lunes, 1 de octubre de 2012

Ecuación de onda


La ecuación de onda es una importante ecuación diferencial parcial lineal de segundo orden que describe la propagación de una variedad de ondas, como las ondas sonoras, las ondas de luz y las ondas en el agua. Es importante en varios campos como la acústica, el electromagnetismo y la dinámica de fluidos. Históricamente, el problema de una cuerda vibrante como las que están en los 
instrumentos musicales fue estudiado por Jean le Rond d'Alembert, Leonhard Euler, Daniel Bernoulli y Joseph-Louis Lagrange
La ecuación de onda es el ejemplo prototipo de una ecuación diferencial parcial hiperbólica. En su forma más elemental, la ecuación de onda hace referencia a un escalar u que satisface:

Donde es el laplaciano y donde es una constante equivalente a la velocidad de propagación de la onda. Para una onda sonora en el aire a 20 °C, esta constante es de cerca de 343 m/s (véase velocidad del sonido). Para una cuerda vibrante, la velocidad puede variar mucho dependiendo de la densidad lineal de la cuerda y su tensión. Para un resorte de espiral (un slinky) puede ser tan lento como un metro por segundo.
Un modelo más realista de la ecuación diferencial para ondas permite que la velocidad de propagación de la onda varíe con la frecuencia de la onda, a este fenómeno se le conoce como dispersión. En este caso, deberá ser remplazado por la velocidad de fase:

Otra corrección común en sistemas realistas es que la velocidad puede depender también de la amplitud de la onda, lo que nos lleva a una ecuación de onda no lineal:

También hay que considerar que una onda puede ser transmitida en un portador móvil (Por ejemplo la propagación del sonido en el flujo de un gas). En tal caso el escalar u contendrá un Número Mach (el cual es positivo para la onda que se mueva a lo largo del flujo y negativo para la onda reflejada).
La ecuación de onda elástica en tres dimensiones describe la propagación de onda en un medio elástico homogéneo isótropo. La mayoría de los materiales sólidos son elásticos, por lo que esa ecuación describe fenómenos tales como ondas sísmicas en la Tierra y las ondas de ultrasonido usadas para determinar defectos en los materiales. Aunque sea lineal, esta ecuación tiene una forma más compleja que las ecuaciones dadas arriba, porque debe tomar en cuenta los movimientos longitudinales y transversales:

Donde:
• y son los supuestos parámetros de Lamé que describen las propiedades elásticas del medio.
• es la densidad,
• es la función de entrada (fuerza motriz),
• y es el desplazamiento.
Note que en esta ecuación, la fuerza y el desplazamiento son cantidades vectoriales. Esta ecuación es conocida a veces coma la ecuación de onda vectorial.
Hay variaciones de la ecuación de onda que también pueden ser encontradas en mecánica cuántica y relatividad general
ECUACIONES DE ONDAS
Las ecuaciones de ondas describen fenómenos ondulatorios: progagación del sonido, propagación de ondas electromagnéticas, vibración de cuerdas, barras y membranas, vibraciones producidas por terremotos, oscilaciones de péndulos y muelles, movimiento de ondas en un estanque...
La ecuación de ondas en dimensión uno
Uno de los sistemas más sencillos cuya evolución se puede describir mediante ecuaciones de ondas es la cuerda vibrante. En ausencia de fuerzas externas, la posición u(x,t) de la cuerda en el instante de tiempo t es solución de la ecuación:
utt- c2 uxx = 0, x [0,L], t>0
El cambio de variable = x+ct, =x-ct transforma la ecuación en u=0. Integrando y volviendo a las variables iniciales obtenemos la solución general:
u(x,t)=F(x-ct)+G(x+ct)
Para determinar la evolución de la posición de la cuerda con el tiempo hemos de conocer su posición inicial u(x,0) y su velocidad inicial ut(x,0) (condiciones iniciales).Si la cuerda es infinita estos datos bastan para obtener F y G. Normalmente, la cuerda será finita y habremos de saber además qué ocurre en sus extremos, si están fijos, libres o se mueven de alguna forma predeterminada (condiciones frontera).
El movimiento ondulatorio se inicia con un M.A.S. que se propaga de unas partículas a otras. Si es unidimensional, por ejemplo las ondulaciones de una cuerda, solo se propaga en una dirección que representamos con el eje X. La direccion de la vibrción la representamos con el eje Y, tanto si se trata de una onda transversal como si se trata de una onda longitudinal.
La ecuación será una función y(x,t) que nos da la posición de cada particula en cada instante. Es una ecuación del tipo:
y = A cos (w t - K x)
También podría tener la función seno en lugar de coseno. La difernecia es que con la función seno la partícula x=0 tiene elongación y=0 en el instante inicial y con coseno tendrá y=A en el instante inicial.
La fase podría ser (wt+kx), la difernencia es que si tiene el signo menos la onda avanza hacia la derecha y si tiene el signo más avanza hacia el sentido negativo del eje X.
Por otra parte, podría haber una fase inicial si la partícula x=0 no está ni en el origen ni en el máximo de elongación.
La ecuación es doblemente periódica porque lo es respecto al desplazamiento (x) y respecto al tiempo. En el primer caso se repite cada vez que x aumenta una longitud de onda (ver figura) y en el segundo caso cada vez que transcurre un periodo.

