Video: electrones que mueven las veletas de un radiómetro y un molinito



Al lado derecho de la imagen, se encuentra el radiómetro; a la izquierda, el molino de viento. Un electrodo en la parte de arribar emite los electrones que mueven las aspas del radiómetro. En contraste, el molino se mueve porque el electrodo emite directo a las caras del molino. Con todo, los dos juguetes alcanzan velocidades altas.

Recordemos que estas dos veletas se encuentran en ampolletas que se les extrajo el aire, por lo cual hay muy poca fricción con el aire. Pero se pueden presentar algunos efectos térmicos que ocasionen el movimiento de las aspas.

Hoy en día, estos juguetes nos cautivan. ¿ Imaginen el impacto que tenían en el siglo 19? Si hace dos siglos. En la Europa de esa época, los espectáculos científicos/eléctricos eran muy comunes. Tan espectaculares que parece que inspiraron a Mary Shelley para escribir la primera obra sobre Frankenstein.

Video: ondas estacionarias en un pandero: arena de colores y ondas mecánicas



Un pandero grande se coloca horizontalmente sobre una bocina amplificadora, se utiliza un generador de funciones, pero también puedes usar un software. Se esparce uniformemente la arena en el pandero. Entonces, al encender el generador de funciones la membrana del pandero presentará zonas que se mueven mucho –llamadas antinodos–, y otras zonas estáticas  –llamadas nodos –. Cuando vibra el pandero la arena cae en los nodos, mostrando un patrón característico tanto de la forma de la membrana como de la frecuencia del generador de funciones.

Estos patrones me gustan mucho, especialmente por la simetría que presentan. Con todo, hay muchos otros sistemas que presentan patrones de ondas estacionarias, de ellos ya les platique en otras entradas. Por ejemplo, placas cuadradas, tubos en llamas, membranas de jabón, incluso los haces de un láser pueden presentar un efectos similar de ondas estacionarias. Por ello, este fenómeno es importante para describir muchos efectos en la naturaleza, incluso son la base conceptual de la mecánica cuántica: la energía solo puede presentarse en estados discretos, no existen estados intermedios.

Preguntas para pensar:
¿Por qué al poner el dedo en el pandero del video, salta la arena (min. 2:31)?
¿Viendo los patrones que se forman en el pandero se puede deducir la frecuencia que emite el aparato?

Domando las causticas luminosas para producir imágenes

Fotografía del acrílico devastado que forma
la foto de Alan Turing pro medio de causticas.
Crédito: Alain Herzog
En palabras llanas, las causticas son patrones que representan a la envolvente de los rayos de luz reflejados o refractadas por una superficie curva. Así, cuando la luz atraviesa un vaso con agua, el objeto proyecta una sombra y también una zona luminosa –esa es una caustica–, otro ejemplo es cuando la luz atraviesa las ondas en la superficie de una alberca, en el fondo de la piscina se ven patrones más o menos intensos de luz, en un patrón poco ordenado. Usualmente los diseñadores gráficos añaden este efecto óptico a sus modelos para darles más realismo.

Con todo, debo confesar que a las causticas siempre las había visto como fenómeno poco útil, que estaba más allá del modelo simple y elegante de las lentes delgadas y de la óptica paraxial. Por lo general, veía a computologos y amantes de la geometría estudiando diferentes superficies para hacerse de una idea para saber cómo sería la caustica. Pero este problema se puede pensar al revés: dada una forma ordenada y reconocible de caustica, ¿cómo es la forma de la lente o superficie que la forma?

Efectivamente, investigadores de la EPFL en Suiza, han resuelto esta pregunta inversa, ellos están produciendo imágenes aprovechando las causticas. En una placa de acrílico totalmente transparente han devastado ligeramente su superficie para formar una lente que no obedece las reglas de las lentes delgadas, pero igual deforma el frente de onda para obtener una imagen nítida. Ellos describen su descubrimeinto en el sig. video (lineas más abajo, explicó el video)





Al colocar la placa a la distancia correcta entre una pantalla y una fuente de luz brillante –como una fuente de leds o del Sol–, una imagen aparece. La imagen se forma porque el grabado en la placa acrílico desvía en diferentes direcciones los haces de luz, produciendo zonas oscuras y brillantes de modo que se puede proyectar imágenes como es el caso del rostro de Alan Turing, quien es considerado el padre de la ciencia computacional moderna.

La ventaja principal de estas lentes es que pueden formar una imagen nítida pese a que la lente se desvié mucho de la dirección de los haces de luz, eso es possible porque se ha superado las limitaciones de la óptica paraxial.

Por lo regular, cuando tenemos una lente, como de una lupa, podemos calcular la forma de la caustica. En este caso, se procedió de modo inverso, se decidió que imagen se quería proyectar, se empleó un algoritmo que indicara que forma debía tener la superficie de esta lenta atípica y después se procedió a realizar el grabado y pulido del acrílico. Casi cualquier medio se puede manipular para convertirlo en un proyector –ventanas, carcasas plásticas, vasos, joyería, entre otros.

Finalmente debo señalar que existen varias formas de obtener imágenes además de las lentes delgadas. Además existen técnicas como las lentes de Fresnel, lentes de índice de refracción  variable , utilizando una apertura muy pequeña, entre otras.



¿Por qué mi profe de física enseña puros temas viejos?

Hace unos días, en el canal de YouTube minutephysics (que es uno de mis favoritos) presentó un video llamado “Open letter” (Carta abierta) que es un llamado al recién reelegido presidente de EU, Barak Obama, para que gestione un sistema educativo donde se enseñen temas de física más contemporáneos, pues casi todos los temas curriculares son antiguos. Te presento  el video con  subtitulos en español:



Modernizar los planes de estudio es asunto serio, todos los educadores profesionales estamos de acuerdo en hacerlo. ¿Pero en qué dirección?, acaso implica: ¿más carga de trabajo?, ¿desarrollar más matemáticas?, ¿más horas de laboratorio?, ¿uso de nuevas tecnologías?, ¿Cuál es el mejo método para nuestros estudiantes?

