Historia de la radiofisica

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UN PASEO POR EL DESCUBRIMIENTO DEL ATOMO, LA RADIACION, LA TABLA CUANTICA Y LAS APLICACIONES MODERNAS DE LOS RAYOS X, POR GUSTAVO SOSA ESCALADA, DE ARGENTINA.

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  • 1. HISTORIA DE LA RADIOFISICA GUSTAVO SOSA ESCALADAPRESIONE F5 PARA VER EN PANTALLA COMPLETA
  • 2. INDICE1 INTRODUCCION2 LA FILOSOFIA DE LOS ELEMENTOS3 DE LA ALQUIMIA A LA CIENCIA5 LOS PRIMEROS CIENTIFICOS6 EL APORTE DE LA QUIMICA7 LAS PRIMERAS APLICACIONES ELECTRICAS8 LAS ONDAS ELECTROMAGNETICAS9 DEFINIENDO LOS ELEMENTOS10 DESCUBRIMIENTO DE LA RADIACION11 EL SIGLO XX12 LA SEGUNDA GUERRA MUNDIAL13 RADIOFISICA EN LA ACTUALIDAD 2
  • 3. 1 INTRODUCCION: Soy técnico radiólogo, y a lo largo de mi carrera descubrí que hay muchostécnicos, médicos y gente en general que está muy interesada en la radiación. Es común confundir la radiación con la radioactividad, comúnmentellamada radiactividad, sin la “o”, y en esta época de celulares, microondas, usinasnucleares, radares, tomografías y resonancias mucha gente se pregunta quepeligro corre realmente y hasta dónde pueden llegar las influencias genéticas. La radiación es un tipo de energía que se origina en la capa de electronesde los átomos, por ejemplo luz, calor, ondas de radio, microondas. En cambio laradiactividad es propia del núcleo atómico, por ejemplo partículas alfa, beta y rayosgamma. Al intentar estudiar estos fenómenos, uno se encuentra en Internet o enlibros científicos, una serie de conocimientos aislados repletos de complicadasfórmulas, de modo que resulta muy difícil adquirir claridad sobre un tema, porquesiempre falta la base del mismo. Por ejemplo, en un artículo leemos que talalimento está esterilizado por rayos gamma, pero no se entiende si queda radiacióno no en esos alimentos, o durante cuánto tiempo. O si al hacerse una tomografía ocámara gamma, quedamos radiactivos. En radiofísica tenemos varias categorías, tales como radiofísica aplicada ala medicina con el fin de obtener imágenes diagnósticas a través de radiografías,tomografía, resonancia, positrones, cámara gamma, etc. 3
  • 4. También tenemos la radiofísica aplicada a la medicina nuclear, con laelaboración de radiofármacos. También tenemos la especialidad en dosimetría y protecciónradiológica, tales como radioterapia, acelerador lineal, bomba de cobalto, etc. En general, tanto los médicos como los técnicos radiólogos conocenhasta cierto punto los materiales e instrumentos que utilizan en el hospital, peromuchas veces desconocen la teoría básica que rige detrás de cada instrumentoo cada compuesto radiactivo utilizado. Yo creo que si tuvieran un panorama más básico, en el futuro podríanayudar con nuevas ideas a obtener un mejor diagnóstico, a minimizar el efectode la radiación sobre el paciente, o a mejorar la eficiencia de los equipos. En teoría, el técnico está preparado para utilizar los instrumentos sin unconocimiento profundo de la parte científica, sólo la parte práctica. Y elespecialista debería conocer la teoría atómica y nuclear, las causas y efectos ensu totalidad, aunque no esté al tanto de cómo funciona cada equipo específico. El técnico se ocupa de la parte práctica, y el científico de la parteteórica. Pero yo creo que como la medicina no es una ciencia exacta, esto no secumple al 100%, y que siempre es bueno que ambos conozcan las causas yefectos de cada procedimiento. Por eso yo prefiero relatar la historia de losdescubrimientos científicos desde su origen, para poder seguir el hilo de estaverdadera aventura del conocimiento, de modo que el lector pueda irprocesando y relacionando los descubrimientos del pasado con los inventos del 4presente.
  • 5. Si hubiera que elegir el tema central de la radiofísica, en mi opinión ésteseria el tubo de Crookes para la radiación y el uranio para la radiactividad. Por eso voy a comenzar con la historia de las partes que nos interesan detodos los temas que llevan a esos dos descubrimientos que son:LA HISTORIA DE LA QUIMICALA HISTORIA DE LA ELECTRICIDADLA HISTORIA DEL ÁTOMOLA HISTORIA DE LA OPTICA En cuanto a la historia delos elementos, y a título deintroducción, sugiero ver esteprimer video que explica laincesante lucha por comprender,desde tiempos ancestrales, cómoestá formada la materia y laenergía. Luego lo explicaremosdetalladamente, paso a paso y enorden histórico.Cliquear sobre la imagen o el link para ver elvideo (con sonido). Si no se abre asegurarseque windows media player tenga habilitadolos archivos de video WMV. 5 Ver archivo de ayuda VIDEO DE LA ALQUIMIA A LA CIENCIA
  • 6. Teniendo en cuenta que el origende la ciencia proviene de los antiguosgriegos, se ha tomado la costumbre deutilizar las letras del alfabeto griego para lamayoría de las fórmulas científicas ytécnicas. Por ese motivo me pareceprudente conocer todas las letras, tantomayúsculas como minúsculas, ya que el nosaber cómo se pronuncia uno de éstossímbolos tiende a confundir o producir unalaguna mental a la hora de aplicar lasfórmulas. Así, desde el primer capítulodebemos saber pronunciar al menos lamayoría de estas letras griegas paramanejar con fluidez las fórmulas queveremos mas adelante. 6
  • 7. 2 LA FILOSOFIA DE LOS ELEMENTOS Año 450 a. C. Empédocles afirma que todas las cosas se componen decuatro elementos primarios: tierra, aire, fuego y agua, sobre los cuales actúan dosfuerzas opuestas y activas (amor y odio, o afinidad y antipatía) que terminan porcombinarlos o separarlos en formas infinitamente variadas. Obviamente para entender esto debemos, en primer lugar,entender qué es un átomo; y vamos a estudiarlo desde su antiquísimo origen. La palabra átomo viene del antiguo griego, y significa INDIVISIBLE. Es dela época de Aristóteles y Platón. Los antiguos filósofos griegos consideraban que si a la materia lacortábamos por la mitad una y otra vez, llegaríamos a un punto en el cual ya nopodríamos volver a cortarla, y nos encontraríamos que estaba formada porpequeñísimos ladrillos indivisibles (átomos) que conforman la estructura de lamateria. Además creían que había cinco tipos de átomos que correspondían a loscinco elementos filosóficos: tierra, agua, fuego, aire y quintaesencia o alma. Cada sólido platónico pertenece a un elemento y color. Platón fue elmaestro de Aristóteles, quien en el año 350 a. C, expandiendo lo dicho porEmpédocles, propone la idea de una sustancia como una combinación de «materia»y «forma». A continuación, publica la teoría de los cinco elementos (fuego, agua,tierra, aire y éter), la cual es ampliamente aceptada en todo el mundo occidental pormás de un milenio. 7
  • 8. PLATON Si bien ahora sabemos que existen más de 100 elementos y que losátomos no tienen estas cinco formas, hay que reconocer que muchas moléculas ymicrocristales tienen la estructura geométrica descripta por estos antiguos sabios. Luego vinieron los alquimistas, en la época medieval, que en realidadfueron los exploradores y padres de la química moderna En 1267 El alquimista inglés Roger Bacon publica Opus Maius que, entreotras cosas, propone una de las primeras formas del método científico, además decontener los resultados de sus experimentos hechos con pólvora. En 1530 El suizo Paracelso desarrolla, una subdisciplina de la alquimiadedicada a la extensión de la vida, siendo el origen de la actual farmacología. Se8afirma que él es el primero en utilizar el término «química».
  • 9. En 1637 René Descarte publica la obra “Discurso del Método”, quecontiene un esquema del método científico. Desde la antigüedad se sabía que al frotar el ámbar contra algunas telas,se producían efectos de atracción o repulsión electrostáticos. Además de las pistas ofrecidas por la luz y la química, hubo una terceraserie de descubrimientos que perfilaban la estructura atómica: la electricidad. La historia de la electricidad comienza conTales de Mileto, filósofo griego del año 600 antes deCristo. Ya en esa época se sabía que el ámbarfrotado con alguna tela podía atraer pequeñosobjetos aislantes. Sin embargo fue William Gilbert en el año1660 quien definió la palabra griega electrón comoámbar, refiriéndose a la fuerza electrostática capazde producir pequeñas chispas y atraer objetos. Fuéel primero en aplicar el término Electricidad delGriego "elektron" = ámbar. Además estudió labrújula. Gilbert es ahora la unidad de medida de lafuerza magnetomotriz.BRUJULA DE 1562 9
  • 10. En 1650 Las investigaciones de Gilbertfueron continuadas por el físico alemán OttoVon Guericke (1602-1686). En las investigaciones que realizósobre electrostática observó que se producíauna repulsión entre cuerpos electrizados luegode haber sido atraídos. Ideó la primera máquina electrostáticay sacó chispas de un globo hecho de azufre, locual le llevó a especular sobre la naturalezaeléctrica de los relámpagos. Fue la primerapersona que estudió la luminiscencia.Máquina que consiste de una esfera de azufretorneada, con una manija a través de la cual, lacarga es inducida al posar la mano sobre laesfera. 10
  • 11. 3 DE LA ALQUIMIA A LA CIENCIA La alquimia es la madre de la física y química modernas, y hasta elmismo Sir Isaac Newton, el padre de la ciencia, practicó la alquimia en formavedada. La alquimia era una colección de conocimientos aislados y experimentoscon azufre, sales, metales, materia orgánica y misteriosas pociones, que teníacomo finalidad material el poder transformar metales comunes en metalespreciosos, y destilar la piedra filosofal que otorga la perfecta salud y la vida eterna. Como objetivo espiritual pretendía transformar un alma bruta como elplomo en una noble como el oro. Durante la edad media fue prohibida por la iglesia en toda Europa, razónpor la cual se formaron muchas logias y sociedades secretas. Así se fuetransformando en una práctica, oculta, prohibida, y siempre existía el rumor deque tal alquimista había logrado transmutar plomo en oro, o que tal otro habíadescubierto una poción secreta para curar cierta enfermedad, Se puede considerar que con Newton alrededor del año 1670 comienzala verdadera ciencia para reemplazar lentamente a la alquimia. Newton estudió la luz, la gravedad y creó el cálculo matemático, pero nopropuso ningún modelo de átomo. Los científicos de la edad media considerabanque los átomos eran pequeñísimos cuerpos de diversas formas geométricas,seguramente parecidas a los cristales de sal, cuarzo, azufre, etc. y conmisteriosas propiedades. 11
  • 12. Sin embargo, Newton exploró una clave fundamental para la futuracomprensión del átomo, el espectro. Como todo el mundo, él también semaravillaba al ver un arco iris, cuando las gotas de lluvia reflejan los rayos solares. Los artesanos de la época fabricaban todo tipo de recipientes de cristal,que al recibir la luz del sol, proyectaban un pequeño espectro. Conociendo este principio, Newton diseñó un cuarto absolutamente oscurocon una ranura para permitir entrar un rayito de sol, y al interponer en su trayectoriaun prisma de cristal, lograba descomponer la luz blanca en seis colores que seproyectaban en la pared opuesta; roja, naranja, amarilla, verde, azul y violeta. Mástarde la masonería y otros clanes de científicos hablarían de 7 colores, agregandoel índigo entre el azul y el violeta. Con eso le daban un toque místico pararelacionar al espectro con los 7 días de la creación. SIMULACION PRISMAS 12
  • 13. La luz es una forma de radiación, y surge de la parte externa del átomo. Se tardaría cientos de años en descifrar la verdadera estructura del átomo, y el secreto principal estaba en el espectro. Cuando la luz solar atraviesa un prisma simple, se forma un espectro borroso, que no dice mucho sobre la estructura atómica del sol, pero si la luz viniera de un punto luminoso y estuviera enfocada por una serie de lentes, veríamos en el espectro una serie líneas brillantes y oscuras que tienen que ver con la composición química, la temperatura, y la energía de la fuente luminosa. . Newton no tenía la menorposibilidad de estudiar el códigoespectral porque en aquella épocaapenas se conocían los lentes, talvez ni siquiera el telescopio, quefue perfeccionado por GalileoGalilei alrededor del año 1660,apenas 10 años antes. Y tampocosospechaba que la luz era unaonda electromagnética, una de las4 fuerzas fundamentales deluniverso. La gravedad era otra deesas 4 fuerzas. En el futuro sedescubrirían la interacción fuerte y 13la interacción débil. VIDEO FUERZAS FUNDAMENTALES
  • 14. 4 LOS PRIMEROS CIENTIFICOS Después de Newton, en el período comprendido entre 1660 y 1900, sedio una cantidad de descubrimientos e inventos mecánicos, físicos y químicos, y loque más nos interesa, la electricidad. En 1661 Robert Boyle publica “El químico Escéptico”, un tratado que tratasobre las diferencias entre la química y la alquimia. Este contiene asimismoalgunas de las primeras nociones sobre los átomos, las moléculas y lasReacciones químicas, con lo que marca el inicio de la historia de la químicamoderna. En 1700 El físico inglés Stephen Gray (1666-1736) estudióprincipalmente la conductividad eléctrica de los cuerpos y, después de muchosexperimentos, fue el primero en 1729 en transmitir electricidad a través de unconductor. En sus experimentos descubrió que para que la electricidad, o los"efluvios" o "virtud eléctrica", como él la llamó, pudiera circular por el conductor,éste tenía que estar aislado de tierra. Posteriormente estudió otras formas detransmisión y, junto con los científicos G. Wheler y J. Godfrey, clasificó losmateriales en conductores y aislantes de la electricidad. 1733 El científico francés Charles du Fay (1698-1739) al enterarse de lostrabajos de Stephen Gray, dedicó su vida al estudio de los fenómenos eléctricos.Du Fay, entre otros muchos experimentos, observó que una lámina de orosiempre era repelida por una barra de vidrio electrificada. 14
  • 15. ELECTRICIDAD POSITIVA Y NEGATIVA FRANCOIS DE CISTERNAY DU FAY Publicó sus trabajos en 1733siendo el primero en identificar laexistencia de dos tipos de cargaseléctricas (denominadas hoy en díapositiva y negativa), que él denominócarga vítrea y carga resinosa, debido aque ambas se manifestaban de unaforma al frotar, con un paño de seda, elvidrio (carga positiva) y de formadistinta al frotar, con una piel, algunassubstancias resinosas como el ámbar ola goma (carga negativa). Esta dualidad de cargas essumamente importante porque sientalas bases para el futuro modeloatómico, con núcleo positivo y 15electrones negativos. VIDEO ELECTRICIDAD ESTATICA