Agustín de Hipona y la filosofía

Regla de las diagonales



Sirve para determinar el mapa de configuración electrónica (o periódica) de un elemento.

En otras palabras, la secuencia de ocupación de los orbitales atómicos la podemos graficar usando la regla de la diagonal, para ello debemos seguir la flecha roja del esquema de la derecha, comenzando en 1s; siguiendo la flecha podremos ir completando los orbitales con los electrones en forma correcta.

En una configuración estándar, y de acuerdo a la secuencia seguida en el grafico de las diagonales, el orden de construcción para la configuración electrónica (para cualquier elemento) es el siguiente: 

1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 6p6 7s2 5f14 6d10 7p6

Los valores que se encuentran como superíndices indican la cantidad máxima de electrones que puede haber en cada subnivel (colocando sólo dos en cada orbital de los subniveles).

NIVELES DE ENERGIA



En un átomo, los electrones están girando alrededor del núcleo formando capas. En cada una de ellas, la energía que posee el electrón es distinta. En efecto; en las capas muy próximas al núcleo, la fuerza de atracción entre éste y los electrones es muy fuerte, por lo que estarán fuertemente ligados.

Ocurre lo contrario en las capas alejadas, en las que los electrones se encuentran débilmente ligados, por lo que resultará más fácil realizar intercambios electrónicos en las últimas capas.

El hecho pues, de que los electrones de un átomo tengan diferentes niveles de energía, nos lleva a clasificarlos por el nivel energético (o banda energética) en el que se encuentra cada uno de ellos. Las bandas que nos interesa a nosotros para entender mejor el comportamiento del átomo son:

La Banda de Valencia y la Banda de Conducción

sábado, 29 de septiembre de 2012

ORBITA

los átomos tienen niveles de energía, estos tienen subniveles, y estos a su vez contienen orbitales, estos son "órbitas" donde los electrones están por parejas, ya que cada orbital acepta solamente 2 electrones
practicamente el orbital es el lugar que ocupa una pareja de electrones dentro del subnivel.


Cada subnivel acepta diferentes números de orbitales
el subnivel S (acepta 2 electrones) = 1 orbital! 
// P (acepta 6 electrones)= 3 orbitales
// D( acepta 10 electrones)= 5 orbitales
// F ( acepta 14 electrones)= 7 orbitales
espero que te haya servido


