gradúas (Licenciatura, Maestría o Doctorado): chiste

Pues te transformas :D



Claro, después de dos horas donde tu comité sinodal te dice que estas tonto, al final te dicen: ¡Colega!

Con suficiente temperatura, hasta el vidrio común es un buen conductor eléctrico (video y explicación)



¿Qué se ve en el video?
En este experimento se muestra como el vidrio (inicialmente, es un aislante eléctrico) se convierte en un bueno conductor con la ayuda de la intensa flama de un soplete.

Primero, las dos bases de cerámica (sockets) están cableadas en serie a la corriente eléctrica de una casa. Cuando los dos bulbos incandescentes (del mismo voltaje) se colocan en las bases y se conecta la electricidad, por ambos focos atraviesa la misma cantidad de corriente, por lo cual se encienden con la misma intensidad.

Después, uno de los focos se retira de la base, el circuito se rompe y el otro bulbo deja de iluminar. Si remplazamos el bulbo faltante por un material conductor (un cable metálico, por ejemplo), el circuito una vez más se completa y el bulbo se enciende. En este caso es un pedazo de vidrio que ayudado por una flama intensa eleva su temperatura; y vemos como se enciende el otro foco.

¿Por qué pasa esto?
Cuando elevamos la temperatura del vidrio, algunos de los electrones del material adquirirán tanta energía que podrán hacer transiciones donde el resultado es la emisión de luz (de color rojo, para este caso). En tal estado de excitación (como dicen los físicos), los electrones están poco unidos al núcleo atómico, tal como un metal. Tanto así que pueden desplazarse fácilmente por el material, por lo cual pueden ser parte de una corriente eléctrica, entonces se dice que estos electrones están deslocalizados cuánticamente, y el material es conductor.

¿Cuál es la clave y aplicaciones del experimento?
La obtención de electrones deslocalizados es la pieza fundamental de esta idea. Estos electrones están presentes en los metales, pero también en materiales a altas temperaturas; por ejemplo, plasmas: estrellas, gases de bulbos-neon encendidos, entre otros. Más aún, también están presentes en moléculas orgánicas; anillos de benceno, por mencionar un notable representante.

Efectivamente, se pueden manufacturar estructura plásticas capaces de conducir electricidad o manipular luz o ambas. De este modo, como muestran algunos diseños de producto, es factible la fabricación de circuitos en tabletas flexibles donde se puede generar, transmitir y almacenar información con el formato de electrones o fotones.

¿Quién investiga este tema?
De hecho en el Laboratorio de Óptica no-lineal de CCADET-UNAM, trabajamos en esta línea de investigación de optoelectrónica. Pues, a temperatura ambiente, insertamos polímeros en matrices de vidrio puro. Estos prototipos son capaces de conducir electricidad y exhibir fenómenos ópticos diversos por lo cual pueden llegar a ser parte de un dispositivo de alta tecnología. Pero, esa es otra historia, que les platicaremos en otro post. Por lo pronto, si están interesados en esta clase de investigaciones, pueden consultar algunos posts sobre nuestros artículos más recientes con moléculas dipolares y octupolares.

Por cierto, esta nota primero se publicó en Amazings como una colaboración


Preguntas para pensar
1) Imagina una llama entre dos condensadores planos, cuando esta cargado el condensador, ¿Qué le pasa a la flama? ¿se inclina en que dirección?
2) Cuando se calienta un metal, ¿hay más electrones libres? ¿Cuántos?


Enlaces relacionados
Microantenas orientadas para optica no-lineal de segundo orden
Cómo funciona la estufa de Inducción magnética

Los ciclistas, el vacío y la ecuación de Bernoulli


Los ciclistas de esta fotografía guardan una formación que les permite ser aerodinámicamente eficientes. Así es, la física les ayuda a ganar mellas de oro.

La ecuación de Bernulli, una expresión matemática muy simple, nos muestra que el ciclista que va hasta el frente, por su alta velocidad, crea una región de menor presión (un vacío), la cual aprovecha su siguiente compañero, pues encuentra menos resistencia al aire en aprox. un 30%.