  • 16. En 1735 El químico sueco Georg Brandt analiza un pigmento de colorazul oscuro hallado en mineral de cobre. Más tarde, demuestra que dichopigmento contiene un nuevo elemento, que sería denominado cobalto, que ahoraes usado en telecobaltoterapia. En 1745 El físico holandés Pieter VanMusschenbroeck (1692-1761), que trabajaba en laUniversidad de Leyden, efectuó una experiencia paracomprobar si una botella llena de agua podía conservarcargas eléctricas. Esta botella consistía en un recipientecon un tapón al cual se le atraviesa una varilla metálicasumergida en el líquido. La varilla tiene una forma degancho en la parte superior al cual se le acerca unconductor cargado eléctricamente. Durante la experienciaun asistente separó el conductor y recibió una fuertedescarga al aproximar su mano a la varilla, debida a laelectricidad estática que se había almacenado en labotella. De esta manera fue descubierta la botella deLeyden y la base de los actuales condensadoreseléctricos, llamados incorrectamente capacitores poranglicismo. SIMULADOR CAPACITOR 16
  • 17. En 1747 Benjamín Franklin inició sus experimentos sobre la electricidad;defendió la hipótesis de que las tormentas son un fenómeno eléctrico y propuso unmétodo efectivo para demostrarlo. En 1752 publicó en Londres en su famosoalmanaque (Poor Richard’s Almanack), una aplicación donde propuso la idea deutilizar varillas de acero en punta, sobre los tejados, para protegerse de la caída delos rayos. Su teoría se ensayó en Inglaterra y Francia antes incluso de que élmismo ejecutara su famoso experimento con una cometa en 1752. 17 VIDEO CAPACIDAD Y POTENCIAL
  • 18. En 1747 Sir William Watson (1715-1787), médico y físico inglés, estudiólos fenómenos eléctricos. Realizó reformas en la botella de leyden agregándole unacobertura de metal, descubriendo que de esta forma se incrementaba la descargaeléctrica. En 1747 demostró que una descarga de electricidad estática es unacorriente eléctrica. Fue el primero en estudiar la propagación de corrientes en gasesenrarecidos. Hubo muchísimos descubrimientos por parte de Oersted, Galvani,Coulomb, Hertz, Volta, Ampere, Watt, Ohm, desde 1600 hasta el presente, pero elquímico británico Joseph Priestley no sólo fué el primero en darse cuenta de que laelectricidad es una diferencia de cargas positiva y negativa, sino que fue alrededorde 1766 quien definió que la fuerza entre dos cargas eléctricas es proporcional alcuadrado de su distancia. 18
  • 19. Esta ley es fundamental en todos los órdenes, magnetismo, gravitación,dispersión de la luz, calor, radiación, etc. Si yo enciendo una vela de modo que ilumine una pared a 1 metro dedistancia, la luz será por ejemplo equivalente a 9 lumen (medida de luz). Si ahora laalejo a 2 metros, la pared brillará sólo con 4 lumen, y si la alejo a 3 metros, brillarácon 1 lumen. Más adelante veremos que esta ley se usa muchísimo en radiología,radioterapia y medicina nuclear. También todas las ondas del espectroelectromagnético, tales como radar, de radio, luz microondas, wifi, etc. se disipan enesa proporción. Con estas 3 pistas principales y muchas más, los científicos del siglo XIX sevolcaron a la tarea de descubrir qué es un átomo, cómo es su estructura, y sobretodo cómo funciona. Priestley demostró que la carga eléctrica se distribuye uniformemente en lasuperficie de una esfera hueca, y que en el interior de la misma, no hay un campoeléctrico, ni una fuerza eléctrica. Priestley además descubrió el oxígeno. Joseph Priestley 19
  • 20. En 1777 Charles Agustín de Coulomb(1736-1806) inventó la balanza de torsión con la cual,midió con exactitud la fuerza entre las cargas eléctricas ycorroboró que dicha fuerza era proporcional al productode las cargas individuales e inversamente proporcional alcuadrado de la distancia que las separa. Coulomb es launidad de medida de Carga eléctrica. Este físico e ingeniero francés (1736 - 1806) fue el primero en establecerlas leyes cuantitativas de la electrostática, además de realizar muchasinvestigaciones sobre magnetismo, rozamiento y electricidad. Sus investigacionescientíficas están recogidas en siete memorias, en las que expone teóricamente losfundamentos del magnetismo y de la electrostática. En 1777 inventó la balanza detorsión para medir la fuerza de atracción o repulsión que ejercen entre sí dos cargaseléctricas y estableció la función que liga esta fuerza con la distancia. Con esteinvento, culminado en 1785, Coulomb pudo establecer la expresión de la fuerzaentre dos cargas eléctricas q y Q en función de la distancia d que las separa,actualmente conocida como ley de Coulomb. Coulomb también estudió laelectrización por frotamiento y la polarización e introdujo el concepto de momentomagnetico. El Coulomb (símbolo C), fue castellanizado a culombio. 20
  • 21. 6 EL APORTE DE LA QUÍMICA Todos los descubrimientos eléctricos que empezaron a asombrar almundo, estaban relacionados con la nueva química, que ya contaba converdaderos genios que surgían a fines del siglo XVIII. En 1778 El francés Antoine Lavoisier, considerado como «el padre de laquímica moderna», identifica y nombra al oxígeno, además de reconocer suimportancia y participación en el proceso de la combustión. En 1787 Lavoisierpublica Método de nomenclatura química, el primer sistema moderno denomenclatura química. En 1780 El médico y físico italiano Luigi Galvani (1737-1798) se hizofamoso por sus investigaciones sobre los efectos de la electricidad en los músculosde los animales. Mientras disecaba una rana halló accidentalmente que sus patasse contraían al tocarlas con un objeto cargado de electricidad. Por ello se leconsidera el iniciador de los estudios del papel que desempeña la electricidad en elfuncionamiento de los organismos animales. De sus discusiones con otro gran científico italiano de su época,Alessandro Volta, sobre la naturaleza de los fenómenos observados, surgió laconstrucción de la primera pila, o aparato para producir corriente eléctrica continua,llamado pila de volta. El nombre de Luigi Galvani sigue hoy asociado con laelectricidad a través de términos como galvanismo y galvanización. Sus estudiospreludiaron una ciencia que surgiría mucho después: la neurofisiología, estudio delfuncionamiento del sistema nervioso en la que se basa la neurología, 21
  • 22. Otra pista que llevó al conocimiento del átomo fue el desarrollo de laquímica, en especial los trabajos de John Dalton, alrededor del año 1800. Si bien nopropuso una teoría sobre la estructura del átomo, si pudo descubrir la ley deproporciones múltiples, que dice que la materia está compuesta por átomos dediferentes masas que se combinan en proporciones sencillas para formarcompuestos. Es decir, por ejemplo, si yo tengo una molécula de agua, ésta debe estarformada por átomos, dos de hidrógeno y uno de oxígeno, relación de 2 a 1,números enteros y pequeños. También explicó la diferencia entre mezcla y combinación. Supongamosque yo tengo dos recipientes, uno con azufre en polvo, y otro con limaduras dehierro, ambos son elementos puros. El azufre es combustible, de modo que si enciendo una pizca de azufre sequemará con una llama azul y emanará un humo blanco venenoso. Pero si leacerco un imán al azufre no reacciona, no lo atrae. El hierro no es combustible, de modo que no se quema al acercarle unfósforo, pero sí es magnético, de modo que con un imán puedo atraer laslimaduras. Ahora mezclo los dos elementos en un crisol más grande. Los elementosestán ahora mezclados, pero yo sigo siendo capaz de separarlos. Si le acerco unimán, atraigo solamente el hierro. Y si le acerco un fósforo quemo solamente elazufre. Es químicamente una mezcla porque sus componentes conservan suspropiedades primitivas. 22
  • 23. Pero ahora caliento el crisol hasta que ambos elementos se funden, demodo que el hierro y el azufre se combinan en la proporción 1 a 2, un átomo dehierro con dos de azufre, formando sulfuro de hierro más conocido como pirita u orofalso. La pirita es una combinación y sus cristalitos son cubos perfectos,brillantes, dorados. Ya no es una mezcla, es una combinación. Ya perdieron amboselementos sus propiedades primitivas, ya no se quema ni es atraída por un imán. Esta es la diferencia entre mezcla y combinación descubierta por Dalton,los átomos en proporciones de números enteros y pequeños forman moléculas connuevas propiedades, y su estructura cristalina es similar a la descripta por los 5elementos de la filosofía griega. A principios del siglo XIX, John Dalton propuso un primer modelo atómico, ylo imaginó como una esfera. Explicó que existen distintos modelos de átomos que secombinan en formas específicas. Por ejemplo, el átomo del azufre es distinto al del hierro. Todos loselementos tienen átomos distintos entre sí, lo cual determina sus propiedades, talecomo masa, densidad, acidez, brillo metálico, conductividad eléctrica o térmica,radiactividad, etc. Para poder deducir la teoría atómica, resultaba imprescindible estudiartantos elementos como fuera posible, sin confundirlos con los compuestos, lascombinaciones químicas. 23
  • 24. En 1800 El físico italiano Alessandro VoltaAlessandro Volta (1745-1827) inventala pila, precursora de la bateríaeléctrica. Con un apilamiento de VER SIMULACION BATERIAdiscos de cinc y cobre, separados pordiscos de cartón humedecidos con unelectrolito, y unidos en sus extremospor un circuito exterior, Volta logró,por primera vez, producir corrienteeléctrica continua a voluntad. Dedicóla mayor parte de su vida al estudiode los fenómenos eléctricos, inventóel electrómetro y el eudiómetro yescribió numerosos tratadoscientíficos. Por su trabajo en elcampo de la electricidad, NapoleónBonaparte le nombró conde en 1801.La unidad de tensión electrica ofuerza electromotriz, el Volt (símboloV), castellanizado como voltio, recibióese nombre en su honor. AlessandroVolta, al elaborar la primera bateríaquímica, funda la disciplina de la 24electroquímica. VIDEO LA BATERIA ELECTRICA
  • 25. En 1803 John Dalton propone la ley de Dalton, que describe la relaciónentre los componentes de una mezcla de gases y la presión relativa que ejerce cadauno en la mezcla total. En 1808 Dalton publica su obra Nuevo sistema de filosofía química, quecontiene la primera descripción científica moderna de la teoría atómica, así comouna clara exposición de la ley de las proporciones múltiples. En 1807 Sir Humphry Davy (1778-1829). Químico británico. Se le considerael fundador de la electroquímica, junto con Volta y Faraday. Davy contribuyó aidentificar experimentalmente por primera vez varios elementos químicos mediantela electrólisis y estudió la energía involucrada en el proceso. Entre 1806 y 1808 publica el resultado de sus investigaciones sobre laelectrólisis, donde logra la separación del magnesio, bario, estroncio, calcio, sodio,potasio y boro. En 1807 fabrica una pila con más de 2.000 placas dobles con la quedescubre el cloro y demuestra que se trata de un elemento químico, dándole esenombre debido a su color amarillo verdoso. Junto a W.T. Brande consigue aislar allitio de sus sales mediante electrólisis del óxido de litio (1818). Fue jefe y mentor deMichael Faraday. Creó además una lámpara de seguridad para las minas que lleva sunombre (1815) y fue pionero en el control de la corrosión mediante la proteccióncatódica. 25
  • 26. 7 LAS PRIMERAS APLICACIONESDE LA ELECTRICIDAD Hans Christian Orsted En 1813 El físico y químicodanés Hans Christian Orsted SIMULACION CAMPO MAGNETICO(1777-1851) fue un gran estudiosodel electromagnetismo. En 1813predijo la existencia de losfenómenos electromagnéticos y en1819 logró demostrar su teoríaempíricamente al descubrir, juntocon Ampère, que una agujaimantada se desvía al ser colocadaen dirección perpendicular a unconductor por el que circula unacorriente eléctrica, descubrimientocrucial en el desarrollo de laelectricidad, ya que puso enevidencia la relación existente entrela electricidad y el magnetismo. Enhomenaje a sus contribuciones sedenominó Oersted (símbolo Oe) ala unidad de intensidad de campo 26magnético en el sistema Gauss. VIDEO INDUCCION ELECTROMAGNETICA
  • 27. En 1821 el médico e investigador físico natural de Estonia, ThomasJohann Seebeck (1770-1831) descubrió el efecto termoeléctrico. En 1806 descubriótambién los efectos de radiación visible e invisible sobre sustancias químicas comoel cloruro de plata. En 1808, obtuvo la primera combinación química de amoníacocon óxido mercúrico. A principios de 1820, Seebeck realizó variados experimentosen la búsqueda de una relación entre la electricidad y calor. En 1821, soldando dosalambres de metales diferentes (cobre y bismuto) en un lazo, descubrióaccidentalmente que al calentar uno a alta temperatura y mientras el otro semantenía a baja temperatura, se producía un campo magnético. Seebeck no creyó,o no divulgó que una corriente eléctrica era generada cuando el calor se aplicaba ala soldadura de los dos metales. En cambio, utilizó el término termomagnetismopara referirse a su descubrimiento. Actualmente se lo conoce como efecto Peltier-Seebeck o efecto termoeléctrico y es la base del funcionamiento de los termopares. Año 1822 el físico y matemático francés André-Marie Ampère (1775-1836)está considerado como uno de los descubridores del electromagnetismo. Esconocido por sus importantes aportaciones al estudio de la corriente eléctrica y elmagnetismo que constituyeron, junto con los trabajos del danés Hans ChistianOesterd, el desarrollo del electromagnetismo. Sus teorías e interpretaciones sobrela relación entre electricidad y magnetismo se publicaron en 1822, en su Colecciónde observaciones sobre electrodinámica y en 1826, en su Teoría de los fenómenoselectrodinámicos. Ampère descubrió las leyes que determinan el desvío de unaaguja magnética por una corriente eléctrica, lo que hizo posible el funcionamiento 27de los actuales aparatos de medida.
