Las nubes se ven blancas

Es claro como el agua que todas las personas percibimos las nubes blancas como el algodón, -aunque debería agregar que el algodón recién recolectado no es para nada blanco- y también sabemos que las nubes están formadas por minúsculas gotas de agua -vapor de agua- y que el agua tiene un color hialino -transparente- así que las nubes deberían verse transparentes, pero resulta que las dichosas gotas dispersan la luz y como no tienen preferencia por ninguna longitud de onda, las dispersan todas y por ello las vemos blancas como el algodón tratado. Cuando están dispuestas al chaparrón, cuando decimos que están "cargadas" con colores grises y oscuros, lo que ocurre es menos complicado, el espesor de la nube "cargada" es mayor y por tanto refleja la luz que viene del sol en gran proporción y la vemos oscura. Si la nube es de un tono rojizo, se debe más a la incidencia del mismo color, debido a la mayor capa atmosférica que debe atravesar la luz para llegar a los ojos. Así que nubes rojizas o anaranjadas, sólo en la tarde o muy temprano en la mañana. 

Chaparrones:

a. Las nubes son blancas porque reflejan todos los colores provenientes del sol.

b. Las nubes grises deben su color al mayor espesor y las rojizas a la inclinación del sol en tardes y mañanas.

c. Quise creer que para que la lluvia caiga, se aglutina a veces alrededor de una partícula de polvo o de iones de plata como en la lluvia artificial y esto también hace engrosar la nube que cada vez reflecta más luz y se oscurece, pero la sabia red dice que mi teoría falla porque desde lo alto la nube gris también es blanca.

Funciona una botella termo

Muchos saben que si guardamos algo frío o caliente en una botella, que coloquialmente llamamos "termo", podemos conservar la temperatura —ya sea baja o alta, o mejor dicho, frío o caliente— por un tiempo mayor que si lo hacemos en otros recipientes. El calor sólo puede transmitirse por tres métodos que ya vimos: convección, conducción y radiación. El truco de tal botella consistirá en evitar que la temperatura interna no pueda escapar por radiación, para lo que pintan el interior de color plata que absorbe muy poca radiación, practicamente la refleja, evitan que escape por conducción al usar, entre dos botellas, el menor contacto posible y logrando que la convección, que son los deltas de temperatura que se mueven internamente, no tengan como transmitirse. La razón se encuentra en su construcción que es una botella dentro de otra botella y con el mínimo de contactos entre ambas y estos contactos fabricados con aislantes de plástico o de caucho. La parte interna se recubre con una película brillante reflectante y otra oscura. Todas estas precauciones hacen que el "calor" fluya muy lentamente hacia el exterior o que, el "calor" exterior, fluya muy lentamente hacía el interior —cuando la sustancia es fría—. Además para evitar el flujo por convección, el espacio entre las dos botellas es parcialmente vaciado de aire. Al no existir noléculas de aire la transmisión por convección es casi nula. Muy simple, repasemos; existen tres formas de transferencia de calor: conducción, convección y radiación y se tratan de evitar las tres en la botella termo o botella de vacío Dewar o de minimizarlas: la primera con el mínimo de contactos entre una y otra, la segunda provocando un vacío entre las paredes de una y otra y la tercera con la superficie reflectante.

Sofocos:
a. Un termo es una botella que minimiza las pérdidas o ganancias de temperatura.

b. Llamarla "termo" es una simplicidad, pero termo es "calor" y en ella también podemos conservar el frío.
c. El segundo principio de la termodinámica instruye que el flujo de temperatura va siempre del lugar de mayor temperatura al lugar de menor temperatura.
d. Es imposible hacer que el flujo de calor sea exactamente 0 y por tanto la bebida perderá o ganará temperatura, pero mucho más lentamente. El mayor punto de flujo se da por la tapa del recipiente.

Funciona una guitarra eléctrica

De común acuerdo sabemos que al conectar una guitarra a un amplificador, suena. Sabemos lo que hace el amplificador y ya mismo les aclaro lo que ocurre en la pastilla de la guitarra. Pues de lo más sencillo, recuerden la inducción electromagnética que descubrió Michel Faraday. Un campo magnético induce un campo eléctrico y viceversa. Pues las pastillas de algunos instrumentos son bobinas de cobre en un núcleo de imán y las cuerdas al vibrar inducen un campo eléctrico con la frecuencia de sus vibraciones que es llevado al amplificador. Haz el experimento de mover un imán cerca de una bobina a la que se le instaló un LED y entenderás mejor.

Cableados:

a. La guitarra eléctrica induce un campo en las bobinas (pastillas) que es llevado a un amplificador.

b. Una guitarra acústica, amplifica gracias a la caja de resonancia. Tápenle la boca con una hoja de poliexpan o foamy y notarán el efecto.

c. Muchos instrumentos de cuerda, usan el mismo principio, pero también pueden ser amplificados por un micrófono.
d. Usa cuerdas de nylon y la pastilla será inutil. En las electroacústicas no es una pastilla sino un micrófono el que amplifica.