El segundo ciclista a su vez crea una región de menor presión, respecto al de adelante. De tal modo que mientras más las larga sea la fila, el ciclista del final de la fila se encontrara con una resistencia del aire notablemente menor que su compañero de adelante. Al parecer la distancia ideal para que este efecto sea bien aprovechado es e 30 cm entre la rueda trasera del y rueda delantera de los miembros de la fila. Una menor distancia puede ser peligroso en un choque. 

De este modo es que los ciclistas se ayudan para mejorar sus tiempos en las carreras. Cuando ellos se coordinan y se intercalan descansan el mismo tiempo durante la carrera.

La importancia de conocer estos simples conceptos de física es su utilidad, poco precio y gran eficacia :)

En todos los deportes los conceptos físicos permiten a los deportistas ser más rápidos, más fuertes, mejores para lograr sus metas. Por ello, aquí estamos revisando a todos los deportes.

Finalmente, les dejo un video (ingles) que platica y anima este tema




La próxima vez que tomes tu bicicleta recuerda que un poco de ciencia te ayuda a hacer las cosas mejor, a divertirte más. ¡Felices experimentos!

Video: Aplicaciones de la luz (año 1950)

Video que nos muestra un viaje a la tecnología de punta de 1950. En especial las aplicaciones de la óptica. Mira cómo se concebía y alentaba a la ciencia en plena guerra fría entre las potencias EEUU y URSS.



El video es una reliquia de antropología tecnológica, pues muchas de estas aplicaciones nos parecen comunes, cotidianas, simples. Atrás de ellas hay un esfuerzo olvidado. Ahora, apuntamos a aplicar la luz en computadoras, comunicaciones más rápidas, tratamientos micro-quirúrgicos, etc.; es decir, tenemos miras mucho más ambiciosas.

Recuerda que los rusos fueron los primeros en tener un aparato orbitando a la Tierra (sputnik 1957). Para los americanos fue un golpe directo al ego que los rusos tuvieran arriba de su cabeza a la bola que solamente emitiera ondas de radio. Por ello, se dedicaron a crear una generación de científicos y emprendedores; este tipo de videos fueron parte de esa campaña masiva.

Ahora que esta en crisis la economía americana. ¿Qué generación necesitan?, ¿ científicos de nuevo?

También puedes ver:
1950:La inocencia de sobrevivir a un ataque nuclear.

Video: Calidoscopio con tres tres espejos y Brewster vs. la piratería

Por medio de tres espejos puedes construir un símil a un calidoscopio, pero de diámetro no constante, de modo que puedes observar imágenes que forman un esferoide. Vale la pena construir uno de estos juegos de espejos, son muy divertidos.



El caleidoscopio es uno de los juguetes más famosos de la humanidad. Y tiene una  historia interesante.  de acuerdo con la Brewster Kaleidescope Society, resulta que el inventor moderno del caleidoscopio fue David Brewster, famoso investigador de óptica. Brewster alrededor de 1817 obtuvo la patento y logró comercializar el juguete. Sin embargo, por la facilidad de la construcción del aparto, pues ya era bien conocido por esa época, poca remuneracion ganó Brewster, otros fabricaban ya el juguete.

Cuando las siluetas se mueven, Ilusión óptica por patrones de Moire



Los patrones de Moire son franjas de interferencia, cuando se superponen unas lineas con otras crea la sensación de movimiento. No requiere de aditamentos mecánicos o electrónicos, solo del adecuado diseño.

En este video, por ordenador se hacen una rejilla, y se cuenta con otra rejilla física, cuando se mueve una respecto a la otra se crea una sensación de movimiento en la figura, la cual es producida por los cambios en el patrón de interferencia, el cual trasmite amplitud y cambien fase, esta fase es la que causa el efecto de profundidad 3D.

El efecto Moire  lo solemos encontrar  también cuando vemos las redes de futbol en televisión o cuando se superponen dos telas.

Así para algunos diseñadores, este efecto es un buen pretexto para hacer instalaciones o propuestas decorativas, como esta alfombra  con la silueta de peces, a medida nos movemos, vemos otra sección del patrón, con lo cual tenemos la sensación de que nadas los peces.




Preguntas para pensar 
1) ¿Cómo harías tu propio patrón de Moire?
2) ¿se pueden hacer películas animadas con esta técnica  ?