  • 28. Descubrió lasacciones mutuas entre André-Marie Ampèrecorrientes eléctricas, aldemostrar que dosconductores paralelos por los SIMULACION DEL CAMPO DE UN CONDUCTORque circula una corriente en elmismo sentido, se atraen,mientras que si los sentidos dela corriente son opuestos, serepelen. La unidad deintensidad de corrienteeléctrica, el Ampère (símboloA), castellanizada comoAmperio, recibe este nombreen su honor. El amperaje es elcaudal o cantidad deelectrones por segundo quefluyen por un conductoreléctrico, mientras que elvoltaje es la tensión, odiferencia de potencial queexiste entre los polos de ese 28mismo conductor. VIDEO VOLTAJE ENERGIA FUERZA
  • 29. El físico británico William Sturgeon (1783-1850) inventó en 1825 el primerelectroimán. Era un trozo de hierro con forma de herradura envuelto por una bobinaenrollada sobre él mismo. Sturgeon demostró su potencia levantando 4 kg con untrozo de hierro de 200 g envuelto en cables por los que hizo circular la corriente deuna batería. Sturgeon podía regular su electroimán, lo que supuso el principio deluso de la energía eléctrica en máquinas útiles y controlables, estableciendo loscimientos para las comunicaciones electrónicas a gran escala.Este dispositivo condujo a lainvención del telégrafo, el motoreléctrico y muchos otrosdispositivos que fueron base dela tecnología moderna. En 1832inventó el conmutador paramotores eléctricos y en 1836inventó el primer galvanómetrode bobina giratoria. 29 VIDEO MAGNETISMO
  • 30. Georg Simon Ohm (1789-1854) fue un físico y matemático alemán queestudió la relación entre el voltaje V aplicado a una resistencia R y la intensidad decorriente I que circula por ella.En 1827 formuló la ley que lleva su nombre (la ley de Ohm),cuya expresión matemática es V = I · R. También se interesópor la acústica, la polarización de las pilas y las interferenciasluminosas. En su honor se ha bautizado a la unidad deresistencia eléctrica con el nombre de Ohm (símbolo Ω),castellanizado a Ohmio.VER SIMULADOR RESISTENCIASVER SIMULADOR LEY DE OHMVER SIMULADOR RESISTENCIAS SERIE PARALELO En 1830 el estadounidense Joseph Henry (1797-1878) fue un físico queinvestigó el electromagnetismo y sus aplicaciones en electroimanes y relés.Descubrió la inducción electromagnética, simultánea e independientemente deFaraday, cuando observó que un campo magnético variable puede inducir unafuerza electromotriz en un circuito cerrado. En su versión más simple, el experimento de Henry consiste en desplazarun segmento de conductor perpendicularmente a un campo magnético, lo 30 queproduce una diferencia de potencial entre sus extremos.
  • 31. Esta fuerza electromotriz inducida se explica por lafuerza de Lorentz que ejerce el campo magnético sobre loselectrones libres del conductor. En su honor se denominóHenry (símbolo H) a la unidad de inductancia, castellanizadacomo Henrio. SIMULACION FUERZA DE LORENTZHenry Joseph 1832-1835. El matemático, astrónomo y físico alemán Johann CarlFriedrich Gauss (1777-1855), hizo importantes contribuciones en campos como lateoría de números, el análisis matemático, la geometría diferencial, la geodesia, laelectricidad, el magnetismo y la óptica. Considerado uno de los matemáticos de mayor y más duradera influencia,se contó entre los primeros en extender el concepto de divisibilidad a conjuntosdiferentes de los numéricos. En 1831 se asoció al físico Wilhelm Weber durante seis fructíferos añosdurante los cuales investigaron importantes problemas como las Leyes de Kirchhoffy del magnetismo, construyendo un primitivo telégrafo eléctrico. Su contribuciónmás importante a la electricidad es la denominada Ley de Gauss, que relaciona la 31carga eléctrica q contenida en un volumen V con el flujo del campo eléctrico sobre
  • 32. la cerrada superficie S que encierra el volumen V, cuya expresiónmatemática es:En su honor se dio el nombre de Gauss (símbolo G) a la unidad deintensidad de campo magnético del Sistema Cegesimal deUnidades (CGS). Su relación con la correspondiente unidad delSistema Internacional de Unidades (SI), el Tesla (símbolo T), es1 G = 10-4 T. En 1834 el físico estonio Heinrich Friedrich Lenz (1804-1865) formuló en1834 la ley de la oposición de las corrientes inducidas, conocida como Ley de Lenz,cuyo enunciado es el siguiente: El sentido de las corrientes, o fuerza electromotrizinducida, es tal que siempre se opone a la variación del flujo que la produce.También realizó investigaciones significativas sobre la conductividad de loscuerpos, en relación con su temperatura, descubriendo en 1843 la relación entreambas; lo que luego fue ampliado y desarrollado por James Prescott Joule, por loque pasaría a llamarse Ley de Joule. Jean Peltier (1785-1845) descubrió en 1834 que cuando circula unacorriente eléctrica por un conductor formado por dos metales distintos, unidos poruna soldadura, ésta se calienta o enfría según el sentido de la corriente (efectoPeltier). 32
  • 33. 8 LAS ONDAS ELECTROMAGNETICAS 1831 El físico y químico inglés Michael Faraday (1791-1867), discípulo deHumphry Davy, es conocido principalmente por su descubrimiento de la inducciónelectromagnética, que ha permitido la construcción de generadores y motoreseléctricos, y de las leyes de la electrólisis por lo que es considerado como elverdadero fundador del electromagnetismo y de la electroquímica. En 1831 trazó elcampo magnético alrededor de un conductor por el que circula una corrienteeléctrica, ya descubierto por Oersted, y ese mismo año descubrió la inducciónelectromagnética, demostró la inducción de una corriente eléctrica por otra, eintrodujo el concepto de líneas de fuerza para representar los campos magnéticos. Durante este mismo periodo, investigó sobre la electrólisis y descubrió lasdos leyes fundamentales que llevan su nombre: 1ª). La masa de sustancia liberadaen una electrólisis es directamente proporcional a la cantidad de electricidad que hapasado a través del electrólito [masa = equivalente electroquímico, por la intensidady por el tiempo (m = c I t)]; 2ª) Las masas de distintas sustancia liberadas por lamisma cantidad de electricidad son directamente proporcionales a sus pesosequivalentes. Con sus investigaciones se dio un paso fundamental en el desarrollode la electricidad al establecer que el magnetismo produce electricidad a través delmovimiento. En su honor se denominó Farad (símbolo F), castellanizado comoFaradio, a la unidad de capacidad del SI de unidades. El Faradio se define como lacapacidad de un condensador tal que cuando su carga es un Culombio, adquiereuna diferencia de potencial electrostático de un voltio. 33
  • 34. SIMULACION CAMPO ELECTROMAGNETICO DE FARADAY SIMULACION LEY DE FARADAY SIMULACION CIRCUITO R L C Michael Faraday 34 VIDEO CAMPO ELECTRICO
  • 35. El inventor estadounidense Samuel Finley Breese Morse (1791-1872) esprincipalmente conocido por la invención del telégrafo eléctrico y la invención delcódigo Morse. El 6 de enero de 1833, Morse realizó su primera demostración pública consu telégrafo mecánico óptico y efectuó con éxito las primeras pruebas en febrero de1837 en un concurso convocado por el Congreso de los Estados Unidos. Tambiéninventó un alfabeto, que representa las letras y números por una serie de puntos yrayas, conocido actualmente como código Morse, para poder utilizar su telégrafo. En el año 1843, el Congreso de los Estados Unidos le asignó 30.000dólares para que construyera la primera línea de telégrafo entre Washington yBaltimore, en colaboración con Joseph Henry. El 24 de mayo de 1844 Morse enviósu famoso primer mensaje: «¿Que nos ha traído Dios?». Fue objeto de muchoshonores y en sus últimos años se dedicó a experimentar con la telegrafía submarinapor cable. En 1847 William Staite (1809-1854)Inglés recibió el crédito por el desarrollo de laLámpara de Arco. Estas lámparas fueroncomercialmente utilizadas a partir de 1876 conlas mejoras introducidas por el Ruso PaulJablochkoff (1847-1894). Son un acercamientoal tubo de Crookes. 35
  • 36. El físico e inventor inglés Charles Wheatstone (1802-1875) esespecialmente conocido por ser el primero en aplicar el circuito eléctrico que llevasu nombre (puente de Wheatstone) para medir resistencias eléctricas. En realidad había sido diseñado previamente por Samuel Hunter Christieen 1832, con lo que el papel de Wheatstone fue la mejora y popularización, a partirde 1843. Se utiliza para medir resistencias desconocidas mediante el equilibrio delos brazos de un puente en H formado por cuatro resistencias, una de las cuales esla resistencia a medir. El puente contribuyo al diseño de infinidad de circuitoseléctricos como los que se usan hoy en día. Wheatstone fue un autodidacta que llegó a convertirse en profesor defilosofía experimental de la Universidad de Londres, en 1834. En colaboración conel ingeniero William Fothergill Cooke, patentó en 1837 el primer telégrafo eléctricobritánico, simultáneamente con el inventado por Morse. Charles Wheatstone inventó también un telégrafo automático, un pénduloelectromagnético, y un instrumento óptico para la fotografía en tres dimensiones(estereoscopio), que en los años 1940 se usaba para ver radiografías en 3D. Lasradiografías en 3D se volvieron obsoletas al aparecer la tomografía computada y laresonancia magnética. SIMULACION PUENTE DE WHEASTONE 36
  • 37. 1843 James Prescott Joule (1818-1889), físicoinglés, es conocido por sus estudios sobre la energía y susaplicaciones técnicas. Su principal contribución a laelectricidad es la cuantificación de la generación de calorproducido por una corriente eléctrica que atraviesa unaresistencia, ley que lleva su nombre (Ley de Joule): Todocuerpo conductor recorrido por una corriente eléctrica,desprende una cantidad de calor equivalente al trabajorealizado por el campo eléctrico para transportar lascargas de un extremo a otro del conductor durante ese tiempo, formulada como: .También descubrió la equivalencia entre el trabajo mecánico y la cantidad de calor(cuya unidad histórica es la caloría). Junto con su compatriota, el físico William Thomson (conocidoposteriormente como lord Kelvin), Joule descubrió que la temperatura de un gasdesciende cuando se expande sin realizar trabajo. Este fenómeno, que se conocecomo efecto Joule-Thomson, es el principio constructivo de los refrigeradores.Alrededor de 1841, junto con el científico alemán Hermann von Helmholtz, demostróque la electricidad es una forma de energía y que los circuitos eléctricos cumplen laley de la conservación de la energía. El Joule (símbolo J), castellanizado a Julio, esla unidad del Sistema Internacional para la energía y el trabajo mecánico. Se definecomo el trabajo realizado por una fuerza de 1 Newton cuando se desplazaparalelamente a sí misma en un 1 metro. 37
  • 38. 1845 Las principales contribuciones a la ciencia del físico alemán Gustav Robert Kirchhoff (1824-1887), estuvieron en el campo de los circuitos eléctricos, la teoría de placas, la óptica, la espectroscopía y la emisión de radiación de cuerpo negro. Kirchhoff propuso el nombre de radiación de cuerpo negro en 1862. Es responsable de dos conjuntos de leyes fundamentales en la teoría clásica de circuitos eléctricos y en la emisión térmica. Cuando Newton produjo el espectro con un prisma y rayo de sol,SIMULACION CIRCUITOS ELECTRICOSSIMULACION RADIACION DE UN CUERPO NEGROSIMULACION CONSTRUCCION CIRCUITOS SIMPLES 38 ESPECTROSCOPIO VIDEO CIRCUITOS ELECTRICOS
  • 39. no vió más que un espectro continuo.Simplemente con contaba con lainfraestructura adecuada para ver másque una mancha de colores. Pero en la época de Kirchoff yase sabía que existía alguna clave en elcolor de cada elemento. Por ejemplo sise calentaba sobre el mechero de Espectro de emisión y líneas brillantesBunsen una varilla de cobre, la llamaadquiría un color verdoso, O si se M: fuente luminosa (químico)llenaba una cucharita con flúor, bromo, L: observadoryodo o cualquier otra sustancia, la llamasiempre se tornaba de un color E: escala graduadaespecífico. E Mas tarde desarrollaron elespectroscopio, un instrumento ópticoque deja entrar una luz por una rendijamuy fina y graduable. La luz que entraen la rendija puede provenir de un arcoeléctrico en que los electrodos tienenuna sustancia específica, o de unapartícula de alguna sustancia calentada 39por un mechero, o por un gas activado.
