Un sistema de medidas para el siglo XXI

Un sistema de medidas para el Siglo XXI


El actual Sistema Internacional (SI) es el sistema adoptado internacionalmente, utilizado en la práctica científica y el único legal en España, en la Unión Europea y en numerosos otros países. El SI parte de un pequeño número de magnitudes/unidades denominadas básicas definiendo, a partir de ellas, las denominadas derivadas, como producto de potencias de las básicas. Cuando este producto de potencias no incluye ningún factor numérico distinto de la unidad, estas unidades derivadas se denominan coherentes. Así pues, el SI es un sistema coherente de unidades, que permite cuantificar cualquier magnitud medible de interés en la investigación, la industria, el comercio o la sociedad, en campos tan variados como la salud, la seguridad, la protección del medio ambiente, la adquisición de bienes o la facturación de consumos, por ejemplo. 

El SI actual consta de siete unidades básicas, más un amplio grupo de unidades derivadas, junto a un conjunto de prefijos adoptados para denominar los valores de aquellas magnitudes que son mucho más grandes o mucho más pequeñas que la unidad básica, y que van desde el prefijo yocto hasta el prefijo yotta.

Desde Recursos Palomeras-Vallecas nos hacemos eco de la información del Centro Español de Metrología, que nos recuerda que en noviembre de 2018 se revisó las definiciones del  kilogramo, amperio, kelvin y mol  y es probable que esta revisión sea aprobada por la Conferencia General de Pesas y Medidas (CGPM), el organismo internacional responsable de la comparabilidad global de las mediciones. Se espera que las definiciones revisadas entren en vigor el 20 de mayo de 2019

En el SI revisado, el kilogramo, el amperio, el kelvin y el mol se redefinirán en términos de valores numéricos fijos de las siguientes constantes de la naturaleza:
La constante de Planck (h),
La carga elemental (e),
La constante de Boltzmann (k),
La constante de Avogadro (NA), respectivamente.
y heredarán las incertidumbres asociadas a la determinación de dichas constantes.

Todas las definiciones de las unidades, se redactarán de forma distinta a la actual, de manera que las constantes aparezcan en ellas de manera explícita.

El resultado será una definición más coherente y fundamental de todo el SI, prescindiendo de realizaciones prácticas basadas en artefactos materiales, como era el caso hasta ahora del prototipo internacional del kilogramo, con posibilidad de pérdida y fuertes limitaciones de estabilidad a largo plazo, pasando a realizaciones prácticas más exactas, además de reproducibles en cualquier tiempo y lugar.



Proporcionalidad directa e inversa

 

Proporcionalidad directa e inversa


Contenidos:
  1. Razón y Proporción (Vídeo 1)
  2. Proporcionalidad directa, inversa y compuesta   (Vídeo 2Vídeo 3Vídeo  4)
  3. Repartos proporcionales (Vídeo 5)
  4. Porcentajes (Vídeo 6)
  5. Aumento y disminución porcentual  (Vídeo 7Vídeo 8Vídeo 9)
Hojas de trabajo:
  • Proporcionalidad (Hoja 0S)
  • Razón y Proporción    (Hoja 1,  S)
  • Proporcionalidad directa, inversa y compuesta    (Hoja 2,  S)
  • Repartos proporcionales  (Hoja 3,  S)
  • Porcentajes  (Hoja 4,  S)
  • Aumento y disminución porcentual  (Hoja 5,  S)

Las fracciones

Fracciones


Contenidos:
  1. Fracciones   (Vídeo 1Vídeo 2Vídeo 3)
  2. Operaciones con fracciones  (Vídeo 4Vídeo 5)
  3. Problemas con fracciones  (Vídeo 6)
Hojas de trabajo:

SIMUFÍSICA

Página web SIMUFISICA

La página web SimuFísica se destaca por ofrecer simulaciones interactivas y de alta calidad centradas en la enseñanza de la Física. Su principal cualidad es la capacidad de permitir a los usuarios visualizar y experimentar con conceptos abstractos y complejos (como campos electromagnéticos, movimientos ondulatorios o relatividad) a través de applets dinámicos y muy bien diseñados. Estas herramientas facilitan un aprendizaje activo y profundo, ya que los estudiantes pueden modificar parámetros en tiempo real y observar instantáneamente los efectos, transformando la teoría en una experiencia visual intuitiva.


La plataforma es accesible y didáctica, ya que no requiere instalación de software al funcionar directamente desde el navegador web. Las simulaciones suelen ir acompañadas de explicaciones, guías y contextos teóricos que las hacen útiles tanto para el autoaprendizaje como para ser integradas por educadores en sus clases. Su interfaz, aunque funcional, está orientada a que el foco permanezca en la física que se demuestra, haciendo de SimuFísica un recurso genial para complementar y enriquecer la educación científica, descubriendo que la Física es maravillosa...