NUMERO ATOMICO

Los átomos de diferentes elementos presentan distintas cantidades de protones. El número atómico (que se identifica con la letra Z, por el término alemán zahl) indica la cantidad de protones que se encuentra presente en el núcleo de un átomo. Este número, por lo tanto, se encarga de definir laconfiguración electrónica  del átomo y permite el ordenamiento de los diversos elementos químicos en la tabla periódica, que comienza con el hidrógeno (Z=1) y sigue con el helio, el litio, el berilio, el boro, el carbono y el nitrógeno.
Asimismo tenemos que añadir que ese número de protones que existe en el núcleo de un átomo en concreto es igual al número de electrones que lo rodea en lo que se da en llamar corteza.

domingo, 23 de septiembre de 2012

EXPERIMENTO 2 Y 3

EXPERIMENTO 2.  PROPIEDADES DE LOS RAYOS CATÓDICOS

OBJETIVO : Conocer las propiedades de los rayos catódicos para establecer la materia tiene cargas eléctricas.
HIPÓTESIS:
¿A que se debe que los tubos al vació, al conectar una corriente de alto voltaje produce un flujo luminoso?

NUESTRA HIPÓTESIS:
Como se produce la luz, y a que se debe a que se produzca

COMO HACERLO:
Conecta la bobina de tesla a un toma corriente y acerca al cátodo del tubo de rayos catódicos y observa. Acerca el imán al tubo y observa

REGISTRO DE OBSERVACIONES:
¿Como es la trayectoria de los rayos catódicos?
primero fueron rectas las lineas y verdes
¿Que sucede con los rayos catódicos cuando se acercan al imán?
se mueven hacia el lo van "siguendo"
¿Que observaste en el tubo con la cruz de malta?
este es azul y no esta etaba en lineas rectas sino todas disparejas


EXPERIMENTO 3. ESPECTROS DE EMISIÓN

OBJETIVO :
Observar los espectros de emisión de algunas sales, para reconocer que la espectroscopia en un método de identificación

HIPÓTESIS:
¿Por qué algunas sustancias al ser calentadas producen una iluminiscencia?
COMO HACERLO:
Toma por medio del alambre de porta asa un pocode cada sustancia  y colocala a la flama del mechero, observa la coloracion de la flama en forma directa y luego por el espectroscopio de:
-cloruro de sodio                       -cloruro de potasio                    -cloruro de bario
-cloruro de litio                          -cloruro de estroncio                    - cloruro de cobre


OBSERVACIONES:

SUSTANCIA                            COLOR DE LA FLAMA              OBSERVACIONES
Cloruro de litio                           naranja                                          el color es uniforme
Cloruro de potasio                     rosa o amarillo                            
Cloruro de calcio                       naranja                                           se ve que salpica no es constante
Cloruro de estroncio                  rojo                                                la lllama se hace bolas
Cloruro de sodio                       naranja                                            era uniforme el color y tambien la llam

sábado, 22 de septiembre de 2012

PRACTICA No. 1 -- EXPERIMENTO No. 1

PROPIEDADES ELECTROMAGNÉTICAS DE LA MATERIA-ESPECTROS DE EMISIÓN

OBJETIVOS DE LA PRACTICA:Conocer las propiedades electromagnéticas de la materia y los espectros de emisión de algunas sustancias mediante experimentos donde se manifiestan, éstas propiedades , para comprender que la materia tiene cargas eléctricas.

CUESTIONARIO DE CONCEPTOS ANTECEDENTES:
1.¿Cómo se electriza un cuerpo?
R=Cuando las condiciones son propicias, al frotar dos objetos entre si, estos adquieren una carga eléctrica; es decir, se electrizan. 

La electrización es uno de los fenómenos que estudia la electrostática, la cual trata sobre los fenómenos relacionados con cargas eléctricas en reposo. 

Los fenómenos eléctricos han sido estudiados por el hombre desde la antigüidad, se le atribuye a Tales de Mileto el descubrimiento de la electrificación por frotamiento entre un trozo de ámbar y un trozo de piel; pero no son estos los únicos materiales que pueden adquirir una carga eléctrica. En un clima seco, al frotar un pedazo de plástico en el cabello se escucha un chasquido y se observan pequeñas chispas, las cuales son diminutas descargas eléctricas. 