Rueda para tener a la mano las fórmulas de electricidad (P, V, R, I)

En el bachiller siempre buscaba este tipo de ayudas visuales o nemotécnicas para tener a la mano fórmulas de física. Por ejemplo, en electricidad es famosa la frase “Victoria, Reina de Inglaterra” o el triangulo de la relación de voltaje, resistencia y corriente eléctrica, otras ayudas similares [1, 2]. Por eso doy mi versión de este círculo de formulas de electricidad.

Por favor, si utilizas esta rueda en tu página web, danos un link o referencia :D

¿Cómo se usa la rueda?
Supongamos que deseas calcular la resistencia, tomas el cuadrante central que contiene la R, los rayos que salen del cuadrante son las tres posibilidades de fórmulas que puedes emplear con las variables (P, V, I), así que dependiendo de los datos que tengas usaras una fórmula u otra.

De la misma manera la rueda funciona para las otras variables.

Cierto ya no necesitas despejar, eso es una ayuda, y todavía necesitas pensar para usarla correctamente. La idea rueda me la recordó una pagina en alemán, yo quería mi propia versión en castellano ;D para mi colección de experimentos caseros de electricidad.

Por cierto, esta rueda y ejercicios explicados de electricidad son parte del libro de descarga gratis que hice hace poco: Libro de Ejercicios y Soluciones de Física General.

A propósito, esta entrada participa en la XXVIII edición del Carnaval de la Física que alberga el blog Física, Arroz y Frijoles.

Magnetos flotantes como modelos atómicos bidimensionales.

Hacer una demostración sobre cómo los átomos tienen a acomodarse en su mínimo de energía potencial es fácil de hacer con imanes.

Un sistema, unido por fuerzas conservativas, en equilibrio mecánico siempre corresponde a una configuración de energía potencial en un extremo, usualmente un mínimo de energía. Esta idea es muy útil para entender una gran variedad de procesos físicos. Por ejemplo, la formación de conjuntos atómicos (en estado sólido o en fluidos) es explicada y predicha por medio de sofisticados algoritmos para calcular rápidamente el arreglo de átomos que corresponde al mínimo de energía de fuerzas repulsivas de corto alcance y fuerzas atractivas de largo alcance.

Una alternativa simple para mostrar este hecho es mediante imanes que flotan en agua. Héctor Reveros y amigos del IFUNAM nos sugiere esta demostración.

En un refractario transparente colocaron una capa de alrededor de 10 mm de agua corriente que permite a los imanes flotar libremente. Los imanes usados fueron cerámicas cilíndricas de 10 mm de diámetro y 4 mm de espesor, con el eje magnético paralelo al eje del cilindro. Los imanes se pegan a corchos de 23 mm de diámetro y 4 mm de espesor. Estas dimensiones les permitieron a los imanes flotar establemente, pues el centro de gravedad se encuentra por abajo del centro de flotación.

Para simular la fuerza atractiva hacia el centro del contenedor, colocaron 36 magnetos fíjos en contacto con la pared externa del refractario. Cuando se coloca un imán en el interior del refractario el arreglo circular de los 36 imanes empujan a este nuevo imán a flotar en el centro del refractario, como si una fuerza central atractiva existiera. Cuando más imanes flotantes se colocan, por tener su eje magnético en la misma dirección se repelen (simulando la fuerza repulsiva de corto alcance), se repelen y forman configuraciones de equilibrio con diferentes capas. De modo que pueden obtenerse arreglos como los que muestran en la fotografías y los que se mencionan en la tabla.

Ahora bien, el campo magnético provocado por M dipolos magnéticos (imanes flotantes) a cualquier distancia r en el plano donde se mueven los imanes es:


Y la energía potencial U_p de un dipolo magnético M colocada en el campo B producido por otro dipolo con la misma orientación y magnitud es:


De modo que la fuerza entre dos imanes es


La segunda ecuación nos permite calcular el potencial de cualquier configuración de magnetos flotantes. M puede ser calculado midiendo la fuerza repulsiva ente dos de los imanes.

Pues bien, en el blog de fqmanuel nos han dejando un video de este experimento.



El experimento es sencillo de realizar y se pueden sustituir los imanes fijos por un selenoide con corriente AC o DC. Es una buena alternativa para empezar a estudiar efectos de estado-sólido.