  • 40. En estos 3 casos la luz emitida producirá un espectro de emisión. La luzque entra por la rendija M de la figura, se enfoca con un juego de lentes en el prismaque está en el del espectroscopio. El prisma descompone la luz y a través de otrojuego de lentes enfoca el espectro en la lente L del observador, obteniendo unaimagen como se ve en la figura superior. Si se ilumina la escala E, su luz se reflejaráen el prisma y el observador podrá ver el espectro superpuesto a la escala defrecuencias. Si la luz proviene de un gas activado, por ejemplo con un arco eléctrico,seproducirá un espectro de líneas brillantes. Y si entre la fuente luminosa y la rendijaexistiera otra substancia, esta absorbería parte de la radiación, y se vería unespectro con líneas negras, donde falta la luz que absorbió esa substancia. Es elespectro de absorción. De modo que en esa época se descubrió que las líneas espectralescontenían el secreto se la estructura atómica. Cada elemento tenía su espectroespecífico, como una huella digital. Así nace la espectroscopía, que permite analizaraún sustancias formadas por muchos elementos. Era cuestión de tiempo descifrar por qué cada átomo, al ser activadomediante la electricidad, calor o reacciones químicas, daba un espectro específico,relacionado con la ubicación de las órbitas de sus electrones y de cómo secomportaban los mismos al pasar de su estado fundamental al estado activado. En el futuro Max Planck y Niels Bohr descifrarían este misterio dando lugara la mecánica cuántica. Sin embargo Kirchoff es mas conocido por las leyes decálculo de circuitos eléctricos complicados. 40
  • 41. Estas leyes permiten calcular la distribución de corrientes y tensiones enlas redes eléctricas con derivaciones y establecen lo siguiente: 1ª) La sumaalgebraica de las intensidades que concurren en un punto es igual a cero. 2ª)La suma algebraica de los productos parciales de intensidad por resistencia, enuna malla, es igual a la suma algebraica de las fuerzas electromotrices en ellaexistentes, cuando la intensidad de corriente es constante. Junto con losquímicos alemanes Robert Wilhelm Bunsen y Joseph von Fraunhofer, fue de losprimeros en desarrollar las bases teóricas y experimentales de la espectroscopia,desarrollando el espectroscopio moderno para el análisis químico. En 1860Kirchhoff y Bunsen descubrieron el cesio y el rubidio mediante la espectroscopia.Kirchhoff también estudio el espectro solar y realizó importantes investigacionessobre la transferencia de calor. VER INTERFERENCIAS OPTICAS En 1848 Lord Kelvin (William Thomson) establece elconcepto de cero absoluto, que es la temperatura a la cual todomovimiento molecular se detiene. En 1851 (1824-1907), realizómuchos trabajos de investigación física, por ejemplo, el análisisteórico sobre transmisión por cable, que hizo posible el desarrollodel cable transatlántico. En 1851 definió la Segunda Ley de laTermodinámica. En 1858 inventó el cable flexible. Kelvin destacópor sus importantes trabajos en el campo de la termodinámica y laelectrónica gracias a sus profundos conocimientos de análisis 41matemático.
  • 42. Es uno de los científicos que más hizo por llevar a la física a su formamoderna. Es especialmente famoso por haber desarrollado la escala de temperaturaKelvin. También descubrió en 1851 el llamado efecto Thomson, por el que logródemostrar que el efecto Seebeck y el efecto Peltier están relacionados. Así, unmaterial sometido a un gradiente térmico y recorrido por una intensidad intercambiacalor con el medio exterior. Recíprocamente, una corriente eléctrica es generada porel material sometido a un gradiente térmico y recorrido por un flujo de calor. La diferencia fundamental entre los efectos Seebeck y Peltier con respectoal efecto Thomson es que éste último existe para un solo material y no necesita laexistencia de una soldadura. Recibió el título de barón Kelvin en honor a los logrosalcanzados a lo largo de su carrera. El Kelvin es la unidad de medida detemperatura absoluta, 273,16 grados centígrados o Celsius bajo cero. Cerca de esatemperatura los metales se vuelven superconductores, y los imanes aumentan sucampo magnético. 1851 El físico alemán Heinrich Daniel Ruhmkorff o Rühmkorff (1803-1877)se dedicó principalmente a la construcción de aparatos e instrumentos eléctricos degran calidad y precisión. Ideó en 1851 la bobina de inducción o bobina deRuhmkorff, popular instrumento del siglo XIX. De invención anterior a la de lostransformadores de corriente alterna, es un verdadero transformador polimorfo yelevador en el que se obtiene, a partir de una corriente primaria continua y de poca 42
  • 43. fuerza electromotriz suministradapor una pila o batería, otra de altatensión y alterna. Roentgen mastarde aprovecharía las elevadasdiferencias de potencial producidaspara ser aplicadas sobre losextremos de un tubo de Crookescon el fin de provocar la emisión deunos rayos que, por su carácterdesconocido, fueron denominadosrayos X y que empezaron a ser Carrete de Ruhmkorffempleados para realizar fotografíasa través de los cuerpos opacos.Estas bobinas fueron lasprecursoras de las que se instalanen los automóviles para elevar latensión en la bujía de los motoresde gasolina para realizar elencendido de la mezcla decombustible. Son, de cierta manera,uno de los primerostransformadores, aunque no eran decorriente alterna, sino pulsátil. 43
  • 44. Al mismo tiempo, el físico alemán Heinrich Geissler, alrededor de 1850.crea unos tubos capaces de emitir luz de diferentes colores al aplicar una descargaeléctrica en su interior, en condiciones de baja presión y un ambiente de gases.Estos tubos son luego perfeccionados por Sir William Crookes, y ahora se conocencomo tubos de crookes. Sin embargo, corresponde destacar que antes del tubo deCrookes y de Geissler el matemático y físico Julius Plücker había inventado elprimer tubo de vacío, permitiendo así el descubrimiento del electrón. Después de élvino Johann Wilhelm Hittorf, y recién después Geissler y Crookes. VIDEO TUBO DE CROOKES 44 Sir William Crookes
  • 45. 9 DEFINIENDO LOS ELEMENTOS Aunque a mitad del siglo XIX aún no se sabía cómo era un átomo, ya setenía una acertada idea de la existencia de los electrones, o al menos unaprofunda relación entre la materia y la electricidad. Con estos elementos comenzó una carrera para definir el misteriosoorden de los pocos elementos conocidos. 1860 Stanislao Cannizzaro, usando las ideas de Avogadro en torno a lasmoléculas diatómicas, compila una tabla de pesos atómicos y la presenta en elCongreso de Karlsruhe de ese año, poniendo fin así a décadas de arreglosproblemáticos de pesos atómicos y fórmulas moleculares, además de preceder aldescubrimiento de Dmitri Mendeléyev de la tabla periódica. 1862 Alexandre-Emile Béguyer de Chancourtois publica la «hélicetelúrica», una versión primeriza en tres dimensiones de la tabla periódica. 1864 John Newlands propone la ley de las octavas, precursora de la leyperiódica. 1864 Julius Lothar Meyer desarrolla una versión primeriza de la tablaperiódica, la cual contiene 28 elementos organizados por su número de valencia,que ahora sabemos depende de la capa electrónica externa. Dalton predijo que los átomos de cada elemento son distintos, pero costómuchísimos años de duro trabajo e investigación, demostrar la gran diferenciaentre uno y otro, ya que la masa atómica era engañosa, y las propiedades van 45variando según su posición en la tabla.
