La piscina más honda

A los que les gusta bucear seguro que sueñan con tener una piscina para hacerlo los días de mala mar. Lo que pasa es que las piscinas son muy poco profundas así que bucear en ellas es tan divertido como pilotar un bólido de mentira...

John Beernaerts, un ingeniero belga, decidió hacerse una con algunos metros de profundidad más. Llevó 8 años construirla pero hace hoy justo 10 años, se inauguró.

Se llama Nemo 33, y está en Bruselas.

En la foto anterior no parece gran cosa. Ya, pero mirad las siguientes:

El nombre la piscina, Nemo 33, hace referencia a Julio Verne y a 20000 leguas de viaje submarino, una de sus más famosas obras. El 33 es porque esa es la profundidad, en metros, de la piscina. Si hinchamos un balón de playa de los grandes y lo llevamos hasta el fondo, la presión del agua reducirá su tamaño al de un balón de fútbol sala. Incluso hay que hacer descompresión para volver a la superficie...

¿Por qué el cielo es azul?

Hoy vamos a contestar a una de esas preguntas que hacen los niños ¿Por qué el cielo es azul?¿Por que la luz del Sol es anaranjada al amanecer y al anochecer?

La clave es que la luz está formada por muchas ondas con frecuencias distintas, cada una de las cuales es percibida por nuestros ojos como un color diferente. Eso lo podemos comprobar fácilmente con un prisma:

La luz azul es la que tiene una frecuencia mayor, mientras que la roja es la que tiene una frecuencia más baja.

Fijaros que la azul, de mayor frecuencia, es también la que tiene menor longitud de onda (la distancia entre dos 'picos' es más pequeña). Y en el caso de la luz roja, su longitud de onda es la más grande.

A finales del siglo XIX un físico inglés de nombre John William Strutt, tercer barón de Rayleigh, descubrió un fenómeno curioso. Las ondas (luz) que se encuentran con obstáculos (partículas de polvo o gotas de agua) de un tamaño parecido a su longitud de onda, chocan con ellas y rebotan en todas direcciones. Se dice que se esparcen. Eso ocurre precisamente con las ondas de pequeña longitud de onda (las partículas de polvo son pequeñas), o sea, con la luz azul. Esa luz rebotada la vemos en todo el cielo porque se esparce por todas partes. Por eso EL CIELO ES AZUL.

La luz roja, como tiene una longitud de onda grande, no rebota con el polvo, y sigue en línea recta. La única forma de verla es cuando amanece o anochece. Entonces el Sol está en línea con nuestro ojos y la luz azul que esparce la atmósfera entre el Sol y nosotros nos llega mucho menos.

Aquí os dejo también un experimento de laboratorio donde se puede ver perfectamente el efecto. Cuano vi este vídeo por primera vez experimenté un momento 'se enciende la bombilla'.

Esta entrada bebe de muchas otras, pero principalmente de la publicada en las magníficas webs El Tao de la Física y Otherside.

¿Qué sabes del galio?

Hola de nuevo y bienvenidos al nuevo curso. Nos vamos a estrenar con un artículo de Física sobre un elemento químico muy curioso: el galio.

El galio, de símbolo Ga, es un metal muy escaso en la Tierra. Por cada millón de átomos solamente 16 son de galio. Y además nunca se encuentra puro sino que sus átomos están mezclados con otros en un montón de compuestos.

Fue descubierto a finales del siglo XIX por un francés, Paul Émile Lecoq de Boisbaudran, que era poco más que un aficionado a la química. En aquella época los amateurs aún podían conseguir logros importantes en la ciencia (Hoy es mucho más difícil, aunque no imposible). Lecoq eligió para el nuevo elemento el nombre de galio, por el antiguo nombre romano de Francia (la Galia).

A partir de 50kg de roca obtuvo 75g de galio. Os lo presento, éste es el galio (puro):

La aplicación más importante del galio es la fabricación de arseniuro de galio (GaAs), un excelente semiconductor con el que fabricar todo tipo de chips electrónicos. Podéis imaginar que hoy día la producción de galio es importantísima.

Sin embargo, como en este blog somos bastante frikis, lo que nos interesa es una de sus curiosidades: su punto de fusión es de sólo 30ºC. Eso significa que el calor de nuestros cuerpos es capaz de licuarlo.