Preguntas para pensar.

1) ¿Qué pasa si se usan más o menos imanes fijos?

2) ¿Por qué algunas configuraciones son más difíciles de obtener que otras?, por ejemplo un 4 imanes forman rápidamente un cuadrado, pero es difícil de obtener un imán en el centro y los otros tres imanes formando un triangulo equilátero.

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Links relacionados:

2) Hacer un balon de futball con imanes



Referencia:
ResearchBlogging.org Riveros, H., Cabrera, E., & Fujioka, J. (2004). Floating Magnets as Two-Dimensional Atomic Models The Physics Teacher, 42 (4) DOI: 10.1119/1.1696595

Cómo funciona y se hace el luminol, para detectar trazas de sangre

En la práctica forense real y en series de televisión, como CSI, nos presentan diferentes técnicas para detectar sangre. Una de las más útiles es emplear luminol; en condiciones especiales, el luminol el puede emitir luz en presencia de complejos de hierro, como los que están presentes en la sangre.

El siguiente video, es un trabajo de laboratorio escolar, excelentemente presentado por los chicos del blog de cluster de divulgación científica


Más aún, es posible fabricar luminol con ingredientes caseros. Sin embargo, el proceso es lento y requiere mucho, mucho cuidado pues en la síntesis se emiten gases y líquidos venenosos y corrosivos para la piel. Como mencionan en el video, la síntesis casera del luminol es un ejemplo de lo que puede hacer trabajando un químico orgánico. 


Esta entrada es una participación del Tao de la Física en la XII Edición del Carnaval de la Química que organiza Historias con mucha química (como todas) .

La moda renovada por la fibra óptica: lo de hoy es brillar


Este es un diseño muy sensual de ropa para dama, pero es luminoso porque las fibras son delgados hilos que pueden trasmitir la luz, entonces se puede cambiar el color y el tono con apretar un botón. Eso es genial para los amantes de la moda y la tecnología.


Otros diseños extravagantes donde se emplea tecnología óptica los encontraras en este video


Este es el último grito de la moda. Camisetas que tienen añadidos pequeñísimos leds y un programa secuenciador para formar imágenes en las telas. Este tipo de tecnología permitirá cambiar el color de nuestra ropa en segundos y cambiar los diseños que deseemos.

Los leds son diodos semiconductores que pueden emitir luz. Los leds son fuentes de luz no calientes, a diferencia de los bulbos, por tanto se requiere una pequeña pila en la tela para suministrar la energía necesaria.

¿Por qué no todas las lentes son curvas?, o ¿qué son las lentes GRIN?

Las lentes son dispositivos que permiten desviar los haces de luz. Las lentes se basan en la multiplicación del índice de refracción y la distancia recorrida, esta multiplicación es llamada camino óptico. Entonces, pueden existir lentes fundamentadas en el cambio de la distancia recorrida; estas serán las lentes tradicionales donde se varia la curvatura para obtener diversas clases de estos dispositivos.

Por otro lado, también se puede variar el índice de refracción del dispositivo. Obteniendo las lentes GRIN. Acrónimo ingles de Gradient Refration INdex.

En monolitos, en bloques de vidrio se pueden insertar iones de un metal, de modo que el índice de refracción cambia a lo largo del material. También se pueden utilizar tecnología sol-gel: momentos antes de la policondensación se insertan materiales que varían el índice y después se esparcen en el bloque. En la figura de este post se muestra un esquema de cómo serian estas lentes, en particular una convergente.

Se pueden diseñar y fabricar lentes GRIN de unos cuantos milímetros, por lo cual pueden ser muy útiles para insertarse en circuitos integrados ópticos, sistemas de guías de onda y otras interesantes aplicaciones.

Otro tipo de lente que es muy delgada, incluso, casi plana,  son las lentes de Fresnel. Pero de esas te platicaremos más en otra ocasión.


Preguntas para pensar:
¿Usando gelatina cómo fabricarías una lente GRIN? ¿Cómo la caracterizarías?

Cómo hacer cambios de índice de refracción continúo en una pecera

Este es un hermoso experimento de óptica geométrica

Consíguete una pecera pequeña, vierte unas cucharadas de azúcar, deja reposar unas 24 horas, y con un apuntador láser busca esas regiones.