  • 46. En 1869 Dmitri Mendeléiev publicó suprimer tabla periódica de los elementosconocidos. En esa época sólo se conocían 63elementos, pero él dejó una cantidad ecasilleros vacíos para ser completados en elfuturo, cuando se descubran los elementosfaltantes. Las predicciones de Mendeleiev secumplieron al pié de la letra, ya que en laactualidad, año 2011, se conocen 111elementos, que cumplen estrictamente con laspropiedades preasignadas, y la tabla cuánticapredice que existen hasta 120 elementos. PRIMERA TABLA DE MENDELEIEV DMITRI IVANIVICH MENDELEIEV 46
  • 47. 47TABLA PERIODICA ACTUAL BASADA EN PERIODOS
  • 48. 1 1,H 2,He 1s ORDEN 2 2s VER TABLA CUA CUANTICO 3,Li 4,Be 2 5,B 6,C 7,N 8,O 9,F 10,Ne 2p 3 11,Na 12Mg 3s 3 13,Al 14,Si 15,P 16,S 17,Cl 18,Ar 3p 4 19,K 20,Ca 4s 3 21,Sc 22,Ti 23,V 24,Cr 25,Mn 26,Fe 27,Co 28.Ni 29,Cu 30,Zn 3d 4 31,Ga 32,Ge 33,As 34,Se 35,Br 36,Kr 4p 5 37,Rb 38,Sr 5s 4 39,Y 40,Zr 41,Nb 42,Mo 43,Tc 44,Ru 45,Rh 46,Pd 47,Ag 48,Cd 4d 5 49,In 50,Sn 51,Sb 52,Te 53,I 54,Xe 5p 6 55,Cs 56,Ba 6s4 57,La 58,Ce 59,Pd 60,Nd 61,Pm 62,Sm 63,Eu 64,Gd 65,Tb 66,Dy 67,Ho 68,Eb 69,Tm 70,Yb 4f5 71,Lu 72,Hf 73,Ta 74,W 75,Re 76,Os 77,Ir 78,Pt 79,Au 80,Hg 5d6 81,Tl 82,Pb 83,Bi 84,Po 85,At 86,Rn 6p7 87,Fr 88,Ra 7s5 89,Ac 90,Th 91,Pa 92,U 93,Np 94,Pu 95,Am 96,Cm 97,Bk 98,Cf 99,Ei 100,Fm101,Md102,No 5f6 103,Lw104,Rf 105 106 107 108 109 110 111 112 6d7 113 114 115 116 117 118 7p 488 119 120 8s
  • 49. 1870 El científico belga Zénobe-Théophile Gramme (1826-1901) construyóla primera máquina de corriente continua denominada dinamo que fue un punto departida de la nueva industria eléctrica. Una dinamo es una máquina destinada a latransformación de energía mecánica en eléctrica mediante el fenómeno de lainducción electromagnética. La corriente generada es producida cuando el campo magnético creadopor un imán o un electroimán fijo (inductor) atraviesa una bobina rotatoria (inducido)colocada en su seno. La corriente inducida en esta bobina giratoria, en principioalterna es transformada en continua mediante la acción de un conmutador giratorio,solidario con el inducido, denominado colector, constituido por unos electrodosdenominados delgas. De aquí es conducida al exterior mediante otros contactos fijos llamadosescobillas que hacen contacto por frotamiento con las delgas del colector. Ladinamo fue el primer generador eléctrico apto para uso industrial. Zénobe Gramme perfeccionó los inventos de dinamos que existían yreinventó el diseño al proyectar los primeros generadores comerciales a granescala, que operaban en París en torno a 1870. Su diseño se conoce como ladinamo de Gramme. En esta SIMULACION GENERADOR, podemos ver tanto un dínamo decorriente continua con conmutador, como un alternador de corriente alterna aldesactivar el conmutador. 49
  • 50. El físico y matemático escocés James Clerk Maxwell (1831-1879) esconocido principalmente por haber desarrollado un conjunto de ecuaciones queexpresan las leyes fundamentales de la electricidad y el magnetismo así como por laestadística de Maxwell-Boltzmann en la teoría cinética de gases. También se dedicóa la investigación de la visión de los colores y los principios de la termodinámica.Formuló teóricamente que los anillos de Saturno estaban formados por materiadisgregada. Maxwell amplió las investigaciones que Michael Faraday había realizadosobre los campos electromagnéticos, formulando la relación matemática entre loscampos eléctricos y magnéticos.por medio de cuatro ecua-ciones diferenciales (llamadashoy "las ecuaciones deMaxwell") que relacionan elcampo eléctrico y el magnéticopara una distribución espacialde cargas y corrientes. 50 VIDEO GRAVEDAD ELECTRICIDAD MAGNETISMO
  • 51. También demostró que la naturaleza de los fenómenos luminosos yelectromagnéticos era la misma y que ambos se propagan a la velocidad de la luz. Su obra más importante es el Treatise on Electricity and Magnetism(Tratado de electricidad y magnetismo, 1873), en el que publicó sus famosasecuaciones. También escribió: Matter and motion (Materia y movimiento, 1876) y Theoryof Heat (Teoría del calor, 1877). La teoría de Maxwell obtuvo su comprobacióndefinitiva cuando Heinrich Rudolf Hertz obtuvo en 1888 las ondas electromagnéticasde radio. Sus investigaciones posibilitaron la invención del telégrafo sin cables y laradio. La unidad de flujo magnético en el sistema cegesimal, el maxwell, recibe estenombre en su honor. También formuló las cuatros ecuaciones que sirven de fundamento de lateoría Electromagnética. Dedujo que la Luz es una onda electromagnética, y que laenergía se transmite por ondas electromagnéticas a la velocidad de la Luz.Maxwell es la unidad del flujo Magnético. LA FAMOSA FORMULA DE MAXWELL 51
  • 52. Mientras tanto, seguía la acumulación de conocimientos sobre las leyes yefectos físicos y químicos que pronto ayudarían a develar la estructura del átomo. 1883 Svante Arrhenius desarrolla la teoría de los iones para explicar laconductividad en los electrolitos. Ahora sabemos que el núcleo atómico es positivo, y los electronesnegativos. Por lo tanto un ión positivo es un átomo al que le falta un electrón, y resultaatraído por el cátodo, por ello se denomina catión. Y un ión negativo es un electrón, y resulta atraído por el ánodo, por eso sellama anión. 1885 Eugene Goldstein nombra a los rayos catódicos, que más tarde otrosdescubren que se componen de electrones, y a los rayos anódicos, que igualmenteluego descubren que se componen de iones positivos de hidrógeno que se handespojado de sus electrones en un tubo de rayos catódicos. Posteriormente, estosúltimos serían denominados protones. ANODO CATODO POSITIVO NEGATIVO 52
  • 53. Una vez conocida la tabla periódica a mitad del siglo XIX, y teniendo encuenta el descubrimiento de la polaridad en las cargas eléctricas, fue posible, aprincipios del siglo XX, proponer otro modelo. Sir John Joseph Thomson, se maravilló con un reciente invento de 1875, eltubo de Crookes. Sir William Crookes había inventado un tubo de vidrio con un electrodo encada punta que recibía 10.000 a 20.000 volts. El tubo estaba a un vacío casiabsoluto, una diezmilésima de presión atmosférica, y los gases contenidos no siempreeran aire; se hicieron pruebas con distintos gases. Los electrones viajaban del cátodoal ánodo a la mitad de la velocidad de la luz, creando una fluorescencia llamadaluminiscencia anódica, que rodeaba al ánodo y al vidrio cercano. Con el tiempo se hicieron miles de experimentos con distintos modelos deltubo de Crookes, ya sea curvos, con campos magnéticos, con objetos adentro queproyectaban una sombra en el extremo anódico, y lo mas importante, uno con unmolinillo de metal en el medio del tubo, de modo que cuando los electrones pasabanhacia el ánodo, lo golpeaban haciéndolo girar y demostrando que los electrones secomportan como partículas. Hoy en día el electrón se define como una partículasubatómica, pero no todos los científicos están de acuerdo. Este experimento era muy importante para Thomson, porque ya expresabaque el átomo es una dualidad en cuanto a sus cargas, iguales y opuestas. Además Thomson, fue nombrado descubridor de los electrones, y por lotanto se deducía la existencia de un núcleo positivo. También adaptó el primer tubo derayos catódicos a partir del tubo de Crookes, predecesor del tubo de rayos X. 53
  • 54. El fabricante y físico de telescopios Joseph von Fraunhofer (1787-1826)descubrió una seria de líneas oscuras (un espectro de emisión) presente en elespectro solar continuo. Estas líneas de Fraunhofer establecieron la presencia deelementos químicos individuales en el Sol. El trabajo de Fraunhofer estimuló un gran interés en la espectroscopia y diolugar al desarrollo de mejores técnicas e instrumentos. Al final del siglo XIX, laespectroscopia había llegado a ser un campo de la física perfectamentedesarrollado. Se habían medido con todo cuidado los espectros de la mayoría de loselementos y se contaba con tablas detalladas de longitudes de onda. Pero aun asíno se comprendían las razones de la existencia de las líneas espectrales. En 1885, un maestro de escuela suizo, Johann Jacob Balmer, descubrióuna sencilla fórmula matemática que relacionaba las longitudes de onda de laslíneas prominentes en el espectro visible y en el cercano al ultravioleta del gashidrógeno. (El hidrógeno tiene uno de los espectros atómicos más simples.) Lafórmula de Balmer para la longitud de onda λ de las líneas de hidrógeno es 54
  • 55. donde B=364.56 nm, n=2 y m es un entero que toma los valores: 3, 4, 5, 6, ... Las líneas correspondientes que se observan en el espectro visible delhidrógeno se denominan Series de Balmer. Con esta fórmula, Balmer calculó las longitudes de onda de las nuevelíneas (cuatro visibles y cinco ultravioletas) que entonces se sabía existían en elespectro de hidrógeno. La fórmula de Balmer era estrictamente empírica. Esto significa que no sehabía deducido de ningún modelo o teoría del comportamiento físico; más bien,Balmer ofreció su fórmula sólo como una relación matemática que era consistentecon las observaciones. En apariencia no había razón de por qué debía funcionar. Apesar de eso, proporcionó un cálculo sorprendentemente preciso de las longitudesde onda en el espectro de hidrógeno. Incluso en el peor de los casos, el cualocurriría para n=11, las longitudes de onda calculadas por Balmer estaban dentrode 0,1% del valor medido. Al dar a conocer su fórmula, Balmer sugirió que quizá fuera un casoespecial de alguna fórmula más general que se aplicara a otras series de líneas enotros elementos. El espectroscopista sueco Johannes Robert Rydberg inicióentonces la búsqueda de una fórmula con dichas características. En 1889, a partirde la gran cantidad de datos disponibles, Rydberg encontró varias series espectrales que encajaban en una fórmulaempírica que él demostró era equivalente a la fórmula de Balmer, pertenecientes alas distintas longitudes de onda en que el cambio de órbita de un electrón produce 55un fotón.