Sí, ya sé que diréis que la foto está trucada. Como no me creéis os lo enseño en vídeo:

Fijaros que la mano queda manchada, cosa que no pasaría con el mercurio. El galio moja.

Otro vídeo para acabar. Estos amigos fabricaron una cuchara de galio y se pusieron a dar vueltas al agua caliente de una taza ¿Qué pasará?

Esta entrada introduce contenidos de la publicada en www.eltamiz.com el 13 de diciembre de 2012.

Adiós al Sistema Solar

Este será el último artículo del curso y por eso quiero ofreceros una despedida. Pero no será la mía sino una un poco más científica. Hace algo más de un año la sonda espacial Voyager I se despidió oficialmente del Sistema Solar. Es el objeto fabricado por la humanidad que más se ha alejado de nosotros.

La sonda se lanzó en septiembre de 1977. Su misión era fotografiar Júpiter (lo hizo en enero de 1979) y Saturno (en noviembre de 1980). Pero, aprovechando que para llegar hasta allí se le dio una gran velocidad, se fue alejando cada vez más de nosotros hasta que hace un año se fue de casa.

Júpiter grabado por la Voyager I

Saturno, sus anillos, y dos de sus lunas, Tetis y Dione

Pero un momento ¿Cómo sabemos que la sonda ha abandonado el Sistema Solar? Pues es que, alimentada por un reactor nuclear, la Voyager sigue en funcionamiento y nos envía datos (que tardan 16 horas y media en llegar). Uno de esos datos es la medida de las partículas radiactivas que chocan contra ella. Resulta que el Sistema Solar está relativamente protegido de esas partículas porque el poderoso campo magnético del Sol las desvía. En junio de 2012 los impactos de partículas con la sonda aumentaron mucho. Eso nos llevó a la conclusión de que la Voyager I, al fin, nos abandonó.

Hasta luego, viajera.

Una curiosidad. Si alguien la encuentra sabrá que es nuestra porque se le puso una placa de platino. Esta:

PD1. Nota para frikis, una de las viejas pelis de Star Trek la tenía como protagonista.

PD2. A partir de ahora se activa el MODO VERANO del blog. Consiste en no mirar para él mientras se pueda estar en la playa. En septiembre, más.

Un kilo ya no es lo que era

A finales del siglo XIX se establecieron las unidades que se usarían universalmente para medir el tiempo (el segundo), la longitud (el metro) y la masa (el kilogramo).

El segundo se definía como 1/86400 de la duración del día solar medio entre los años 1750 y 1890. Para ganar en precisión, en 1967 pasó a definirse así: es la duración de 9 192 631 770 oscilaciones de la luz emitida por el isótopo cesio 133 a 0ºK. (Esto parece que lo inventó Sheldon Cooper)

El metro estaba definido por la Academa de Ciencias de Francia como la diezmillonésima parte de la distancia desde un polo terrestre al ecuador. Pero como así no hay quien pueda construirse una cinta métrica, se creó un patrón, una barra de platino e iridio que desde entonces está en un sótano de la Oficina de Pesos y Medidas de París. 

Desde 1960, el metro tiene una definición más Sheldon Cooper, mucho más precisa que una sencilla barra metálica: es 1 650 763.73 veces la longitud de onda de la radiación naranja del isótopo kripton 86.

Pero llegamos al kilogramo. Aquí no hay definiciones atómicas, así que se sigue utilizando el antiguo patrón: un bloque de platino que se guarda, como el del metro, en la Oficina de Pesos y Medidas de París.

  

El problema es que estudiando detenidamente el patrón se ha descubierto que ha engordado y ahora pesa unas milésimas de gramo más de un kg. Se cree que es por la contaminación acumulada a lo largo de las décadas. Y ahora andan muy preocupados para ver cómo pueden limpiarlo y devolverlo a lo que debe pesar exactamente, un kg.

Si os preguntáis cómo se puede saber ahora lo que pesa un kg, la verdad es que cuando se creó el patrón se hicieron muchos otros idénticos y ahora se compara entre todos ellos. Claro que si todos están ya contaminados…

Los 12 materiales más caros del mundo

Número 12: El azafrán (8 €/g)

Se trata de una especia, para dar sabor a la comida. Son los estambres secos de cierta flor. Su recolección es tediosa y se obtiene en cantidades minúsculas.