Esas zonas donde cambia poco a poco el índice de refracción en la pecera y observaras que la luz es guiada dentro del agua, creando una hermosa curva de luz, un arco luminoso cóncavo o convexo dependiendo del gradiente del índice.

Por secciones, este efecto es todavía descrito por la ley de Snell, o como dicen los belicosos francés ley de Descartes. Es una forma interesante de introducir el tema de óptica, más aun de fibras ópticas, y mucho mejor aun, es una demostración clara de un dispositivo de alta tecnología: las lentes de gradiente de índice de refracción (GRIN por sus siglas en ingles). Las lentes GRIN son planas, porque los cambios del índice de refracción, como en esta pecera, curvan la luz. De modo que podemos tener lentes positivas (convergentes) o negativas (divergentes) en una ventana.

Para ilustrar estas ideas, te presento dos videos singulares, seguro los entenderás, porque la física es universal y trasciende otros idiomas.




Finalmente, te recuerdo que el índice de refracción es uno de los parámetros más importantes para la caracterización de un material, especialmente para aplicaciones relacionadas con la fotónica o la optoelectrónica.

Entradas relacionadas:

¿Por qué no todas las lentes son curvas?

Materiales con índice de refracción negativo.

¿Por qué las laminillas tienen un índice de refracción pequeño?

Cómo hacer un interferómetro de Michelson en casa (video)

Este es el instrumento capaz de realizar las mediciones más finas para distancias y tiempos. El interferómetro de Michelson es un instrumento que todo aspirante a científico e ingeniero debe conocer. Por ello, en esta ocasión, presentamos otro video, en italiano, pero compresible.

Un haz de luz se divide en dos por medio una lámina delgada, los haces divididos inciden, respectivamente, en espejos; de modo que los haces regresan por su camino, pero al llegar de nuevo a la lamina se dirigen hacia una pantalla o un detector, donde se puede observar el patrón de interferencia.

Cuando los espejos están paralelos se observa un patrón de círculos concéntricos, cuando los espejos están ligeramente inclinados, uno respecto al otro, el patrón es de franjas. El patrón de interferencia puede muy fácilmente cambiar por pequeñísimas vibraciones, corrientes de aire, o variaciones en la distancia entre los espejos, es por ello que el instrumento puede medir con alta fineza.


Preguntas para pensar:
1) ¿Por qué es tan popular el interferómetro de Michelson entre los científicos?
2) ¿Se puede hacer una versión del interferómetro de Michelson con cualquier tipo de onda? Por ejemplo, sonido, ondas de agua, ondas de radio.

Cómo implementar un láser para matar mosquitos y evitar una epidemia: Video TED

Quemar en el aire a los insectos que causan enfermedades es una gran idea, poco convencional pero estamos en mundo donde necesitamos ideas radicales para mejorar la vida de muchos.

Por ejemplo, utilizar un láser para quemar a los mosquitos. Mira el video con los detalles de esta aplicación de láseres. Recuerda que puedes poner subtitulos en español al video, si es que te es más cómodo 



Efectivamente, muchas aplicaciones tecnológicas solo requieren un pequeño paso, tal vez la automatización de una tarea, tal vez añadir una interfaz más cómoda para el usuario, tal vez más velocidad.

¿Conoces otra aplicación similar donde una computadora dirija un rayo láser para quemar objetos?

Por cierto, esta entrada participa en el VII Carnaval de Tecnología albergado este mes en el blog Zemiorka.

Ley de Malus óptica y la fotoacústica.

Publicamos un artículo en Optics Express, puedes leerlo gratis, y te presentamos el resumen del artículo, con tono de divulgación general para que todos lo disfruten.

Primero la ley de Malus es una descripción de la intensidad de la luz polarizada linealmente cuando pasa a través de otro polarizador lineal (llamado analizador). Es una ley bien conocida y tiene aplicaciones para diseñar pantallas planas de cristal líquido, también en cine tridimensional.

La ley de Malus para materiales absorbentes se puede escribir como:donde


Aquí, I_A es la intensidad a la salida del polarizador analizador, I_M es la intensidad máxima que puede salir, I_m es la intensidad mínima registrada, el ángulo theta es el ángulo de incidencia. P también es llamado el contraste.