Educa +

Educa +

EducaPlus.org es un sitio web educativo cuya principal característica es ofrecer recursos interactivos para el aprendizaje de ciencias, muy útiles para estudiantes de secundaria y bachillerato.

Las características son las siguientes:
  1. La web se centra casi exclusivamente en las áreas de Física, Química y Matemáticas
  2. Las simulaciones, applets y animaciones creadas en Flash (y ahora modernizadas con HTML5) que permiten visualizar y experimentar con conceptos científicos complejos (leyes de los gases, movimiento de proyectiles, campos electromagnéticos, etc.).
  3. La organización por materias de Física, Química y Matemáticas es excelente.
  4. Incluye pequeñas herramientas y calculadoras para resolver problemas específicos (por ejemplo, calcular el pH de una disolución).
Educa + es un sitio de un valor pedagógico incalculable. Su colección de simulaciones interactivas para Física y Química es difícil de igualar....

 ¡Visita la página de Educa +!

LabXchange: La Plataforma para el aprendizaje de las Ciencias

LabXchange: La Plataforma para el aprendizaje de las Ciencias


LabXchange es una herramienta poderosa, gratuita y flexible que pone el mundo de la ciencia al alcance de todos. No es solo un repositorio, es una experiencia de aprendizaje activa, social y profundamente enriquecedora.

Desarrollado por la Universidad de Harvard, LabXchange es mucho más que una biblioteca digital. Es una plataforma de aprendizaje interactiva y global diseñada para democratizar la educación científica y fomentar la colaboración. Su misión es brindar a cualquier persona, en cualquier lugar, las herramientas para explorar, crear y compartir conocimiento.


¿Qué se puede encontrar en LabXchange?

La plataforma es un universo de recursos diversificados y de primer nivel. Aquí desglosamos todo lo que ofrece:
  1. Una Biblioteca Inmensa y Diversa.
  2. Aprendizaje Adaptativo con Rutas de Aprendizaje.
  3. Simulaciones Interactivas.
  4. Una Comunidad Global Colaborativa.
  5. Un Hub para Educadores.

Nanotecnologia: Efecto hidrofóbico de los nanomateriales

 


El efecto hidrofóbico en los nanomateriales es una propiedad fundamental que surge de su composición química y su estructura superficial a nanoescala. Muchos nanomateriales, como las nanopartículas de sílice modificadas o el grafeno, son intrínsecamente hidrofóbicos o pueden ser diseñados para serlo mediante la funcionalización de su superficie con grupos químicos no polares, como silanos o fluorocarbonos. A nivel nanoscópico, la rugosidad y la arquitectura superficial magnifican este efecto, creando estructuras que atrapan aire y minimizan el área de contacto real con las gotas de agua. Esto resulta en el característico ángulo de contacto alto, donde el agua forma gotas casi esféricas que ruedan con facilidad, en un fenómeno conocido como superhidrofobicidad, inspirándose en la hoja de loto.

Las aplicaciones de este efecto son grandes y revolucionarias. Se utilizan para crear recubrimientos autolimpiables para edificios, parabrisas de automóviles y textiles, donde el agua que cae arrastra consigo la suciedad. En la industria marítima, los revestimientos hidrofóbicos en cascos de barcos reducen la fricción y previenen la adhesión de organismos, mejorando la eficiencia del combustible. Además, esta propiedad es crucial en la electrónica para proteger circuitos de la humedad, en sistemas de filtración y separación de aceite-agua, e incluso en el campo médico para el desarrollo de superficies antibacterianas o para el transporte dirigido de fármacos hidrofóbicos en el organismo.

Presentaciones de Científic@s en prácticas




El objetivo principal de Científic@s en prácticas es proporcionar a jóvenes estudiantes la oportunidad de realizar estancias en grupos y laboratorios de investigación, participando en sus trabajos y conviviendo con sus componentes; además de proporcionarles una oportunidad, a través de la ciencia, de entrar en contacto con un entorno al que de otro modo difícilmente tendrían acceso.

Científic@s en prácticas ha pretendido ayudar a los y las estudiantes a mejorar sus conocimientos y comprender mejor el mundo científico e investigador, así como concienciarles, a ellas y ellos y a su entorno, de la importancia de desarrollar un pensamiento crítico y del papel de la ciencia como un pilar fundamental para nuestra sociedad.