11.- El oro (42 €/g)

10.- El rodio (43 €/g)

El rodio es un metal muy escaso que se usa en joyería (es el oro blanco). También se usa en catalizadores químicos, incluidos los de los coches.

9.- El platino (45 €/kg)

Como el rodio, se usa en joyería y en catalizadores químicos.

8.- Cuerno de rinoceronte (81 €/g)

No hace falta comentar nada sobre la estupidez de ciertas personas del planeta.

7.- El plutonio (3000 €/g)

El plutonio es un metal que no existe en la Tierra. Se obtiene transmutando uranio en reactores nucleares especiales. Sólo tiene un uso: fabricar las muy útiles bombas nucleares.

6.- La painita (6700 €/g)

Es un mineral extremadamente raro que se usa en joyería para hacer los que se llaman diamantes rojos.

5.- La taafeíta (15000 €/g)

Como el anterior, es un mineral rarísimo que se usa en joyería.

4.- Tritio (23000 €/g)

El tritio es un isótopo radiactivo del hidrógeno. Se obtiene mediante reacciones nucleares y se usa para iluminar de forma permanente linternas y relojes. Otra aplicación es ser el combustible de las bombas nucleares de fusión, las más poderosas (sic). En el futuro, se espera que se consiga esa fusión de forma controlada para obtener energía barata y limpia.

3.- Los diamantes (40000 €/g)

2.- Californio 252 (20 millones de € /g)

Es un elemento químico que tampoco existe en la Naturaleza. Se obtiene mediante reacciones nucleares y se usa para encender reactores nucleares, para hacer estudios de materiales y para obtener con él otros elementos de esos que no hay en la naturaleza.

1.- Antimateria (46 billones de €/g)

La antimateria es una cosa rara que inventaron los físicos teóricos hace unos 80 años. Y resulta que existe y que, en pequeñísimas cantidades, puede obtenerse en laboratorios de física. Aún no se le ha encontrado aplicación alguna, pero la teoría dice que si fuera posible controlarla, serviría para cosas increíbles.

Esta entrada es poco más que una traducción de la publicada en http://myscienceacademy.org el 14 de enero de 2013.

Cortina de ducha ¿Por qué se pega al cuerpo?

¡Gran invento el de la mampara! La cortina también está bien, pero tiene esa molesta manía de echarse encima y pegarse al cuerpo.

En cuanto empieza a salir agua caliente de la ducha, la cortina, que hasta ese momento colgaba plana e inmóvil, se comba hacia dentro y se pega al cuerpo.

Y a poco que te muevas se engancha en los brazos, el costado… ¡para quieta ya!

Pero… ¿por qué? ¿por qué hace esto?

La causa es la diferencia de presión a ambos lados de la cortina. El agua caliente, aparte de humedecer el aire del interior, lo calienta, volviéndolo más ligero.

Caliente, el aire asciende, y su posición debe ser ocupada por el aire más frío del otro lado de la cortina. Este aire, al desplazarse, empuja la cortina de plástico, que se mueve hacia el chorro de agua caliente, y hacia el que se esté debajo de él.

Cuanto más caliente sea el agua, más molesta se pondrá la cortina. Aunque también pasa con agua fría, pues basta con la humedad para que el aire sea más ligero.

Esta entrada es una pequeña modificación de la publicada en www.sabercurioso.es el 8 de noviembre de 2012

Giroscopios

Un giroscopio es cualquier cosa que esté girando. Lo más importante y curioso de los giroscopios es que, por culpa de la conservación del momento angular (saludín a la gente de 2º de Bachillerato) se resisten a cambiar el plano en el que están girando.

Un ejemplo clásico es una peonza. No se cae porque mientras está girando no quiere cambiar su eje de rotación, que está perpendicular al suelo (Obviamente, cuando se para y cae, ese eje está tumbado sobre el suelo).

El mismo efecto giroscópico es uno de los culpables de que sea fácil mantener el equilibrio sobre la bici. Cuando las ruedas giran, se resisten a caer. Y cuanto más rápido vayamos, más rápido giran las ruedas y más estable es la bici.