Ahora, bien, muchos materiales presentan estructura diferente cuando los ves en una dirección u otra. Por ejemplo, los resortes que forman una cama, de canto se ve diferente la distribución de los resortes, que cuando vez a los resortes desde arriba. En estos casos se puede emplear la transmisión de la luz para encontrar la estructura de los materiales. Sin embargo, muchos materiales no son transparentes (e.g. polímeros densos).

Una alternativa barata para encontrar las direcciones y simetrías de muchos materiales opacos es la fotoacústica, en particular la fotoacústica de láser pulsado. Esta técnica consiste en usar pulsos láser en una muestra absorbente, la luz calentará momentáneamente a las moléculas, ellas vibraran y causará una onda mecánica (sonido), la perturbación se puede detectar con un micrófono y después se puede analizar en una computadora.

Para demostrarlo empleamos un polarizador lineal convencional
, el cual es ligeramente absorbente de la luz. Repetimos el experimento óptico de la ley de Malus (como experimento de control) y a la vez detectamos la señal fotoacústica. Encontramos una excelente correlación entre las dos señales, son complementarias y simétricas.

Esta experiencia puede servir para estudiar estructuras opacas o translucidas en otros materiales. Pero también, es una plataforma para estudiar la relación de los fotones y sus homólogos en las ondas mecánicas.


Referencia:

ResearchBlogging.orgTorres-Zúñiga, V., Castañeda-Guzmán, R., Pérez-Ruiz, S., Morales-Saavedra, O., & Zepahua-Camacho, M. (2008). Optical absorption photoacoustic measurements for determination of molecular symmetries in a dichroic organic-film Optics Express, 16 (25) DOI: 10.1364/OE.16.020724

Cómo comenzar una fogata con un pedazo de hielo

En la historia de ficción “The Desert of Ice”, de Julio Verne, el capitán Hatteras y unos cuantos hombres son abandonados cerca del Ártico. Con todo, ellos cuentan con madera para hacer fuego, pero les faltan encendedores, cerillos u otros medios para comenzar el fuego. Por lo cual, toman un pedazo grande de hielo sin burbujas atrapadas en el interior, le dan forma cortándolo con un cuchillo y con la mano frotan el hielo, puliéndolo mientras se derrite. De modo que fabrican una lente convexa gruesa, enfocan los rayos del Sol en la madera y pueden encender el fuego. Asegurando la fuente de calor, los personajes evitan una dolorosa muerte fría :)

Por cierto, al parecer, la historia de Julio Verne está basada en las aventuras del explorador del Ártico William Scoresby, quien afirmaba que podía con una lente de hielo encender una pipa para fumar.

Efectivamente, si es posible usar el hielo para hacer lentes convexas, y emplearlas para encender un fuego. El siguiente video es una muestra de cómo se hace:


De hecho, las moléculas de agua al congelarse forman capas regulares, con lo cual el hielo es transparente. Más aún, cuando el proceso de enfriamiento en el agua es lento, se forman pocas burbujas dentro del hielo, por lo cual la transparencia y calidad de la lente se incrementa. Bien podrías usar una lente de hielo para tomar una fotografía a través de ella ;)

Pregunta para pensar.
¿Una lente cóncava de hielo puede iniciar una fogata?

Video: Juego Tetris de micro-esferas manipuladas con rayo láser

Es posible que la luz pueda mover objetos, como lo muestra este experimento de pinzas ópticas.  El rayo láser presenta un gradiente de energía, aunado a la diferencia de índice de refracción es posible que el haz de luz atraiga o repele materiales dieléctricos pequeños.



En el video se muestra la manipulación creativa de microesferas de vidrio, como lo comentamos en la entrada anterior Video: micro Tetris de pinzas ópticas

Con todo, aunque se expanda el rayo láser es poco, muy poco, factible que pueda mover objetos grandes (del orden de centímetros). Otro problema de esta aplicación óptica es que una mayor potencia del láser puede quemar a las muestras. Son los puntos que se estudian para mejorar más a la técnica.


Pregunta para pensar
Pensando en la relación energía y frecuencia de la luz, ¿Un láser ultravioleta podría atraer mejor los objetos que uno infrarrojo?
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