Además el programa tiene como objetivo la búsqueda y promoción del talento entre estudiantes y eventualmente despertar o avivar su interés por la ciencia. A más largo plazo, conseguir dar una continuidad de modo que las eventuales vocaciones científicas puedan llegar a desarrollarse, proporcionándoles oportunidades para llevar a cabo estudios científicos. 
Después de la experiencia de nuestr@s 7 estudiantes del IES Palomeras-Vallecas nos han dejado estos excelentes pósteres de lo aprendido durante sus estancias:

El efecto fotoeléctrico

Efecto fotoeléctrico

El efecto fotoeléctrico es el fenómeno que consiste en la emisión de electrones por un material metálico al incidir sobre él una radiación electromagnética.

El efecto fotoeléctrico fue descubierto y descrito por Hertz, en 1887, al observar que el arco que salta entre dos electrodos conectados a alta tensión alcanza distancias mayores cuando se ilumina con luz ultravioleta que cuando se deja en la oscuridad. Einstein dió la explicación teórica del efecto fotoeléctrico, basando esta explicación en una extensión del trabajo sobre los cuantos de Planck. En 1921 Einstein fue galardonado con el Premio Nobel.

Este vídeo y las simulaciones siguientes sirven para asimilar el efecto fotoeléctrico:

Orbitales atómicos y números cuánticos


La solución de la ecuación de onda de Schrödinger da origen a cuatro tipos de valores llamados números cuánticos. Estos números proporcionan una mejor característica de los electrones.


Un orbital es la zona del espacio donde existe una gran probabilidad de encontrar un electrón de un átomo. Este valor de probabilidad es aproximadamente del 90%.

ACTIVIDAD III: Orbitales atómicos
ACTIVIDAD IV: Animación orbitales atómicos

Principio de incertidumbre de Heisenberg




El Principio de indeterminación o de incertidumbre de Heisenberg, indica que es imposible medir simultáneamente, y con precisión absoluta, dos magnitudes conjugadas como son el valor de la posición y la cantidad de movimiento de una partícula subatómica.

La hipótesis de De Broglie


 
Esta hipótesis fue introducida por Louis-Victor de Broglie, físico francés de principios del siglo XX. En 1924 en su tesis doctoral, inspirada en experimentos sobre la difracción de electrones, propuso la existencia de ondas de materia, es decir que toda materia tenía una onda asociada a ella.

Según la hipótesis de De Broglie, cada partícula en movimiento lleva asociada una onda, de manera que la dualidad onda-partícula puede enunciarse de la siguiente forma: una partícula de masa m que se mueva a una velocidad v puede, en condiciones experimentales adecuadas, presentarse y comportarse como una onda de longitud de onda, λ
La relación entre estas magnitudes establecida fue:

λ = h / mv

cuanto mayor sea la cantidad de movimiento (mv) de la partícula menor será la longitud de onda (λ), y mayor la frecuencia (ν) de la onda asociada.

ACTIVIDAD I: Hipótesis de De Broglie

Propiedades periódicas





La energía de ionización es la energía mínima que se requiere para arrancar un electrón de un átomo gaseoso en su estado fundamental, transformándolo en un catión.

La afinidad electrónica es la energía liberada cuando un átomo gaseoso en su estado fundamental incorpora un electrón, transformándose en un anión.

La electronegatividad es la tendencia que tiene un elemento para atraer hacia sí el par electrónico del enlace compartido con otro.
ACTIVIDAD III: Vídeo Electronegatividad

El radio atómico indica la distancia que existe entre el núcleo y el orbital más externo de un átomo. Por medio del radio atómico, es posible determinar el tamaño del átomo.
El radio iónico establece la distancia entre el centro del núcleo del átomo y el electrón estable más alejado del mismo, pero haciendo referencia no al átomo, sino al ion.
Para repasar las propiedades periódicas puedes visitar las siguientes actividades y reflexionar los motivos por los que varían las propiedades periódicas:

ACTIVIDAD V: Repasa las propiedades periódicas y realiza los ejercicios
ACTIVIDAD VI: Propiedades periódicas I
ACTIVIDAD VII: Propiedades periódicas II 
ACTIVIDAD VIII: Ejercicios para practicar las propiedades periódicas
ACTIVIDAD IX: Identifica propiedades

Los números y las operaciones

Los números y las operaciones. Matemáticas y Ciencias Aplicadas II

Contenidos:
  1. Los números y las operaciones
  2. Operaciones con números enteros  (Vídeo 1Vídeo 2)
  3. Operaciones con potencias  (Vídeo 3Vídeo 4)
  4. Jerarquía de las operaciones  (Vídeo 5)
  5. Fracciones (Vídeo 6)
  6. M.C.D. y m.c.m. (Vídeo 7Vídeo  8)
  7. Resolución de problemas  (Vídeo 9)
Hojas de trabajo:
  • Operaciones combinadas  (Hoja 1,  S)
  • M.C.D. y m.c.m.  (Hoja 2,  S)
  • Resolución de problemas  (Hoja 3,  S)
Presentaciones:

Las configuraciones electrónicas y la tabla periódica



El principio de exclusión de Pauli es una regla que establece, que no puede haber en un átomo dos electrones con todos sus números cuánticos idénticos. En un mismo orbital solamente pueden existir dos electrones y con sus espines opuestos.

