En 2021 estamos acostumbrados a manejar dispositivos de almacenamiento de datos portátiles tales como pendrives, discos duros externos o tarjetas de memoria con capacidades que nos hacen olvidar a los antiguos disquetes. Los primeros, flexibles y de 5,25 pulgadas de diámetro, tenían capacidades del orden de 128 Kb, mientras que ahora un pendrive normalito tiene una capacidad de 64 Gb (¡unas 500000 veces más, casi nada!). Y ya no hablamos de los discos duros, con capacidades de hasta varios Tb (recuerdo que 1 Tb son 1000 Gb).
Todo esto viene al hilo de las fotos que me he encontrado de uno de los primeros aparatos fabricados en el mundo: el 305 RAMAC (1956), el primer superordenador con una de estas unidades para almacenar datos, pesaba más de una tonelada. No hay mas que ver cómo tenían que transportarlo. ¡Y eso que su memoria solamente tenía 5 Mb!
El desarrollo de la Física ha tenido mucho que ver en la reducción del tamaño de los componentes y en el aumento de su eficacia.
Fueron muchos los físicos que durante el primer cuarto del siglo XX contribuyeron a dar forma al modelo de átomo que todavía se utiliza hoy en día.
En la fotografía siguiente puedes verlos a prácticamente todos, durante la V Conferencia Solvay, celebrada en Bruselas en 1927. Se dice que es la mayor concentración de premios Nobel jamás fotografiada. Fíjate en que solamente hay una mujer, Madame Curie; eso sí, es la única galardonada de entre todos ellos galardonada con los premios Nobel de Física y de Química.
La tecnología moderna permite "retocar" fotografías y obtener resultados tan espectaculares como el siguiente, con la imagen "coloreada".
"Entre los méritos acumulados por todos esos científicos podemos encontrar numerosas muestras de genialidad.
Por ejemplo, el suizo Auguste Piccard ascendió hasta la estratosfera a bordo de un globo y más adelante exploró las profundidades marinas con un batiscafo.
El alemán Max Planck fue uno de los fundadores de la teoría cuántica, siendo suyas la ley de Planck y la constante de Planck.
La polaca nacionalizada francesa Marie Curie, Nobel en física y química, una de las mujeres científicas más famosas de todos los tiempos, estudió la radiactividad y descubrió el radio y el polonio.
Por su parte, Hendrik Lorentz trabajó en la radiación electromagnética y ayudó a poner las bases de la teoría de la relatividad.
El británico Paul Dirac fue uno de los impulsores de la mecánica cuántica, siendo el descubridor de la ecuación de Dirac, que describe al electrón.
Naturalmente, Albert Einstein fue el científico más popular de la historia, desarrollando las icónicas teorías de la relatividad (especial y general), y trabajando hacia la unificación de las fuerzas gravitatoria y electromagnética en una sola teoría.
El austríaco Erwin Schrödinger fue otro puntal de la mecánica cuántica e hizo importantes contribuciones a la termodinámica, recordándose su conocida ecuación de Schrödinger y su famosísimo experimento del gato.
El estadounidense Arthur Compton descubrió el efecto que lleva su nombre y trabajó en el desarrollo de la energía nuclear.
No menos importante fue el francés Louis-Victor de Broglie, que propuso la dualidad onda corpúsculo e hizo avanzar la mecánica cuántica.
En este mismo campo, Wolfgang Pauli ideó el principio de exclusión, situando a los electrones del átomo en posiciones con energías siempre distintas.
El alemán Werner Heisenberg postuló el ya mencionado principio de incertidumbre, que se convirtió en crucial para desarrollar la teoría cuántica.
Igualmente trascendental fue la aportación de Charles Wilson, quien inventó la cámara de niebla, que permitió visualizar el movimiento de las partículas ionizadas y la radiación.
Por último, mencionemos a Niels Bohr, quien efectuó grandes avances en el conocimiento de la estructura del átomo y en la propia mecánica cuántica."