2.¿Cuáles son las propiedades eléctricas de la materia?
R=Los átomos del metal, como todos, contienen electrones dispuestos según la cuántica, esto es, niveles de energía. Esto forma una estructura de capas sobre el átomo.
Cuando las capas están muy pobladas resulta dificultoso sacar electrones de esas capas (manifiesto de la conducción). Coloquialmente conductor es aquel al cual es relativamente simple sacarle electrones de la última capa. 
Los metales en general tienen pocos electrones en la última capa, están muy poco ligados al átomo, es decir, no hay una oposición muy grande por parte de estos a ser arrancados.
En el caso de los no metales y resto de aislantes, la barrera de conducción es más lejana.
Esto da varias ideas: Todos los elementos son aislantes y conductores, sólo que unos en más medida que otros, así pues puede definirse y medirse resistividad, conductividad, band gap (la diferencia de energía entre las capas de valencia y las de conducción) para todo material.
Dado que los electrones tienen asociados números cuánticos propios de características magnéticas pueden definirse como propiedades las susceptibilidad magnética, algún coeficiente sobre la polarización y otras magnitudes dependientes de el sometimiento a un campo magnético.

3.¿A se le llama electrodo ?
R=es una superficie en donde ocurren reacciones de óxido-reducción. Por lo que LOS PROCESOS que tienen lugar en la interfase metal-solución de cualquier metal en contacto con un electrólito (medio agresivo), no se pueden medir de una manera absoluta (tiene que ser tan sólo relativa). El metal en contacto con el electrólito tiene, por un lado, tendencia a disolverse, con lo que queda cargado negativamente.y, por otro lado, a que iones del electrólito se depositen sobre el metal.con lo que se alcanza el equilibrio en un determinado momento.Se ha creado, pues, una diferencia de potencial entre el metal y el electrólito. Para poder medir esta diferencia de potencial se adoptó un electrodo patrón que es el electrodo normal de hidrógeno, al cual, por convención y a cualquier temperatura, se le asignó el valor cero.

4.¿ Cual es la naturaleza de los rayos catódicos?
R=lson corrientes de electrones observados en tubos de vacío, es decir los tubos de cristal que se equipan por lo menos con dos electrodos, un cátodo (electrodo negativo) y un ánodo (electrodo positivo) en una configuración conocida comodiodo. Cuando se calienta el cátodo, emite una cierta radiación que viaja hacia el ánodo. Si las paredes internas de vidrio detrás del ánodo están cubiertas con un material fluorescente, brillan intensamente. Una capa de metal colocada entre los electrodos proyecta una sombra en la capa fluorescente. Esto significa que la causa de la emisión de luz son los rayos emitidos por el cátodo al golpear la capa fluorescente. Los rayos viajan hacia el ánodo en línea recta, y continúan más allá de él durante una cierta distancia. Este fenómeno fue estudiado por los físicos a finales del siglo XIX, otorgándose un premio Nobel a Philipp von Lenard. Los rayos catódicos primeramente fueron producidos por los tubos de Geissler. Los tubos especiales fueron desarrollados para el estudio de estos rayos por William Crookes y se los llamó tubos de Crookes. Pronto se vio que los rayos catódicos están formados por los portadores reales de la electricidad que ahora se conocen como electrones. El hecho de que los rayos son emitidos por el cátodo, es decir el electrodo negativo, demostró que los electrones tienen carga negativa.
Los rayos catódicos se propagan en línea recta en ausencia de influencias externas e independientemente de dónde se sitúe el ánodo, pero son desviados por los campos eléctricos o magnéticos (que pueden ser producidos colocando los electrodos de alto voltaje o imanes fuera del tubo de vacío - esto explica el efecto de los imanes en una pantalla de TV). El refinamiento de esta idea es el tubo de rayos catódicos (CRT), también conocido como tubo de Crookes (porque fue inventado el 1875 por William Crookes). El CRT es la clave en los televisores, los osciloscopios, y las cámaras de televisión vidicon.