  • 56. 1886 El físico alemán Heinrich Rudolf Hertz (1857-1894)demostró la existencia de las ondas electromagnéticas predichaspor las ecuaciones de Maxwell. Fue el primer investigador que creódispositivos que emitían ondas radioeléctricas y tambiéndispositivos que permitía detectarlas. Hizo numerososexperimentos sobre su modo y velocidad de propagación (hoyconocida como velocidad de la luz), en los que se fundamentan laradio y la telegrafía sin hilos, que él mismo descubrió. En 1887descubrió el efecto fotoeléctrico. La unidad de medida de lafrecuencia fue llamada Hertz (símbolo Hz) en su honor,castellanizada como Hercio. Nikola Tesla (1857-1943) Serbio-Americano inventor e investigador quiendesarrolló la teoría de campos rotantes, base de los generadores y motorespolifásicos de corriente alterna. A Tesla se le puede considerar, sin ninguna duda, como padre del sistemaeléctrico que hoy en día disfrutamos. Tesla es la unidad de medida de la densidad deflujo magnético. SIMULACION CIRCUITO ELECTROMAGNETICO OSCILATORIO El ingeniero e inventor de origen croata Nikola Tesla (1856-1943) emigró en1884 a los Estados Unidos. Es reconocido como uno de los investigadores másdestacados en el campo de la energía eléctrica. El Gobierno de Estados Unidos loconsideró una amenaza por sus opiniones pacifistas y sufrió el maltrato de otrosinvestigadores mejor reconocidos como Marconi o Edison. 56
  • 57. Desarrolló la teoría de campos rotantes, base de los generadores y motorespolifásicos de corriente alterna. En 1887 logra construir el motor de inducción decorriente alterna y trabaja en los laboratorios Westinghouse, donde concibe elsistema polifásico para transmitir la electricidad a largas distancias. En 1893consigue transmitir energía electromagnética sin cables, construyendo el primerradiotransmisor (adelantándose a Guglielmo Marconi). Ese mismo año en Chicagohizo una exhibición pública de la corriente alterna, demostrando su superioridadsobre la corriente continua de Edison. Los derechos de estos inventos le fueroncomprados por George Westinghouse, que mostró el sistema de generación ytransmisión por primera vez en la Worlds Columbian Exposition de Chicago de 1893. Dos años más tarde losgeneradores de corriente alternade Tesla se instalaron en lacentral experimental de energíaeléctrica de las cataratas delNiágara. Entre los muchosinventos de Tesla se encuentranlos circuitos resonantes, losgeneradores de alta frecuencia yla llamada bobina de Tesla. VIDEO CORRIENTE ALTERNA 57
  • 58. 10 DESCUBRIMIENTO DE LA RADIACION Alrededor de 1895, comienza una época muy especial, ya que por un ladose descubren los minerales radioactivos, por otro lado los rayos X y por otro se vaformando una idea del modelo atómico real en base a los conocimientos adquiridoscon grandes esfuerzos en electricidad, ondas de radio, óptica, química, y todo tipode fenómenos físicos. 58WILHELM CONRAD RÖNTGEN VIDEO LOS RAYOS X
  • 59. 1895 El físico alemán Wilhelm Conrad Röntgen (1845-1923). Utilizando untubo de Crookes, fue quien produjo la primera radiación electromagnética en laslongitudes de onda correspondientes a los actualmente llamados Rayos X. Gracias asu descubrimiento fue galardonado con el primer Premio Nobel de Física en 1901. El premio se concedió oficialmente: "en reconocimiento de losextraordinarios servicios que ha brindado para el descubrimiento de los notablesrayos que llevan su nombre." Sin embargo, Röntgen no quiso que los rayos llevaransu nombre aunque en Alemania el procedimiento de la radiografía se llama "röntgen"debido al hecho de que los verbos alemanes tienen la desinencia "en". Los rayos Xse comienzan a aplicar en todos los campos de la medicina entre ellos el urológico. Posteriormente otros investigadores utilizaron la radiología para eldiagnóstico de la enfermedad litiásica. Es uno de los puntos culminantes de lamedicina de finales del siglo XIX, sobre el cual se basaron numerosos diagnósticosde entidades nosológicas, hasta ese momento difíciles de diagnosticar, y siguierondándose desarrollos posteriores en el siglo XX y hasta nuestros días .En su honorrecibe su nombre la unidad de medida de la exposición a la radiación, establecida en1928: Roentgen (unidad). Gracias a los rayos X, tanto María Curie como Henry Becquerel, recibieronla pista necesaria para descubrir la radioactividad natural en el radio, torio, polonio yuranio. Así se supo que algunas formas de radiación tienen que ver con laspropiedades del núcleo atómico, y otras, con los electrones. 59
  • 60. 1893 Wilhelm Weber logró combinar la formulación de Maxwell con lasleyes de la termodinámica para tratar de explicar la emisividad del llamado cuerponegro, un modelo de estudio de la radiación electromagnética que tendráimportantes aplicaciones en astronomía y cosmología. 1894–1898 William Ramsay descubre los gases nobles, que llenan un granvacío inesperado en la tabla periódica y conducen a la creación de los modelosbasados en enlaces químicos. Por fin, y en base a los conocimientosacumulados durante siglos, se vislumbra un primer modeloatómico. En 1897 Joseph John Thomson descubre elelectrón al usar el tubo de rayos catódicos, definiendo asíque el átomo está formado por un núcleo y una cantidadde electrones. Si bien su modelo, (llamado pudín de fresas) noes correcto, al menos queda definido que el átomo no esun objeto unitario, un simple ladrillo, sino que tiene unapolaridad positiva para el núcleo y negativa para loselectrones. El físico inglés Joseph John Thomson(1856-1940) descubrió que los rayos catódicos podíandesviarse aplicando un campo magnético perpendicular asu dirección de propagación y calculó las leyes de dichadesviación. 60
  • 61. Demostró que estos rayos estaban constituidos por partículas atómicas decarga negativa que llamó corpúsculos y hoy en día conocemos como electrones. Demostró que la nueva partícula que había descubierto eraaproximadamente mil veces más ligera que el hidrógeno. Esta fue la primera identificación de partículas subatómicas, con lasgrandes consecuencias que esto tuvo en el consiguiente desarrollo de la ciencia yde la técnica. Recordemos que la palabra átomo, proveniente del griego, significa“indivisible”. Desde ahora el átomo ya no era una unidad, y es más, con la radiaciónse dividía en partículas subatómicas. Posteriormente, midiendo la desviación encampos magnéticos, obtuvo la relación entre la carga y la masa del electrón. También examinó los rayos positivos y, en 1912, descubrió la manera deutilizarlos para separar átomos de diferente masa. El objetivo se consiguiódesviando los rayos positivos con campos electromagnéticos (espectrometría demasa). Así descubrió que el neón tiene dos isótopos (el neón-20 y el neón-22). Todos estos trabajos sirvieron a Thomson para proponer una estructuradel átomo, que más tarde se demostró incorrecta, ya que suponía que las partículaspositivas estaban mezcladas homogéneamente con las negativas. Thomson también estudió y experimentó sobre las propiedades eléctricasde los gases y la conducción eléctrica a través de los mismos, y fue justamente poresa investigación que recibió el Premio Nobel de Física en 1906. 61
  • 62. 1896 Michael Idvorsky Pupin: la bobina de Pupin (1894) y las imágenes derayos X. El físico y electrotécnico serbio Michael Idvorsky Pupin (1854-1935)desarrolló en 1896 un procedimiento para obtener la fotografía rápida de una imagenobtenida mediante rayos X, que solamente requería una exposición de una fracciónde segundo en lugar de una hora o más que se empleaba anteriormente.Entre sus numerosos inventos destaca la pantalla fluorescente que facilitaba laexploración y registro de las imágenes radiológicas obtenidas con los rayos X.También desarrolló en 1894 un sistema para aumentar en gran medida el alcancede las comunicaciones telefónicas a través de líneas de hilo de cobre, mediante lainserción a intervalos regulares a lo largo de la línea de transmisión de unasdenominadas bobinas de carga. Ese mismo año, HenryBecquerel comienza a experi-mentar con sales de uranio ydescubre una extraña emisión deenergía, a la que María Curie,llamaría radioactividad.VIDEO HENRY BECQUEREL MARIA CURIE 62
  • 63. Antoine Henri Becquerel (Nació en París, el 15 de diciembre de 1852 - y murió en Le Croisic, el 25 de agosto de 1908, con 55 años.) Fue un físico francés descubridor de la radiactividad y ganando con el Premio Nobel de Física del año 1903. Hijo de Alexandre-Edmond Becquerel (que estudió la luz y la fosforescencia e inventó la fosforoscopia) y nieto de Antoine César Becquerel, uno de los fundadores de la electroquímica. En su primera actividad en el campo de la experimentación científicainvestigó fenómenos relacionados con la rotación de la luz polarizada, causada porel campo magnético. Posteriormente se dedicó a examinar el espectro resultante dela estimulación de cristales fosforescentes con luz infrarroja. En el año 1896descubrió accidentalmente una nueva propiedad de la materia que posteriormentese denominó radioactividad. Este fenómeno se produjo durante su investigación sobre la fosforescencia.Al colocar sales de uranio sobre una placa fotográfica en una zona oscura,comprobó que dicha placa se ennegrecía. Las sales de uranio emitían una radiacióncapaz de atravesar papeles negros y otras sustancias opacas a la luz ordinaria.Estos rayos se denominaron en un principio rayos Becquerel en honor a sudescubridor.También este personaje gracias a sus valiosas investigaciones y descubrimientos 63hizo aportes al modelo atómico.
  • 64. Tras el descubrimiento, a finales de 1895, de los Rayos X por WilhelmRöntgen, Becquerel observó que éstos, al impactar con un haz de rayos catódicosen un tubo de vidrio en el que se ha hecho el vacío, se tornaban fluorescentes. A raíz de esta observación, se propuso averiguar si existía una relaciónfundamental entre los rayos X y la radiación visible, de tal modo que todos losmateriales susceptibles de emitir luz, estimulados por cualquier medio, emitan, asímismo, rayos X. Para comprobar esta hipótesis, colocó cristales sobre una placa fotográficaenvuelta en papel opaco, de tal forma que sólo la radiación invisible, correspondientea los rayos X, pudiera revelar la emulsión contenida en la placa; previamente excitólos cristales mediante exposición a la luz solar. Al cabo de unas horas comprobó quela placa revelaba la silueta perfilada por los cristales. Además realizó investigaciones sobre la fosforescencia, espectroscopia y laabsorción de la luz. Maria Salomea Skłodowska-Curie, (conocida también como Marie Curie) (7de noviembre de 1867 - 4 de julio de 1934) fue una química y física polaca,posteriormente nacionalizada francesa. Pionera en el campo de la radioactividad, fue la primera persona en recibirdos premios Nobel y la primera mujer en ser profesora en la Universidad de París. Nació en Varsovia (Zarato de Polonia, Imperio ruso), donde vivió hasta los24 años. En 1891 se trasladó a París para continuar sus estudios. Fundó el InstitutoCurie en París y en Varsovia. 64
  • 65. Estuvo casada con el físico Pierre Curie y fue madre de Ève Curie y de IrèneJoliot-Curie (también galardonada con el Premio Nobel, junto a su marido FrédéricJoliot-Curie). Marie y Pierre estudiaron las hojas radiactivas, en particular el uranio enforma de pechblenda, que tenía la curiosa propiedad de ser más radiactiva que eluranio que se extraía de ella. La explicación lógica fue suponer que la pechblendacontenía trozos de algún elemento mucho más radiactivo que el uranio. También descubren que el torio podía producir radioactividad. Tras variosaños de trabajo constante, a través de la concentración de varias clases depechblenda, aislaron dos nuevos elementos químicos. El primero, en 1898, fuenombrado como polonio en referencia a su país nativo. VIDEO MARIA Y PIERRE CURIE 65
  • 66. Polonia había sido particionado en el s. XVIII entre Rusia, Prusia y Austria, yla esperanza de Skłodowska-Curie fue nombrar al elemento con su país nativo paraatraer la atención hacia su pérdida de independencia. El Polonio fue el primer elemento químico nombrado por razones políticas. yel otro, radio debido a su intensa radiactividad. Siempre trabajaron en estos años enun cobertizo y Pierre era el encargado de suministrar todos los medios y artilugiospara que Marie trabajara. Pierre tenía temporadas de gran fatiga que incluso leobligaba a reposar en cama, además de que los dos sufren quemaduras y llagasproducidas por sus peligrosos trabajos radiactivos. Durante la Primera Guerra Mundial Curie propuso el uso de la radiografíamóvil para el tratamiento de soldados heridos dirigiendo ella misma a veces algunacamioneta ambulancia con un equipo portátil a batería, fluoroscopio, materialfotográfico y de revelado. Sin embargo, allí se dieron cuenta de que la radiaciónafecta los huesos, la sangre y todos los tejidos en diversas medidas. De ese estudioderivaría la radioterapia y medicina nuclear. 1898 Wilhelm Wien demuestra que los rayos anódicos (flujo de ionespositivos) pueden ser desviados por campos magnéticos, y que la cantidad desviadaes proporcional a la relación carga/masa. Cuando en el tubo de descarga se colocaun cátodo perforado, se observa que opuesto a los rayos catódicos, existen unosrayos que lo atraviesan e inciden en la parte opuesta del ánodo . Este descubrimientoconduciría luego a la técnica analítica conocida como espectrometría de masas. 66
  • 67. El ingeniero y físico italiano Guglielmo Marconi(1874-1937), es conocido, principalmente, como el inventor delprimer sistema práctico de señales telegráficas sin hilos, que dioorigen a la radio actual. En 1899 logró establecer comunicacióntelegráfica sin hilos a través del canal de la Mancha entreInglaterra y Francia, y en 1903 a través del océano Atlánticoentre Cornualles, y Saint Johns en Terranova, Canadá.En 1903 estableció en los Estados Unidos la estación WCC, encuya inauguración cruzaron mensajes de salutación el presidenteTheodore Roosevelt y el rey Eduardo VIII de Inglaterra. En 1904llegó a un acuerdo con el Servicio de Correos británico para latransmisión comercial de mensajes por radio. Las marinas GUGLIELMOitaliana y británica pronto adoptaron su sistema y hacia 1907 MARCONIhabía alcanzado tal perfeccionamiento que se estableció unservicio transatlántico de telegrafía sin hilos para uso público.Para la telegrafía fue un gran impulso el poder usar el código SIMULACION ONDAMorse sin necesidad de cables conductores. Aunque se le atribuyó la invención de la radio, ésta fueposible gracias a una de las patentes de Nikola Tesla, tal y comofue reconocido por la alta corte de los Estados Unidos, seismeses después de la muerte de Tesla, hacia el año 1943.También inventó la antena Marconi. En 1909 Marconi recibió,junto con el físico alemán Karl Ferdinand Braun, el Premio Nóbel 67de Física por su trabajo.