El principio de máxima multiplicidad de Hund indica que al llenar orbitales de igual energía (los tres orbitales p, los cinco d, o los siete f) los electrones se distribuyen, siempre que sea posible, con sus espines paralelos, es decir, que no se cruzan. La partícula es más estable  cuando tiene electrones desapareados (espines paralelos) que cuando esos electrones están apareados (espines opuestos o antiparalelos).

ACTIVIDAD I: Principios de exclusión de Pauli y de máxima multiplicidad de Hund
ACTIVIDAD II: Orden energético creciente de llenado de electrones
ACTIVIDAD III: Estructuras electrónicas de los átomos
ACTIVIDAD IV: Repasa las configuraciones electrónicas
ACTIVIDAD V: Práctica las configuraciones electrónicas


Los elementos químicos aparecen clasificados en orden creciente de número atómico en la Tabla Periódica distribuidos a lo largo de 18 columnas o grupos y 7 filas o períodos. En cada grupo se colocan elementos con propiedades similares y en cada período se van colocando los elementos en orden creciente de número atómico.

ACTIVIDAD VI: Elige tu Tabla Periódica favorita
ACTIVIDAD VII: Juega al tetris con la Tabla Periódica
ACTIVIDAD VIII: Tabla periódica interactiva muy útil
ACTIVIDAD IX: 2019 Año Internacional de la Tabla Periódica y de los Elementos Químicos

Recuerda:
"Solamente hay dos tipos de personas, los que se saben la tabla periódica y los que no...."

El modelo de Bohr

El modelo de Bohr

Niels Bohr propuso en 1913, un intento de dar consistencia al modelo de Rutherford, evitando los inconvenientes de la electrodinámica clásica e introduciendo las ideas de cuantización de Planck. Propone los siguientes postulados:

Primer postulado: 
El electrón gira alrededor del núcleo del átomo en una órbita circular. Las órbitas electrónicas son estacionarias y el electrón cuando se mueve en ellas, no radia energía.

Segundo postulado:
El momento angular del electrón, L [L= r x p = r x (m· v); para una órbita circular, es L = rmv ] está cuantizado, lo que significa que de las infinitas órbitas que podría tener, sólo son posibles las que cumplen que el impulso angular es un múltiplo entero de h/2π (h es la constante de Plank)

Tercer postulado:
Cuando un electrón cambia de órbita de una órbita, de energía E2, a otra inferior, de energía E1, la energía liberada se emite en forma de radiación. La frecuencia (f) de la radiación viene dada por la expresión: E2 - E1 = h·f    (h es la constante de Plank)


Este vídeo nos comenta el Modelo atómico de Bohr:


ACTIVIDAD II: Simulación del modelo atómico de Bohr
Según el modelo atómico de Bohr se puede interpretar el espectro de emisión del hidrógeno y aparece explicado en el siguiente vídeo:


ACTIVIDAD IV: Números cuánticos


Sommerfeld propuso que las órbitas electrónicas sean elípticas. Cada nivel n presenta varios subniveles que dan cuenta del desdoblamiento de líneas espectrales. Propone un nuevo número cuántico, l, número cuántico secundario, que puede tomar los valores l = 0, 1, 2,…(n−1).

El desdoblamiento de líneas del Efecto Zeeman obligó a introducir un nuevo número cuántico, m, número cuántico magnético, que daba cuenta de la s orientaciones de las órbitas dentro de un campo magnético. Sus posibles valores son m = −l,..., 0, ..., +l

Por último hubo que introducir un último número cuántico para explicar lo que se conocía como efecto Zeeman anómalo, desdoblamiento de todos los subniveles cuando los espectros se realizaban con más resolución. Este número cuántico se conoce como, s, número cuántico de espín. Tiene valores de +1/2 y −1/2

Estos números cuánticos no son consecuencia de la teoría sino que se tienen que introducir para poder explicar los hechos experimentales.

ACTIVIDAD VI: Números cuánticos