Lo que resulta menos conocida es la filmación que se hizo a la salida de una de las reuniones de la conferencia, en la que se ve en vivo y en directo a casi todos los participantes.
Fíjate en el vídeo: lo que está haciendo la atleta es saltar dando una voltereta hacia atrás, aunque no lo parezca, porque la escena se ha filmado haciendo girar la cámara a la misma velocidad que el salto, y así parece que la atleta está siempre en el mismo sitio. ¡Otra forma de ver que el movimiento es relativo y depende del sistema de referencia!
Por cierto, esta técnica se ha utilizado en películas como Gravity para filmar escenas en las que la protagonista está quieta y se hace girar la cámara, pero al ver la peli ¡parece que es ella la que está girando!
Debe ser que ya no recuerdo cómo me explicaron hace tropecientos años cómo se calculaba el cuadrado de un binomio, aunque me temo que fue por decreto-ley, de esos que aparecen en el BOE.
El caso es que me quedo con la boca abierta cuando encuentro cosas como esta. Ya había visto gráficos parecidos, pero es qué este me resulta particularmente visual, claro y chulo de verdad.
La forma más frecuente de hablar de la entropía es relacionándola con el desorden de los sistemas, de forma que cuanto más desordenador está, mayor es su entropía. Así, un gas tiene más entropía que un líquido porque sus partículas están más desordenadas al ocupar totalmente el recipiente que las contiene. También decimos que desorden equivale a grado de desconocimiento de las propiedades del sistema, como la velocidad y posición de las partículas.
Además, también decimos que el desorden del Universo nunca disminuye, de forma que en un proceso dado permanece constante o aumenta. Estas dos ideas son suficientes para resolver situaciones de análisis de la espontaneidad de los procesos.
Pero ahora vamos a profundizar un poco más, viendo el concepto de entropía desde el punto de vista de la Termodinámica Estadística, es decir, de sistemas formados por un número enorme de partículas, en los que hay que analizar de cuántas formas se puede configurar el sistema y cuál es la más probable.
En el vídeo se explica desde ese punto de vista por qué se funde el hielo o se desinfla un neumático pinchado. Se basa en analizar las distintas formas de distribución de la energía en un sistema, dando lugar a diferentes "microestados", de forma que la distribución más probable desde el punto de vista estadístico es aquella en la que la energía está repartida por igual en el sistema, está más dispersa.
En el caso del vídeo la probabilidad es mayor en el caso en que la energía está repartida entre las dos partículas por igual con un 21% de probabilidad, mientras que estar toda en una de las dos partículas tiene solamente el 1%. Si aumenta un poco el número de posibles microestados, la diferencia es muchísimo mayor, de manera que pasar energía de un microestado de menor energía a otro de mayor energía tiene una probabilidad del orden de 10-30 en el caso que se plantea.
En el caso de sistemas reales la diferencia de probabilidad entre estados es todavía muchísimo mayor Fíjate en el caso de una caja con dos mitades y pelotas que se mueven aleatoriamente dentro de ella. En el siguiente vídeo se analiza la situación utilizando la combinatoria, probabilidades y estadística (¡matemáticas a tope!), aplicando las conclusiones a un recipiente con gas hidrógeno.
En resumen, los sistemas evolucionan hacia situaciones en las que la energía está repartida de igual forma entre sus componentes, más dispersa entre ellos, que es la más probable. Esa es la situación de máximo desorden y marca la tendencia de la evolución espontánea de los sistemas.
Pero hay que tener en cuenta que más probable no indica seguridad absoluta. Por ejemplo, si se cae un vaso de vidrio desde varios metros de altura y choca contra un suelo duro, lo que esperamos es que rompa en trozos desiguales que salen disparados en todas las direcciones. Pero existe una posibilidad de que quede tal cual estaba antes de caer, sin romperse, aunque prácticamente nula. ¡No pruebes, porque no lo vas a ver!
¡Mira lo que hace Tim Blais en su "Entropic time", con todo evolucionando hacia atrás! Es una adaptación muy particular de una canción de Billy Joel, "For the longest time", como ya vimos hace tiempo en una entrada en este blog. ¡Y en otra entrada también hacíamos referencia a la canción "The second law" de Muse!