5.¿Tipos de cargas eléctricas?
R=Por contacto
Ésta se da por el simple hecho de tocar un objeto sin carga con un objeto con cierta carga, en este caso ambos  
quedan cargadosde igual manera y se mantendrá un flujo constante de cargas hasta que la magnitud de las cargas de ambos cuerpos sea igual.
Por frotamiento
Éste se da al realizar en frotamiento entre dos cargas neutras, las cuales al frotarse entre sí, una se cargará positivamente y la otra negativamente
Por inducción
Ésta se realiza únicamente acercando un cuerpo "x" con carga positiva o negativa, a un cuerpo "y" neutro ( el cual se pone en contacto con "tierra" ),   y con este acercamiento se produce una interacción entre las cargas de los dos cuerpos, para que seguidamente al retirar "x" de "y" y quitarle a "y" el contacto con "tierra", el cuerpo "y" quede cargado eléctricamente ya sea positivo o negativo.
Por el Efecto Fotoeléctrico
Es un efecto de formación   y liberación de partículas cargadas que se produce en la materia cuando ésta es   irradiada con luz u otra radiación   electromagnética.   En el efecto fotoeléctrico externo se liberan electrones en la superficie de un conductor metálico al absorber energía de la luz que incide sobre dicha superficie.
Por Electrólisis
La   mayoría   de   los   compuestos   inorgánicos   y algunos   de los orgánicos
se ionizan al fundirse o cuando se disuelven en agua u otros líquidos,   sus moléculas   se disocian en especies químicas cargadas positiva y negativamente. Si se coloca un par de electrodos en una disolución de un electrólito   y   se conecta   una   fuente   de corriente continua entre ellos, los iones positivos de la disolución se mueven hacia el electrodo negativo y los iones negativos hacia el positivo. Al llegar a los electrodos, los iones pueden ganar o perder electrones y transformarse en átomos neutros o moléculas; la naturaleza de las reacciones del electrodo depende de la diferencia de potencial o voltaje aplicado.
Por efecto Termoeléctrico
Es   la   electricidad generada   por   la aplicación de calor a la unión de dos materiales diferentes. Si se unen por ambos extremos dos alambres de distinto material (este circuito se denomina termopar), y una de las uniones se mantiene a una temperatura superior   a   la otra,   surge una diferencia   de   tensión   que   hace fluir   una   corriente eléctrica entre las uniones caliente y fría. Este fenómeno fue observado por primera vez en 1821 por el físico alemán Thomas Sebe, y se conoce como efecto Seebeck.

7.¿Por que las sustancias emiten luz al calentarse?
R= Porque al calentar una sustancia lo que haces es exitar los átomos que la componen.
Cuando se exita un atomo de un objeto lo que ocurre es que los eslectrones de ese átomo saltan de sus orbitales a uno de menor energia, cuando ocurre esto se despide energia en forma de luz, o fotones. 

8.¿A que se le llama un espectro luminoso?
R=ESPECTRO LUMINOSO
El espectro luminoso es la figura que se logra cuando se descompone la luz haciéndola pasar por un prisma o por una red de difracción.

9.¿Que es un espectro electromagnético?

R=Se denomina espectro electromagnético a la distribución energética del conjunto de las ondas electromagnéticas. Referido a un objeto se denomina espectro electromagnético o simplemente espectro a la radiación electromagnética que emite (espectro de emisión) o absorbe (espectro de absorción) una sustancia. Dicha radiación sirve para identificar la sustancia de manera análoga a una huella dactilar. Los espectros se pueden observar mediante espectroscopios que, además de permitir observar el espectro, permiten realizar medidas sobre el mismo, como son la longitud de onda, la frecuencia y la intensidad de la radiación.
El espectro electromagnético se extiende desde la radiación de menor longitud de onda, como los rayos gamma y los rayos X, pasando por la luz ultravioleta, la luz visible y los rayos infrarrojos, hasta las ondas electromagnéticas de mayor longitud de onda, como son las ondas de radio. Se cree que el límite para la longitud de onda más pequeña posible es la longitud de Planck mientras que el límite máximo sería el tamaño del Universo (véase Cosmología física) aunque formalmente el espectro electromagnético es infinito y continuo.