Hay un espectro electromagnético

No se trata de explicar como funciona el espectro electromagnético, sino como está ubicado y resulta tan simple -leyendo como en el español de izquierda a derecha- que en primer lugar, están las ondas de radio con longitudes de onda de cientos de metros hasta unos 30 centímetros, llegan las microondas de 30 centímetros a un milímetro y luego la escala infrarroja de 0.7  a 1000 micrómetros. La luz visible va de 780 a 350 nanómetros, siendo la mas amplia el rojo y la más angosta el lila. Aparecen ahora los rayos ultravioleta entre los 350 a 15 nanómetros. Para finalizar están los rayos X, de 15 a 0,01 nanómetro y los rayos gama que van de 0,01 nanómetro hacía abajo. Todo eso en cuanto a tamaño y aunque la frecuencia de oscilación podría ser un punto culminante, no los enredo con ella. Ya es bastante que puedan enunciar y decir los tamaños de las frecuencias del espectro electromagnético en orden decreciente.

Concreciones:

a. Ondas de radio, microondas, infrarrojo, luz visible, ultravioleta, x y gama.

b. Pueden subdividirse las ondas de radio en otras porciones usadas en radio y televisión como la UHF (ultra alta frecuencia) o VHF (muy alta frecuencia) y 10 ó 12 subdivisiones más con sus propiedades y longitudes de onda y frecuencia.

c. La cantidad de energía se lee de igual manera de izquierda a derecha por lo que las más energéticas son las gama y las menos energéticas las ondas de radio. La cantidad de energía es inversamente proporcional a su longitud.

d. Las radiaciones ionizantes son las que, por su energía, son capaces de arrancar electrones y por ello producir iones. La radiotoxemia o envenenamiento por radiación es una de sus consecuencias.

Funciona un horno microondas

Las microondas son ondas de radiofrecuencia cuya frecuencia está en un rango de unos 30 Mhz (30'000.000 de ciclos por segundo) a 300 Ghz (300.000'000.000 de ciclos por segundo) ─recuerden lo que explicamos de las vibraciones por segundo─ y su longitud de onda, la distancia entre dos crestas, varía entre 1 milímetro y 30 centímetros. En el interior del aparato y salvando pantallas táctiles o programas de tiempo o interruptores, la corriente alterna ingresa a un bobinado  que convierte el voltaje por inducción electromagnética ─no olviden las leyes de Faraday por las que un campo magnético induce un campo eléctrico y viceversa─ y alimenta un tubo llamado magnetrón que al ser alimentado resuena en la frecuencia de microondas y que fue inventado en la segunda guerra mundial. De allí, las ondas pasan a la cámara de calentamiento donde actúan sobre las moléculas dipolares del agua ─por la forma del enlace hidrógeno oxígeno a 107° queda una fuerza polar resultante o momento dipolar─ y las grasas, provocando que se alineen constantemente ─no olviden que la dirección de este campo fluctúa 300 millones de veces por segundo─ y con ello produciendo fricción entre las moléculas. Tal fricción provoca el calentamiento, que no es más que la excitación promedio de las moléculas de un compuesto.

Resumen:

a. La electricidad se transforma en microondas gracias a un tubo llamado magnetrón.

b. El cambio de polaridad de éste hace que ciertas moléculas se "agiten" al tratar de alinear su campo magnético, produciendo fricción, que produce calor.

c. No existen pruebas de una alteración sobre los alimentos excepto el de deshidratación por exceso de exposición, ya que las microondas no son ionizantes como otros rayos del espectro.

d. Una penetración baja, de unos pocos centímetros, podría hacernos creer que los alimentos no se cocinan bien por dentro, pero la transferencia de calor superficial da cuenta del calentamiento general, por aquello de que una superficie "a" en contacto con una superficie "b", encontrarán una temperatura de equilibrio.

d. Las microondas, literalmente no pueden escapar del área de calentamiento pues su longitud de onda no puede atravesar las paredes del recinto, ni el vidrio, que tiene una malla con agujeros de menor longitud que ellas mismas.

Funciona un imán

Para todos es muy claro que un imán es bastante atractivo por su propiedad de atraer y repeler a otros imanes o a objetos como monedas y trozos de materiales específicos como el níquel, el hierro y el cobalto. ¿quién no ha jugado con uno de ellos y se ha sorprendido? Llámase imán a una piedra basáltica traída de la ciudad de magnesia en Anatolia ─por eso su nombre fue magnetita─ que tenía las propiedades mencionadas y la física nos dice que su momento magnético resultante se debe a la alineación de sus moléculas de óxido diférrico, luego enfriadas, que se conservaron alineadas bajo un campo magnético. Al enfriarse, dicha alineación genera un campo magnético igual a la suma de todos los campos de todas las moléculas (ley de coulomb) que resulta en atracción o repulsión de otros imanes y en atracción de otros metales como los mencionados o aleaciones de estos.