  • 68. 11 EL SIGLO XX A principios del siglo XX se produjo un cambio de paradigma. Hagamos unpequeño resumen del ambiente científico. El efecto fotoeléctrico ya había sido descubierto y descrito por HeinrichHertz en 1887. No obstante, carecía de explicación teórica y parecía serincompatible con las concepciones de la física clásica. Esa explicación teórica solofue posible con la obra de Albert Einstein (entre los famosos artículos de 1905)quien basó su formulación de la fotoelectricidad en una extensión del trabajo sobrelos cuantos de Max Planck.1900 Ernest Rutherforddescubre que el origen de laradiactividad se debe a ladesintegración de losátomos; asimismo, introducetérminos para varios tiposde radiación. SIMULACION CONSTRUIR UN ATOMO VIDEO ATOMO 68
  • 69. Ernest Rutherford, barón Rutherford de Nelson,, conocido también comoLord Rutherford (Brightwater, Nueva Zelanda, 30 de agosto de 1871 – Cambridge,Reino Unido, 19 de octubre de 1937), fue un físico y químico neozelandés. Se dedicó al estudio de las partículas radioactivas y logró clasificarlas enalfa, beta y gamma. Halló que la radiactividad iba acompañada por unadesintegración de los elementos, lo que le valió ganar el Premio Nobel de Químicaen 1908. Se le debe un modelo atómico, con el que probó la existencia del núcleoatómico, en el que se reúne toda la carga positiva y casi toda la masa del átomo.Consiguió la primera transmutación artificial, como decían los alquimistas conla colaboración de su discípulo Frederick Soddy. Durante la primera parte de su vidase consagró por completo a sus investigaciones, pasó la segunda mitad dedicado ala docencia y dirigiendo los Laboratorios Cavendish de Cambridge, en dondeChadwik descubrió el neutrón. Fue maestro de Niels Bohr y Robert Oppenheimer.SIMULACION RUTHERFORD SCATTERINGSIMULACION ALPHA DECAYSIMULACION BETA DECAY MODELO DE RUTHERFORD 69
  • 70. Muchos científicos se dedicaron a estudiar la radiactividad. Al cabo devarios estudios descubrieron que estaba compuesta principalmente por núcleos dehelio, a las que llamaron partículas alfa; electrones, a las que llamaron partículasbeta; y ondas de energía pura a las que llamaron rayos gamma. Al principio hubo que medir la radioactividad con antiguos electroscopios,pero pronto aparecieron los inventores. El primer dispositivo llamado "contadorGeiger", que sólo detectaba partículas alfa, fue inventado por el físico alemán HansGeiger y su colega neocelandés sir Ernest Rutherford en 1908. En 1928 el propio Geiger mejoró el dispositivo con la ayuda del entoncesestudiante Walther Müller, de forma que era capaz de detectar mayor número deradiaciones ionizantes. La versión actual del contador fue desarrollada por el físico Sidney H.Liebson en 1947. Este dispositivo tiene una duración mayor que los dispositivosoriginales de Geiger y precisa de un voltaje inferior. 70
  • 71. Max Karl Ernest Ludwig Planck (Kiel, Alemania,23 de abril de 1858 – Gotinga, Alemania, 4 de octubre de1947) fue un físico alemán considerado como elfundador de la teoría cuántica y galardonado con elPremio Nobel de Física en 1918. En 1889, descubrió una constante fundamental,la denominada Constante de Planck, usada para calcularla energía de un fotón. Planck establece que la energíase radia en unidades pequeñas denominadas cuantos.La ley de Planck relaciona que la energía de cadacuanto es igual a la frecuencia de la radiaciónmultiplicada por la Constante de Planck. Un año después descubrió la ley de radiacióndel calor, denominada Ley de Planck, que explica elespectro de emisión de un cuerpo negro. Esta ley seconvirtió en una de las bases de la teoría cuántica, que MAX PLANCKemergió unos años más tarde con la colaboración deAlbert Einstein y Niels Böhr. Definió en parte los cuatro números cuánticos SIMULADOR CUANTICposibles en cualquier átomo. A la derecha vemos unasimulación de los estados cuánticos del átomo dehidrógeno. 71
  • 72. Las transformaciones de Lorentz (1900) y el efecto Zeeman (1902)El físico holandés Hendrik Antoon Lorentz (1853-1928) realizó un gran número deinvestigaciones en los campos de la termodinámica, la radiación, el magnetismo, laelectricidad y la refracción de la luz, entre las que destaca el estudio de la expresiónde las ecuaciones de Maxwell en sistemas inerciales y sus consecuencias sobre lapropagación de las ondas electromagnéticas. Formuló, conjuntamente con George Francis FitzGerald, una explicacióndel experimento de Michelson y Morley sobre la constancia de la velocidad de la luz,atribuyéndola a la contracción de los cuerpos en la dirección de su movimiento. Esteefecto, conocido como contracción de Lorentz-FitzGerald, sería luego expresadocomo las transformaciones de Lorentz, las que dejan invariantes las ecuaciones deMaxwell, posterior base del desarrollo de la teoría de la relatividad. Nombró a Pieter Zeeman su asistente personal, estimulándolo a investigarel efecto de los campos magnéticos sobre las transiciones de spin, lo que lo llevó adescubrir lo que hoy en día se conoce con el nombre de efecto Zeeman, base de latomografía por resonancia magnética nuclear. Por este descubrimiento y suexplicación, Lorentz compartió en 1902 el Premio Nobel de Física con PieterZeeman. Las líneas espectrales son de 4 clases: Sharp, Principal, Difuse, Fine, locual se correlaciona con los niveles orbitales de los electrones S, P, D, F. (verTABLA CUANTICA). El efecto Zeeman es cuando algunas de estas líneasespectrales se ven un poquito mas gordas o dobles, triples o múltiples, porque lafuente luminosa proviene de un poderoso campo magnético. 72
  • 73. Albert Einstein: El efecto fotoeléctrico (1905)Al alemán nacionalizado norteamericano Albert Einstein(1879 – 1955) se le considera el científico más conocido eimportante del siglo XX. El resultado de sus investigacionessobre la electricidad llegó en 1905 (fecha trascendental quese conmemoró en el Año mundial de la física 2005), cuandoescribió cuatro artículos fundamentales sobre la física depequeña y gran escala. En ellos explicaba el movimientobrowniano, el efecto fotoeléctrico y desarrollaba larelatividad especial y la equivalencia entre masa y energía. El efecto fotoeléctrico consiste en la emisión deelectrones por un material cuando se le ilumina conradiación electromagnética (luz visible o ultravioleta, engeneral). Ya había sido descubierto y descrito por Heinrich SIMULACION EFECTOHertz en 1887, pero la explicación teórica no llegó hastaque Albert Einstein le aplicó una extensión del trabajo sobrelos cuantos de Max Planck. En el artículo dedicado a explicar el efectofotoeléctrico, Einstein exponía un punto de vista heurísticosobre la producción y transformación de luz, donde SIMULADOR CUANTICproponía la idea de quanto de radiación (ahora llamadosfotones) y mostraba cómo se podía utilizar este conceptopara explicar el efecto fotoeléctrico. 73
  • 74. Una explicación completa del efecto fotoeléctrico solamente pudo serelaborada cuando la teoría cuántica estuvo más avanzada. A Albert Einstein se leconcedió el Premio Nobel de Física en 1921 por ello, y no por la relatividad. El efecto fotoeléctrico es la base de la producción de energía eléctrica porradiación solar y de su aprovechamiento energético. Se aplica también para lafabricación de células utilizadas en los detectores de llama de las calderas de lasgrandes usinas termoeléctricas. También se utiliza en diodos fotosensibles talescomo los que se utilizan en las células fotovoltaicas y en electroscopios oelectrómetros. En la actualidad (2008) los materiales fotosensibles más utilizadosson, aparte de los derivados del cobre (ahora en menor uso), el silicio, que producecorrientes eléctricas. 1909 El físico estadounidense Robert Andrews Millikan (1868-1953) esconocido principalmente por haber medido la carga del electrón, ya descubierta porJ. J. Thomson. Estudió en un principio la radioactividad de los minerales de uranio yla descarga en los gases. Luego realizó investigaciones sobre radiacionesultravioletas. Mediante su experimento de la gota de aceite, también conocido comoexperimento de Millikan, determinó la carga del electrón: 1,602 × 10-19 coulomb. Lacarga del electrón es la unidad básica de cantidad de electricidad y se considera lacarga elemental porque todos los cuerpos cargados contienen un múltiplo entero dela misma. El electrón y el protón tienen la misma carga absoluta, pero de signosopuestos. 74
  • 75. Convencionalmente, la carga del protón se considera positiva y la delelectrón negativa. Entre sus otras aportaciones a la ciencia destacan su importanteinvestigación sobre los rayos cósmicos, como él los denominó, y sobre los rayos X,así como la determinación experimental de la constante de Planck, midiendo lafrecuencia de la luz y la energía de los electrones liberados en el efectofotoeléctrico. En 1923 fue galardonado con el Premio Nobel de Física por sustrabajos para determinar el valor de carga del electrón y el efecto fotoeléctrico. 1912 William Henry yWilliam Lawrence Bragg proponenla ley de Bragg y establecen elcampo de la cristalografía de rayosX, una herramienta importante paradilucidar la estructura cristalina desustancias. 1913 Niels Bohr introduceconceptos de la mecánica cuánticaa la estructura atómica,proponiendo lo que hoy en día seconoce como el modelo atómico deBohr, donde los electrones sóloexisten en orbitales estrictamente 75definidos. VIDEO PARTICULAS Y ONDAS
  • 76. VER SIMULACION ATOMO DE HIDROGENO SEGÚN BOHR Niels Henrik David Böhr (Copenhague, Dinamarca;7 de octubre de 1885 – ibídem; 18 de noviembre de 1962) fueun físico danés que realizó propuso un nuevo modelo atómicobasado en la mecánica cuántica. Basándose en las teorías deRutherford, publicó su modelo atómico en 1913, introduciendola teoría de las órbitas cuantificadas, que en la teoría mecánicacuántica consiste en las características que, en torno al núcleoatómico, el número de electrones en cada órbita aumentadesde el interior hacia el exterior. Conferencia Solvay de 1927. Niels Bohr se encuentra situado en la segunda fila, el primero por la derecha. Entre los participantes destacan Auguste Piccard, Albert Einstein, Marie Curie, Erwin Schrödinger, Wolfgang Pauli, Werner Heisenberg, Paul Dirac, Louis de Broglie y Max Planck. 76
  • 77. 1913 Henry Moseley, en base a una idea previa de Van den Broek,introduce el concepto de número atómico para corregir las deficiencias de la tablaperiódica de Mendeléyev, que se halla basada en el peso atómico. 1913 Frederick Soddy propone el concepto de isótopos para designar atodos esos elementos que tienen las mismas propiedades químicas, pero quedifieren en sus pesos atómicos. El físico holandés Heike Kamerlingh Onnes (1853-1926) se dedicóprincipalmente al estudio de la física a bajas temperaturas, realizando importantesdescubrimientos en el campo de la superconductividad eléctrica, fenómeno quesucede cuando algunos materiales están a temperaturas cercanas al cero absoluto. Ya en el siglo XIX se llevaron a cabo diversos experimentos para medir laresistencia eléctrica a bajas temperaturas, siendo James Dewar el primer pionero eneste campo. Sin embargo, la superconductividad como tal no se descubriría hasta1911, año en que Onnes observó que la resistencia eléctrica del mercuriodesaparecía bruscamente al enfriarse a 4K (-269 °C), cuando lo que se esperabaera que disminuyera gradualmente. En 1913 fue galardonado con el Premio Nobel de Física por, en palabrasdel comité, "sus investigaciones en las características de la materia a bajastemperaturas que permitieron la producción del helio líquido". Actualmente la superconductividad se usa rutinariamente en los poderososmagnetos de la resonancia magnética. 77
  • 78. En 1916, Sommerfeld perfeccionó elmodelo atómico de Bohr intentando paliar los dosprincipales defectos de éste. Para eso introdujo dosmodificaciones básicas: Órbitas casi-elípticas paralos electrones y velocidades relativistas. En elmodelo de Bohr los electrones sólo giraban enórbitas circulares. La excentricidad de la órbita diolugar a un nuevo número cuántico: el númerocuántico azimutal, que determina la forma de los MODELO ATOMICO DEorbitales, se lo representa con la letra l y toma SOMMERFELDvalores que van desde 0 hasta n-1. ESTRUCTURA DE LOS ORBITALES SEGÚN EL NUMERO CUANTICO CORRESPONDIENTE 78
  • 79. Alrededor de 1916, William Coolidge examina cuidadosamente el tubo deCrookes con el que se emiten rayos x y se dispone a perfeccionarlo. Al poco tiempocrea un tubo más eficiente que dispone de un circuito de bajo voltaje, que sirve paracalentar el filamento, y un circuito de alto voltaje que llega hasta un ánodo dewolframio o tungsteno. El filamento crea una nube negativa de electrones, y cuando se aplica altovoltaje al ánodo, éstos son atraídos a gran velocidad por el mismo. Cuando loselectrones chocan violentamente con el ánodo, se producen los rayos x. William Coolidge Esquema del tubo de Coolidge VER TRANSFORMADOR VER TUBO DE RAYOS 79
  • 80. 1916 Gilbert N. Lewis publica «The Atom and the Molecule», consideradocomo el fundamento de la teoría del enlace de valencia. 1921 Otto Stern y Walther Gerlach establecen el concepto del espínrelativo a las partículas subatómicas. 1924 Louis de Broglie introduce el modelo de onda de estructura atómica,con base en las ideas de dualidad onda corpúsculo. 1925 Wolfgang Pauli desarrolla el principio de exclusión, que estableceque no hay dos electrones en torno a un solo núcleo que puedan tener el mismoestado cuántico, considerando para ello a cuatro números cuánticos. Existen 4 números cuánticos quedefinen la posición de los electrones en susórbitas alrededor del núcleo atómico.Se denominan con las letras minúsculasn = numero cuántico principall = numero cuántico secundario o azimutalm = numero cuántico magnéticos = numero cuántico de espin 80
  • 81. Erwin Schrödinger Werner Heisenberg 1926 Erwin Schrödinger propone la ecuación de Schrödinger, queproporciona una base matemática para el modelo de onda de la estructuraatómica. 1927 Werner Heisenberg desarrolla el principio de incertidumbre que,entre otras cosas, explica la mecánica del movimiento de los electrones alrededordel núcleo. 1931 Harold Urey descubre el deuterio por medio de destilaciónfraccionada de hidrógeno líquido. 1932 James Chadwick descubre el neutrón. 81
  • 82. Después de Schrodinger todo cambió, incluso elmodelo atómico definido por Bohr y Sommerfeld. Ya sepensaba en el átomo como un núcleo, respondable de laradioactividad y una nebulosa de electrones responsable de laelectricidad, la radiación y las interacciones físicas y químicas. La radiación tuvo su aspecto negativo, relacionadocon las armas nucleares, pero también su lado positivo: laMedicina Nuclear. ATOMO CUANTICO VER ENLACE RADIOTERAPIA VER ENLACE MEDICINA NUCLEAR VER ENLACE EFECTOS Y SEGURIDAD VIDEO ENERGIA NUCLEAR CoNEA CANAL ENCUENTRO 82
  • 83. 12 LA SEGUNDA GUERRA MUNDIAL Cuando llegó la segunda guerra, muchos científicos fueron reclutados parainvestigar y desarrollar no sólo armas, sino todo tipo de contrainteligencia y cualquierley o efecto científico que pudiera dar alguna ventaja sobre otros países. Robert Watson-Watt: El radar (1935) El radar (acrónimo de radio detectionand ranging, detección y medición de distancias por radio) fue creado en 1935 ydesarrollado principalmente en Inglaterra durante la Segunda Guerra Mundial. Su mayor impulsor fue el físico Robert Watson-Watt (1892-1973), director delLaboratorio de Investigación de Radio. Ya en 1932, la Oficina Postal Británica publicóun informe en el que sus científicos documentaron fenómenos naturales queafectaban la intensidad de la señal electromagnética recibida: tormentas eléctricas,vientos, lluvia y el paso de un aeroplano en la vecindad del laboratorio. Arnold Wilkins(1907-1985), físico ayudante de Watson-Watts, conoció este informe de maneraaccidental, conversando con la gente de la Oficina Postal, que se quejaba por lainterferencia. Cuando Wilkins sugirió la posibilidad de utilizar el fenómeno de interferenciade ondas de radio para detectar aviones enemigos, Watson-Watt lo comisionóinmediatamente para trabajar en el cálculo de los aspectos cuantitativos. El radar dio a la aviación británica una notable ventaja táctica sobre laalemana durante la Batalla de Inglaterra, cuando aún era denominado RDF (RadioDirection Finding). En la actualidad es una de las principales ayudas a la navegación 83con que cuenta el control de tráfico aéreo de todo tipo, militar y civil.