De entre todos los vídeos alojados en la web educativa Ted ed hay una lista que me resulta particularmente interesante: "La ciencia de los superhéroes. Si los superpoderes fueran reales".
Se trata de seis vídeos que abordan los superpoderes más conocidos que tienen los superhéroes de la ciencia-ficción: superfuerza, supervelocidad, vuelo, masa corporal, inmortalidad e invisibilidad. ¡Casi nada!
Todos son muy buenos, se desarrollan con formato de cómic y además tienen una locución en inglés absolutamente genial que los hace SUPERdivertidos. Además, puedes activar subtítulos en español, que siempre es una ayuda.
Los puedes localizar en este enlace, pero aquí los tienes uno tras otro. ¡Disfruta con ellos y ten en cuenta que dan juego para unas cuantas horas en el aula!
¿Y qué puede tener de friki una plataforma educativa? Pues eso mismo, que sus contenidos aun no siendo estrictamente curriculares, casi siempre lo rozan y son sencillamente geniales, no sólo por los temas que se abordan, sino, sobre todo, por la forma de presentarlos: vídeos de 4 o 5 minutos con animaciones sencillas pero eficaces y muy divertidas, con una locución casi siempre en inglés y muy bien hecha, y además con posibilidad de visualizar subtítulos en castellano.
Para ver los contenidos hay dos vías. La primera es entrar en la web clicando en la imagen.
Para ver contenidos relacionados con la Física y con la Química, ir entrando en Descubrir - Lecciones - Asignaturas -Tecnología científica. Ahí puedes encontrar vídeos como los dos siguientes:
El movimiento invisible de los objetos inmóviles
La verdadera historia detrás del Eureka de Arquímedes
Después de ver cada vídeo se plantean cuestiones de elección múltiple sobre su contenido, se puede profundizar en el tema o incluso mejorar la lección (todo con registro gratuito previo).
La segunda vía es entrar en el canal de vídeo de la plataforma (clica en la imagen).
Lo más práctico es entrar en Listas de reproducción (Playlist), donde salen agrupados por temas, porque en Vídeos salen todos los que hay, que son muchos, casi 1800 hasta ahora. La lista Actions and Reactions es la que más vídeos de nuestro interés contiene, pero no es la única. Dos ejemplos:
Cómo la polaridad hace que el agua se comporte de forma extraña
Cómo acelerar las reacciones químicas y conseguir una cita
Solamente has visto cuatro vídeos, así que no tienes más que investigar para encontrar muchos otros que seguro que te parecen interesantes.
En un partido amistoso entre las selecciones de Italia y Brasil, el jugador brasileño Roberto Carlos marcó uno de los goles más famosos de la historia del fútbol. Fue un lanzamiento de falta directo a portería, en el que el balón trazó una trayectoria que salvó la barrera italiana por fuera y acabó entrando pegado al poste. ¡Cada vez que lo veo no puedo evitar poner cara de asombro!
La Física justifica cómo es posible que el balón pueda seguir ese camino. En el vídeo siguiente se explica de forma muy sencilla, pero que permite entender lo que hay que hacer para conseguirlo. ¡Los dibujos son geniales!
Aquí va ahora uno de los muchos que ha marcado el especialista en estas lides, Leo Messi. Se observa perfectamente como el balón gira sobre sí mismo, lo que hace que se produzca el efecto Magnus.
De la misma forma se explican los goles olímpicos, marcados en lanzamiento de esquina directo. Aquí puedes ver unos cuantos, absolutamente espectaculares (que conste que no es nada fácil conseguir marcar un gol así).
Como en la Física de 1º de BAC se trabaja la composición de movimientos, es frecuente recurrir al fútbol, el baloncesto o el tenis para proponer problemas de lanzamiento horizontal y oblicuo en situaciones ideales, considerando los objetos como masas puntuales. Estos vídeos nos acercan a la realidad de esos lanzamientos.