10.¿Por que se dice que los espectros de líneas son como huellas dactilares?
R=Debido a que la sustancia que se utiliza para analizar en el espectofotometro solo tiene esas cualidades, dicho de otra manera ningún otro compuesto, sustancia, etc, tiene las mismas características. Dicho de otro modo son como huellas digitales nadie tiene la misma huella digital.

Otra razón podría ser que en los espectros de IR, RMN, Espectroscopia de masa tiene una sección de "huella Digital" esto quiere decir que si no puedes leer el espectro con los datos que te dan los primeros "picos" te puedes pasar a la región de huella digital ya que ahí encuentras grupos orgánicos que generalmente no se ven en la región normal.



EXPERIMENTO 1. ELECTRIZACIÓN POR FROTAMIENTO Y CONTACTO
OBJETIVO: Conocer el mecanismo de electrización por frotamiento y por contacto, para establecer que la materia tiene cargas eléctricas

HIPÓTESIS:
¿POR QUE AL SER FROTADOS ALGUNOS CUERPOS SE ATRAEN?
NUESTRA HIPÓTESIS:
A que se debe que se atraen o se repelen los cuerpos 

COMO HACERLO:
1.Frota la barra de plástico con la piel de conejo y acercala a unos trocitos de papel observa posteriormente frota la barra de vidrio con en paño de seda y acercala a unos trocitos de papel.

2.Frota la barra de plástico con la piel de conejo y con ella toca la esfera de uno de los péndulos; repite la operación con el otro péndulo. Enseguida acerca los dos péndulos.

OBSERVACIONES:
1. ¿QUE SUCEDE QUE AL ACERCAR LA BARRA DE PLÁSTICO A LOS PLÁCITOS DE PAPEL?

se pegan los torsos de papel ya que estan cargados de energia 

2.¿QUE SE OBSERVA CUANDO SE ACERCA LA BARRA DE VIDRIO A LOS TROCITOS DE PAPEL?

se pegan pero mucho menos, a diferencia de la barra de plastico se atraen mas pedasos de papel que en la de vidrio 

3.¿QUE SUCEDIO AL ACERCAR LAS DOS ESFERAS ?

En la de plastico se separan y en la de vidrio no paso nada; seguramente paso por que las cargas eran iguales y se repelieron, cuando las descargamos a ambas esferas se pegaron porque no estaban cargados.

sábado, 15 de septiembre de 2012

LAURA MONSERRAT RODIRGUEZ SORIANO

¿QUE ESPERO ?

Yo espero pasar la materia, aprender mucho mas de lo que se ahora y además espero poder poner lo que aprendamos en clase en practica.y solo deseo que esta sea una materia fácil (no que se pase fácil si no para comprender).
En lo personal la materia me gusta por que no solo es ve lo que muchos no quieren desde lo mas chico hasta lo visible.

LORENA ZARAI BARRERA ALVAREZ

¿QUE ESPERO?

Pasar la materia ya que es una de mis favoritas y además es mi área de estudio por que a mi me gusta mucho
y tengo la facilidad de aprender, entender, y seré mas capaz de explicar a mis compañeras de equipo.



LAURA ALEJANDRA CARDENAS ANDRADE

 ¿QUE ESPERO?


Yo espero pasar la materia con una excelente calificación además quiero aprender mucho.
aunque la materia no se a mi fuerte espero que este año pueda aprender lo que en otros no pudo ser.
pero le hechare muchas ganas para entender lo que se vea en clase

martes, 4 de septiembre de 2012

inicio

En este blog se tendrá información de algunos conceptos referentes a la materia química y por tanto deben ser confiables y ademas los comentarios deben ser solo si no se entendio el contenido o cualquier duda no para burla

gracias