  • 84. 1937 Carlo Perrier y Emilio Segrè realizan la primera síntesis confirmada detecnecio-97, el primer elemento producido artificialmente, llenando con ello un espaciovacío en la tabla periódica. Aunque esto resultó controvertido ese año, previamentedicho elemento pudo haber sido sintetizado en 1925 por Walter Noddack y otros. 1938 Otto Hahn descubre el proceso de fisión nuclear en el uranio y el torio. 1940 Edwin Mattison McMillan y Philip H. Abelson identifican el neptunio, elprimer elemento transuránico sintetizado además de ser el más ligero, presente en losproductos de la fisión de uranio. Poco después, McMillan se topó con un laboratorioen la Universidad de California en Berkeley que se involucraría luego en eldescubrimiento de muchos nuevos elementos e isótopos. 1941 Glenn Theodore Seaborg se hace cargo del trabajo de McMillanconsistente en crear nuevos núcleos atómicos. Así, se convierte en uno de lospioneros de la captura de neutrones y, más tarde, de otras reacciones nucleares.Además, se convertiría en uno de los descubridores de nueve elementos químicosnuevos, y docenas de nuevos isótopos de elementos existentes. 1945 Jacob A. Marinsky, Lawrence E. Glendenin y Charles D. Coryellrealizan la primera síntesis confirmada de prometio, llenando de esta forma el últimoespacio vacío en la tabla periódica. 1945–1946 Felix Bloqch y Edward Mills Purcell desarrollan el proceso deresonancia magnética nuclear (RMN), una técnica analítica importante en ladilucidación de estructuras de moléculas, especialmente en química orgánica. Sinembargo recién con la llegada de la computación, alrededor de los años 80, pudo seraplicada a la medicina como la conocemos. 84
  • 85. 1951 Pauling utiliza la cristalografía de rayos X para deducir la estructura secundaria de las proteínas. 1952 Alan Walsh inicia el campo de la espectroscopia de absorción atómica, un método notable de espectroscopia cuantitativa que permite medir las concentraciones específicas de un material en una mezcla. 1953 James Dewey Watson y Francis Crick proponen la estructura del ácido desoxirribonucleico (ADN), con lo que se funda el campo de la biología molecular. FOTOGRAFIA 51 DEL ADNPOR DIFRACCION DE RAYOS 85 X, DE ROSALIND FRANKLIN VIDEO DEL ATOMO AL QUARK
  • 86. Sin embargo fue la radióloga RosalindFranklin (fue una biofísica y cristalógrafa inglesaautora de importantes contribuciones a lacomprensión de las estructuras del ADN, los virus, elcarbón y el grafito) quien realizó la famosa fotografíadel espectro de interferencia de la doble hélice quedió lugar al descubrimiento del adn. Se entabló unjuicio por el mérito del descubrimiento contra Watsony Crick, pero Rosaline Falleció en 1958, a los 38años, a causa de bronconeumonía, carcinomatosissecundaria y cáncer de ovario, minutos antes de quesu último informe fuera leído en la Faraday Society. El 2 de diciembre de 1942, como parte delproyecto Manhattan dirigido por J. Robert Oppenheimer,se construyó el Chicago Pile-1 (CP-1), primer reactornuclear hecho por el hombre (existió un reactor naturalen Oklo). El Departamento de Defensa de los EstadosUnidos propuso el diseño y construcción de un reactornuclear utilizable para la generación eléctrica ypropulsión en los submarinos a dos empresas distintasnorteamericanas: la famosa empresa de electricidadSIMULACION FISION NUCLEAR 86
  • 87. General Electric y Westinghouse. Estas empresas desarrollaron los reactores de agualigera tipo BWR y PWR respectivamente. Los mismos diseños de reactores de fisiónse trasladaron a diseños comerciales para la generación de electricidad. Los únicoscambios producidos en el diseño con el transcurso del tiempo fueron un aumento delas medidas de seguridad, una mayor eficiencia termodinámica, un aumento depotencia y el uso de las nuevas tecnologías que fueron apareciendo. El 20 de diciembre de 1951 fue el primer día que se consiguió generarelectricidad con un reactor nuclear (en el reactor americano EBR-I, con una potenciade unos 100 kW), pero no fue hasta 1954 cuando se conectó a la red eléctrica unacentral nuclear (fue la central nuclear rusa de Obninsk, generando 5 MW con solo un17% de rendimiento térmico). La primera central nuclear con un rendimiento comercialfue la británica de Calder Hall, en Sellafield, abierta en 1956 con una capacidad de 50MW (ampliada posteriormente a 200 MW). El desarrollo de la energía nuclear en todoel mundo experimentó a partir de ese momento un gran crecimiento, de forma muyparticular en Francia y Japón, donde la crisis del petróleo de 1973 influyódefinitivamente, ya que su dependencia en el petróleo para la generación eléctrica eramuy marcada. SIMULACION CONSTRUIR ISOTOPOS En 1986 el accidente de Chernóbil, en un reactor RBMK de diseño ruso queno cumplía los requisitos de seguridad que se exigían en occidente, acabóradicalmente con ese crecimiento. A partir de entonces, con la caída del bloque deleste desde 1989, el movimiento antinuclear, que se opone por un lado al arma nucleary por otra parte a la utilización de la energía nuclear, se ha visto desplazado de lavanguardia del movimiento ecologista por otras cuestiones, como el cambio climático. 87
  • 88. En octubre de 2007 existían 439 centrales nucleares en todo el mundo quegeneraron 2,7 millones de MWh en 2006. La potencia instalada en 2007 era de370.721 MWe. Aunque solo 30 países en el mundo poseen centrales nucleares,aproximadamente el 15% de la energía eléctrica generada en el mundo se producea partir de energía nuclear, aunque el porcentaje está actualmente en disminución. La mayoría de los países con centrales nucleares han suspendido nuevasconstrucciones debido a los problemas de disposición final de los combustiblesnucleares, cuya actividad (y riesgos para la vida humana) perdura durante muchosmiles de años. Algunos científicos, como el galardonado físico Freeman Dyson,sostienen que la exageración de los beneficios de la energía nuclear provienen deuna combinación de factores económicos y del sentido de culpa por los bombardeosatómicos sobre Hiroshima y Nagasaki. 1958 Max Perutz y John Kendrew hacen uso de la cristalografía de rayos Xpara dilucidar la estructura de una proteína, en concreto de la mioglobina. 1964 Richard R. Ernst lleva a cabo experimentos que más tarde conduciránal desarrollo de la técnica de la transformada de Fourier RMN. Esto aumentaría engran medida la sensibilidad de la técnica, y daría lugar a la imagen por resonanciamagnética (IRM). 2009 Se halla el ununseptium, elemento 117 en la tabla periódica 88
  • 89. 13 RADIOFISICA EN LA ACTUALIDADRESUMIENDO: En 1895 los rayos X fueron descubiertos en por el físico alemánWilhelm Röntgen, quien descubrió que el bombardeo de átomos metálicos conelectrones de alta velocidad produce la emisión de radiaciones de gran energía.Combinados con las tecnologías de la fotografía, los rayos X permitieron obtenerimágenes de partes interiores del cuerpo humano antes inaccesibles sin mediarcirugía. A partir de ese momento se convirtieron en imprescindibles medios dediagnóstico, formando parte esencial del campo denominado electromedicina. Su uso principal en diagnóstico médico, por ser las más fáciles devisualizar, fue la observación de las estructuras óseas. A partir de la generalizaciónde esta práctica se desarrolló la radiología como especialidad médica que emplea laradiografía como medio de diagnóstico, que sigue siendo el uso más extendido delos rayos X. VER RADIOGRAFIA 3D En desarrollos posteriores se añadieron la tomografía axial computarizada(TAC, en 1967, por un equipo dirigido por los ingenieros Godfrey NewboldHounsfield y Allan M. Cormack, premios Nobel de Medicina en 1979), la resonanciamagnética (descubierta como principio en 1938 y aplicada a la imagen dediagnóstico por Paul Lauterbur y Peter Mansfield, premios Nobel de 2003) y laangiografía (utilizada desde 1927 por el portugués Egas Moniz, ganador del premioNobel en 1949, y desarrollada de forma más segura por la técnica Seldinger desde1953); así como la utilización terapéutica de la radioterapia. 89
  • 90. Los ultrasonidos fueron utilizados por primera vez en medicina por el estadounidense George Ludwig, a finales de los años 1940, mientras que la ecografía fue desarrollada en Suecia por los cardiólogos Inge Edler y Carl Hellmuth Hertz (hijo y sobrino nieto de los famosos físicos), y en el Reino Unido por Ian Donald y el equipo de ginecología del hospital de Glasgow. En cuanto a radioterapia y medicina nuclear, los primeros avances surgieron cuando María y Pierre Curie notaron que la radioactividad afectaba su salud. Desde entonces se desarrollaron todo tipo de radionúclidos, cobaltoterapia, acelerador lineal, positrones, semillas y agujas radioactivas, sobre todo para combatir al cáncer. Se aplican otras tecnologías electromédicas en la cardiología, tanto en diagnóstico (electrocardiograma, utilizado desde 1911, que valió el premio Nobel de 1924 a Willem Einthoven) como en tratamientos (desfibrilador) y prótesis: (los marcapasos y el corazón artificial). También en áreas como los problemas de audición (mediante los audífonos) o el diagnóstico y tratamiento de problemas neurológicos y neurofisiológicos. VER HEMODINAMIA Y ANGIOLOGIA VER TOMOGRAFIA COMPUTADASIMULACION RESONANCIA MAGNETICA VER RESONANCIA MAGNETICA90
  • 91. Material bibliográfico recopilado de Wikipedia, Youtube, Profesores en línea, El UniversoMecánico, Canal encuentro, Comisión Nacional de Energía atómica, Cosmos, e Internet en general,páginas sin prohibición de reproducción declarada. Sin fines comerciales. 91