Atracciones:

a. Un magneto es el resultado de los momentos de los átomos calentados y enfriados en presencia de un campo magnético.

b. Existen imanes naturales, artificiales y temporales, este último gracias a la ley que ya hemos tratado de Faraday en la que un campo eléctrico induce un campo magnético y, Vóila, el electroimán.

c. Un imán puede perder su fuerza magnética si llega a la temperatura de Curie o punto de curie.
d. Un imán natural está hecho de óxido de hierro; los sintéticos de neodimio, hierro y boro o de samario cobalto.
e. Un electro imán es un tipo de imán creado al hacer circular una corriente por una espiral. Seguro encuentran el experimento más atrás en esta línea de pensamiento.

Funciona una brújula

No se extrañen  si toman ese reloj y les parece que siempre señala al mismo sitio. La tierra tiene un campo magnético que atrae a una aguja imantada y para honra y bien de la navegación, siempre señala al mismo punto que llamamos norte magnético terrestre. En el núcleo interno de la tierra hay una gran masa, compuesta en general por materiales pesados y bastante hierro fundido que generan tal campo en su movimiento. Dicha masa se mueve, así que su campo también cambia con el tiempo, pero en períodos bastante largos de miles de años, lo que no representa un problema para nuestro movimiento actual. El norte magnético está desviado unos 15° de arco y con tal dispositivo podemos movernos en un terreno manteniendo una dirección sin la ayuda del sol o las estrellas o leer un mapa y llegar a un determinado sitio sin la necesidad de radio faros o cosas por el estilo.

Inclinaciones:

a. Una brújula es el resultado de la combinación del campo magnético de la tierra con un elemento magnético, ubicado en un sitio donde puede rotar fácilmente para alinearse con su homólogo terrestre. Por eso podemos hacer una brújula con una aguja imantada y un poco de agua donde ponemos a flotar ésta.

b. El campo magnético es diferente del eje de rotación por unos 15° y se mueve más o menos aleatoriamente a unos 10 km por año.

c. El campo magnético de la tierra se debe al efecto dinamo en un fluido conductor (la masa de hierro) que se mueve en su envoltura de hierro fundido (el núcleo externo) y crea la magnetósfera que protege a la tierra del viento solar.

Se lee un disco de acetato

No todos tuvieron la oportunidad de ver unas plastas planas y negras que traían surcos y donde nuestros padres y abuelos escuchaban su música, les decían acetatos, long plays, LP's o discos de vinilo. Para escucharlos se colocaban en un motor -tornamesa o tocadiscos- y se le aplicaba un brazo con una aguja encima. La aguja seguía el surco, en el cual picos y valles impresos hacían subir y bajar la aguja que traducía dichos relieves en diferencias de potencial, electricidad, que luego pasaba al sistema amplificador y al parlante y llenaba de música a nuestros ancestros.

Revoluciones:

a. La aguja era clave y debía ser de un material muy fino, aún hoy si ponemos a girar uno de aquellos discos y lo hacemos rozar por una aguja de coser insertada en un cono de papel o cartulina oiremos su contenido.

b. El principio de los CD's y DVD's es similar, sólo que ahora la aguja es un láser y la escritura binaria representada por agujeros y espacios llenos, que es lo que lee el láser y traduce a bits.

c. En las cintas magnéticas de Cassetes y VHS o cinta digital, la que lee es una bobina en la que los campos organizados -la música o sonido- varía el campo inducido en la bobina que traduce tal a impulsos eléctricos antes de pasar al amplificador.

Funciona un amplificador de audio

Sabemos que hablar por un micrófono, resulta, si las cosas están bien, en que nuestra voz sale amplificada en un parlante. Entre el parlante y el micrófono aparece un amplificador operacional de audio, que toma la señal y le da potencia sin deformar la señal, es decir, no altera el ciclaje, ni la longitud de onda, pero le da más altura a la misma, para ello requiere de una fuente de alimentación de un transistor, que en el caso de los microchips y la alta integración, vienen por millones en una sola lasca. Es lo que vemos al destapar un amplificador, elementos de polarización, transistores de potencia -el amplificador en sí- y la fuente. Salve mil recovecos más para mejorar la señal y darle efectos, obtener un decodificador de ondas de radio, recibir señal bluetooth. El amplificador básico resulta simple en su diseño y construcción, pero lo más importante es saber como aumenta su potencia para reenviarla al parlante o bafle.

Alusiones:

a. Amplificar una señal se trata de aumentar su amplitud, no en variar su longitud de onda o su frecuencia.

b. Un amplificador por medio de corrientes de polarización y transistores, logra aumentar la señal que luego es llevada a un parlante.
c. Estas señales eléctricas pueden tomarse de una cinta magnética o de un disco digital, con sus correspondientes transductores para leer los campos magnéticos o los ceros y unos, e incluso las ondas y crestas de un disco de vinilo.
d. Existe una manera digital de amplificación, pero igual consiste, con software, dar más altura a la honda.