Ciertamente, cuando únicamente se enseñan temas viejos, es más difícil atrapar la atención y hacer una buena conexión con los estudiantes. Más aún, nuestra sociedad occidental cuenta con medios de comunicación que sostienen muchas ideas basadas en conceptos pseudocientíficos, falsos, erróneos o incluso mal entendidos. En tal entorno es difícil crear una vocación científica en un joven, o al menos formar a un ciudadano una bien informado de su entorno.

Pues bien, en el caso de México (mi país), los programa de estudios de la Secretaria de Educación Pública (SEP) para Física I y Física II carecen de temas específicos de ciencia más contemporánea  Por ejemplo , mecánica cuántica, relatividad especial, nano-ciencia, entre otras.

Sin embargo, cuando se aprenden estos descubrimientos viejos –como de hace dos siglos– nos permite tener cimientos sólidos, desde los cuales se pueden construir nuevas estructuras de pensamiento para comprender la información más reciente. Por ejemplo, para entender mecánica cuántica, primero hay que comprender la mecánica clásica. Primero hay que entender la suma de vectores, para comprender teoría de cuerdas o de multi-universos.

Más aún, la física vieja no es intrínsecamente aburrida. Blogs como el "experimentos de física y química" muestra con elementos caseros muchos experimentos divertidos, que están basados en física desarrollada hace más de un siglo. Más aún, desde este marco de la física se pueden explorar y eliminar conceptos mal entendidos, por ejemplo en el canal de YouTube 1veritasium cuenta con muchos videos donde se discuten los conceptos con elementos simples que pueden apoyar a los profesores, aún con estos programas de estudio oficial. 

Basado en la LIBERTAD DE CÁTEDRA, que la mayoría de los profesores de mi país gozan, se pueden seguir los planes oficiales e introducir temas más contemporaneos. Ya sea usado de apoyo un libro de texto de diseño moderno, o un medio de divulgación (Internet esta lleno de buenos ejemplos), discutir en clase una noticia o tema popular (algo que se hace mucho en los blogs-educativos), pedir a un experto que de una conferencia en vivo. Por ejemplo, de la prepa-2 de la UNAM me pidieron dar una conferencia sobre uso de láseres en la medicina, la charla la impartí hace dos semanas.   

Otro educadores piensan que el problema de mejorar las clases de física se basa en el la ejecución del profesor, y menos en el plan de estudios. Por ejemplo, Chad Orzel del blog uncertain principles, afirma que esos temas viejos, además son muy útiles en nuestra vida cotidiana.

Todo esta discusión es seria; pues cuando un país pretende progresar, su población debe contar con mayor cultura científica. Para lo cual hay que ser críticos en nuestro impacto para divulgar y enseñar estos temas... pero esa es otra historia.

Pero déjanos escuchar tu voz, dinos: ¿Cómo se debe modernizar una clase de física?

¿Ya conoces el blog 5-minutos-de-Matlab?

He estado haciendo un blog educativo sobre programación en Matlab, por favor, visítenlo y denme sus comentarios.

Mi idea es integrar en el blog diversos multimedios para hacer más fácil el aprendizaje de estos temas. 

Después que sienta confianza, me lanzare a hacer un equivalente para cursos de física y matemáticas.

Ayúdenme a difundirlo y a mejorarlo, Gracias.

Tres herramientas para identificar el plagio en reportes académico

Ya bien puedes usar herramientas automáticas y especializadas como plagtrakrer o small-seo-tools o incluso el buscador de Google para identificar cuando un autor pretende que párrafos son de su inspiración.

El plagio de reportes académicos puede ir desde robar la autoría de una obra completa a copiar una oración; incluso se considera plagio si copias el párrafo y le haces cambios—reescribir adjetivos, sinónimos, etc—. También es considerado plagio si copias varias citas bibliográficas de un documento. Más aún, cuando haces este proceso de una de tus obras, se le llama auto-plagio.

Así, para no hacer plagio, debes entender muy bien el material, para escribirlo con tus palabras, hacerlo de memoria, presentando tus propias conclusiones y no imitar la estructura de otro autor. Entonces se supondría que cuando vas a escribir un texto, debes tener tu hoja en blanco y olvidarte de cualquier proceso de copiar-pegar tan usando en las computadoras.

Tanto en temas de educación como de investigación el plagio es un problema mayúsculo. Algunos estudios (utilizando CrossCheck) afirman que entre el 6% al 23% de artículos científicos son plagiados, autoplagiados o con datos duplicados [1].

Más aún, las personas que no tienen al inglés como lengua nativa son más susceptibles a caer en la tentación del plagio. Pues por miedo a escribir mal en ingles, copia-pegan textos.

Así que en estos tiempos de Internet y bases de datos cruzadas, lo mejor es evitar cualquier sospecha de plagio, aprender a redactar correctamente y escribir los textos desde cero.

Referencias

Cómo se fabrica la cinta adhesiva (video esp.)



Son muchos los objetos que usamos cotidianamente de los cuales carecemos de pista de cómo se fabrican. De ahí lo valioso de estos videos, claramente y sin adornos te dicen en que consiste el proceso.

Otras entradas con videos sobre manufactura de productos los puedes ver en los siguientes links:

Cómo Se Hace El Sensor De Tu Cámara Digital

Video: cómo se fabrican las canicas

Video Cómo se fabrican los lentes de contacto y de gafas

¿Y a Uds. les gustan estos videos? Déjanos un comentario con tus impresiones.
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