El generador de Van de Graaf

En ésta página puede leerse una explicación en Español del principio de funcionamiento del generador de Van de Graaf.



Un video en Inglés donde se muestra el uncionamiento del generador de Van de Graaf.

Este  Generador de Van de Graaf está ubicado en el Centro Atómico Constituyentes de la CNEA Comisión Nacional de Energía Atómica  de la Argentina.Cerca de la Intersección de las Avenidas Constituyentes y General Paz.

Applet para visualizar campos eléctricos y superficies equipotenciales

En el siguiente applet ( se necesita tener instalado Java ) , se pueden poner cargas + ó - y observar las lineas de fuerza correpondientes, se puede cambiar el tipo y cantidad de cargas, la ubicación de las mismas con los controlesdel programa.


Empiezen por poner una carga positiva ó una carga negativa sola.Luego aumenten la cantidad de carga y vean como se modifican las líneas de fuerza.

En la serie de dibujos siguiente se puede ver como van variando las líneas de fuerzas al introducir un cuerpo cargado dentro de un recipente conductor.Es el principio de la "Jaula de Faraday".

En éste gráfico se muestra como es el campo eléctrico entre 2 placas cargadas eléctricamente.Es un campo homogéneo es decir la intensidad del mismo es constante en el espacio comprendio entre las placas.Además , fuera de ellas vale cero.

Los relámpagos ¿como se generan? ¿como protegerse de los rayos?

En el siguiente link se explica en esquemas y símplemente ( en Inglés ) como se generan los rayos y como tomar precauciones ante las tormentas eléctricas.
En el siguiente video se puede ver como se usa una cámara filmadora que puede tomar 1.000.000 de cuadros por segundo para captar el momento del nacimiento de un relámpago.

El electrón su descubrimiento y como se midió su carga eléctrica

Los primeros experimentos que llevaron a conocer la existencia del electrón , consistieron  en observar la conducción eléctrica en atmósferas enrarecidas, es decir en tubos de vidrio donde se había hecho distintos grados de vacío.
En el siguiente video se muestra como se ilumina el fondo de un tubo ( la pared está recubierta de una sustancia que fluoresce al recibir el impacto de partículas cargadas) donde se hizo vació y se aplica alta tensión.La Cruz de Malta es metálica y está cargada positivamente.

En este otro video se puede ver como se determinó que las partículas generadas en los tubos de descarga poseían masa.

El uso de tubos de descarga que poseían ánodos ( placas con carga electrica positiva ) perforados llevó con el tiempo al descubrimiento del protón.

En el siguiente video se puede ver un relato sobre el experimento llevado a cabo por Robert Millikan que le permitió conocer la carga eléctrica del electrón.Se halló que la carga de un electrón equivale a -1.6 x 10 ^-19 Coulomb.La carga eléctrica de un protón equivale a 1.6 x 10 ^-19 Coulomb.

Un esquema del aparato utilizado por Robert Millikan para determinar la carga del electrón.

Los Rayos cósmicos y el electroscópio

Aprovecharé la oportunidad para relatarles de manera breve la historia alrededor del descubrimiento de los rayos cósmicos. A finales del siglo XIX, las fronteras de la Física comprendían varios fenómenos interesantes, en particular los relacionados con el electromagnetismo y la radioactividad recién descubierta. Un experimento muy simple que se hace para estudiar la carga de los objetos resultó ser crucial para relacionar estos dos aspectos. La principal idea es que si a un par de láminas finas de metal se les carga eléctricamente, éstas se separaran, de acuerdo con la conocida relación entre cargas del mismo signo. La construcción de este instrumento, conocido como electroscopio, es un ejercicio muy común en la escuela secundaria, y consiste en tomar un frasco de vidrio con tapa, perforarla e introducir un alambre que pase a través de ésta, y en el extremo del alambre que está en el interior del frasco, colocar un par de láminas de papel aluminio. Si tocamos el extremo de afuera del alambre con un peine de plástico o algún objeto similar, las láminas recibirán la carga eléctrica acumulada por el peine a través del alambre. Sin embargo, después de un tiempo, dichas láminas acabaran juntándose, independientemente de qué tan bien haya sido construido el electroscopio.

Un físico austriaco llamado Víctor Hess se percató de este hecho y se preguntó lo siguiente: ¿Por qué acaban descárgandose las hojas de metal del electroscopio? La explicación más frecuente era que la radiactividad natural de los elementosquimicos  presentes en la tierra acababa por descargar al electroscopio, pues según se acababa de descubrir por Henri Becquerel en 1896, estos elementos emiten partículas cargadas de manera espontánea. Para probar esta hipótesis, un padre jesuita alemán llamado Teodoro Wulf propuso en 1909 realizar mediciones de la velocidad de descarga en un electroscopio, mejor que el descrito antes, desde la cúspide de la Torre Eiffel (de 300 m de altura), y encontró que no había variación con respecto a las medidas hechas a nivel del suelo. Sin embargo, Hess propuso hacer este experimento alejándose de la tierra notablemente, es decir, montar no uno sino tres electroscopios de muy alta calidad en un globo y observar su comportamiento en la medida que ascendía. Lo que se encontró fue que los electroscopios se descargaban más rápidamente en la medida que aumentaba la altura del globo, “a partir de los mil metros el efecto es notable y a cinco mil metros es varias veces más rápida la descarga a comparación de a nivel del mar”,  indicando que había una radiación incidente desde “afuera” de la Tierra. En particular, realizó un vuelo el 12 de abril de 1912, día en que hubo un eclipse solar casi total, y al no observar variación en la velocidad de descarga durante el fenómeno, concluyó que el Sol no era la principal fuente de estos rayos extraterrestres, al menos hasta donde su equipo se lo permitió. Estos históricos vuelos se realizaron entre 1911 y 1912, y por los resultados encontrados, se considera a Víctor Hess el descubridor de los rayos cósmicos.

En Mendoza hay un centro para la investigación de los rayos cósmicos.El gráfico muestra en un esquema un detector de rayos cósmicos.En el link siguiente se describe el observatorio "Pierre Auger"situado en Malargue ( Provincia de Mendoza-Argentina)

En este video se explica algo sobre el orígen de losrayos cósmicos.

Electroscopios

Investigando la razón por la cual los electroscópios pierden su carga eléctrica  ,se descubrieron los "Rayos Cósmicos"

En el siguiente link puede verse un experimento con un par de hojas de acrílico que se cargan por frotación como las hojas de un electroscópio

En el siguiente vidéo se explica el  funcionamiento de un electróscopio

Las "líneas de fuerza" de los Campos eléctricos.

cálculo del campo eléctrico a una distancia de un dipolo

lineas de fuerza para el caso de 2 cargas  de distinto signo y monto 

vectores de la intensidad de campo eléctrico

campo eléctrico para un cilindro ( alambre) cargado

campo eléctrico entre 2 placas cargadas

campo electrico de un anillo cargado

suma de vectores y sus resultantes  resultantes