Pues bien, en la estación espacial internacional, que se encuentra orbitando la Tierra, los astronautas se entretienen a veces grabando vídeos de física básica, aprovechando que la gravedad no les estropea las cosas. Este es uno sobre giroscopios.

Dentro del discman, un antiguo aparato para escuchar música antes de que se inventaran los mp3, mp4 y demás, hay un CD girando muy rápido. El CD hace el efecto de giroscopio. Fijaros como, cuando está en marcha, se mantiene en el mismo plano, aunque le den golpes con la mano. Incluso aunque oscile, vuelve siempre al plano anterior.

Pues resulta que la estación misma está dotada de giroscopios para mantener su orientación y así no bambolearse descontroladamante. Claro que los giroscopios de la estación son más grandes y pesados que un diskman, como podéis imaginaros.

ISS sobre el estrecho de Gibraltar

El microscopio electrónico

En el laboratorio de ciencias del instituto tenemos varios microscopios ópticos que, desafortunadamente, son bastante antiguos. Los microscopios de este tipo tienen un límite físico de 2000 aumentos, es decir, su capacidad máxima les permite aumentar 2000 veces el tamaño aparente de la imagen que vemos en ellos. Claro que esa capacidad sólo la tienen los buenos microscopios de laboratorios profesionales. Los del instituto no llegan tan lejos.

El problema es que usan luz visible y la luz visible está formada por fotones, unas diminutas partículas que no podemos ver y que son demasiado energéticas para mirar los detalles de las cosas más pequeñas. En 1930 se inventó un microscopio que no usaba fotones de luz sino electrones y se le llamó, lógicamente, microscopio electrónico.

La ventaja de los electrones es que tienen menos energía que los fotones de luz visible, por lo que cuando impactan con el objeto que queremos ver apenas lo alteran. Son, por así decirlo, más suaves y delicados. Gracias a eso se consiguen aumentos espectaculares, hasta 2 000 000.

El de la foto es un microscopio electrónico.

Mide unos 2 m de alto.

Y claro, con semejante capacidad las imágenes son espectaculares:

Una hormiga sosteniendo un pequeño microchip.

Superficie de un microchip (los colores son falsos)

Nacimiento de las pestañas (colores falsos)

Velcro

Cabeza de un mosquito común

Y si os gusta, hay una página que tiene una foto por microscopio electrónico muy ampliada, del embrión de un pez cebra.

Si pincháis en este enlace iréis hasta la foto original. Se puede ampliar y ampliar, podéis moveros de una parte a la otra. ¡Llega a verse el núcleo de las céculas!

Péndulos autosincronizables

En este vídeo un profesor de Harvard nos muestra como unos simples péndulos pueden realizar una danza tan coordinada como si de magia se tratara.

El aparato en sí no es más que un conjunto de quince péndulos colgados en línea recta con longitudes diferentes. El tiempo que un péndulo hace una oscilación completa sólo depende de la longitud de la cuerda, así que ajustando ésta, se puede conseguir lo que veis en el vídeo.

Las cuerdas se han cortado a la medida precisa para que, en un minuto exactamente, cada péndulo ejecute una oscilación más que el anterior. Como el péndulo más largo da 50 oscilaciones en ese minuto, el péndulo 15 (el más corto) se somete a 65 oscilaciones. Cuando los 15 péndulos se inician juntos, rápidamente pierden la sincronización de fase cambiando continuamente a causa de sus diferentes períodos de oscilación. Sin embargo, después de un minuto, todos han ejecutado un número entero de oscilaciones para estar de vuelta en la sincronización, listos para repetir la danza.

¿No os impresiona?

Esta entrada es una reproducción de la publicada en http://www.hablandodeciencia.com el 6 de agosto de 2011.

¿Por qué brilla el Sol?

Cada día, por la mañana, vemos aparecer el Sol en el cielo. Nos llega su luz. Una luz que tarda 8 minutos en viajar desde la estrella hasta nosotros, tras recorrer casi 150 millones de kilómetros. Pero, no sé si os lo habéis preguntado ¿por qué brilla el Sol?

La verdad es que el Sol es un cuerpo celeste bastante sencillo. Es una masa enorme, 300 000 veces la de nuestro planeta, formada por los dos átomos más sencillos del universo, hidrógeno (tres cuartas partes) y helio (más unos pocos elementos más en muy poca cantidad). Como resultado de su descomunal masa, todos sus átomos se ven sometidos a una poderosa gravedad que los atrae hacia el centro. Como consecuencia los átomos del interior están muy apretujados entre sí lo que hace que choquen constantemente unos con otros.

Pero los choques entre átomos de hidrógeno tienen algo especial. Lo lógico sería pensar que, simplemente, rebotarán. Pues ¿sabéis qué? resulta que no siempre. En algunos casos, cuatro átomos de hidrógeno van a formar un equipo. Se juntarán para siempre en un átomo distinto, más pesado: un átomo de helio.

Y pasa algo curioso. En esta fusión de átomos de hidrógeno para formar helio hay algo que no cuadra, y es que un átomo de helio pesa un poquito menos que cuatro átomos de hidrógeno. ¿Y dónde está la masa perdida? Se convierte en energía pura, mediante la ecuación más famosa del mundo: E = m c². E es la energía en que se convierte una cantidad m minúscula de masa. Pero como esa cantidad minúscula está multiplicada por la velocidad de la luz c (una cantidad enorme) al cuadrado (mucho más enorme aún), E es muy grande aunque m sea muy pequeño.

Vale pero ¿quién se queda esa nueva energía? Gran parte se la queda el átomo de helio que se formó, en forma de movimiento. Vamos, que sale a toda pastilla hasta chocar con otros átomos y transferirles parte de su energía (como las bolas de billar). Esto evita que la gravedad haga que el Sol se aplaste definitivamente a sí mismo. Y otra gran parte de la energía es, simplemente, luz, esa que vemos desde el amanecer hasta la noche, esa que calienta el mundo, que mueve los vientos, que hace crecer las plantas…

Antes de dejarlo os digo un dato curioso. La luz está formada por unos paquetitos llamados fotones. Éstos se crean, como ya hemos visto, en el centro del Sol. Salen disparados hacia fuera pero antes de llegar a la superficie chocan con los átomos presentes y rebotan. Tras alrededor de un mes, consiguen salir, y es cuando podemos verlos, una vez, eso sí, que han recorrido la distancia hasta la Tierra, lo que les lleva 8 minutos.

Esta entrada es una adaptación de la publicando en www.hablandodeciencia.com el 22 de octubre de 2011.

Armónicos

El viernes pasado, en clase de 1º de Bachillerato, vimos las funciones armónicas.

Si os gusta la música y la ciencia, os gustará este sencillo artículo de curiosoperoinutil.com:

Pincha aquí.

La barrera del sonido

Seguro que habéis oído alguna vez eso de la barrera del sonido. El efecto se produce cuando un avión supersónico (casi siempre un caza militar) acelera hasta llegar a la velocidad del sonido, unos 1200 km/h. Entonces se oye una tremenda explosión.

Vamos a ver por qué pasa.

Cuando un avión inmóvil hace ruido emite ondas sonoras que se propagan a su alrededor en todas direcciones.

 Pero cuando se mueve, las ondas que tiene delante se comprimen (disminuye su longitud de onda) Esto es el efecto Doppler, y ya lo habíamos visto.

 Y cuando el avión se mueve a 1230 km/h, las ondas ya no pueden comprimirse más. Se forma una especie de muro de aire frente a él: esta es la barrera del sonido. Se necesita mucha potencia para superarla y cuando se consigue, el avión va por delante de las ondas sonoras que genera:

Lo que vemos en la animación se llama cono de Mach. Cono porque aunque lo que vemos es 2D, en la realidad 3D tiene forma de cono. Mach era el físico austríaco que lo estudió por primera vez. En su honor a la velocidad del sonido se le llama Mach 1. Los aviones Concorde viajaban a Mach 2, es decir, al doble que la velocidad del sonido.

Cuando el cono Mach llega al suelo, algún humano puede oírlo y asustarse de la explosión que se oye. Es el estampido sónico:

Esta entrada es una adaptación de la publicada en www.curiosoperoinutil.com el 29 de diciembre de 2005.