UNIVERSIDAD NACIOANAL DE HUANCAVELICA CURSO FISICA III

"AO DE LA INVERSION DE LA INDUSTRIA RESPONSABLE Y EL COMPROMISO CLIMATICO"

CURSO : FISICA IIIDOCENTE : Mg. Scs. ESTEVEZ PAIRAZAMAN,ManuelALUMNO : QUISPE BUENDIA,Raul Florentino CICLO : NIVELACION angaraes 2014

Dedico el presente trabajo a todas las personas que inspiran en investigar del presente avance de la tecnologa en el mundoAlumno

INTRODUCCIONGracias a la revolucin industrial el desarrollo de la minera ha tenido un cambio notorio ya que dicha revolucin trajo consigo un avance tecnolgico, lo cual permiti la elaboracin de instrumentos modernos, mejorando el desarrollo tecnolgico y megaproyectos de alto costo y los avances de industrias nucleares en los pases. A partir del ao 1945 de la segunda guerra mundial con el lanzamiento de bomba Atmica en Hiroshima y Nagasaki los pases de Europa han realizado proyectos de alto costo en investigacin y desarrollo de la nueva era, de aqu en adelante el hombre pienso sobre la era espacial y la aparicin de computadoras que ya controlaban la mejora del servicio en investigacin juntamente avanzaba la tecnologa.De luego en el ao 1960 los estudios y avances cientficos de URSS controlaron el lanzamiento de un satlite espacial que duro varios das finalmente llegaron concretar aqu el hombre llego pesar a la Luna.En la actualidad en el siglo XXI, el mundo se caracteriza por la construccin y el desarrollo de tecnologas tales como la Fisin Nuclear, la fbrica de Armamientos Nucleares entre ejes del estado, sistemas robticos para seales de Informacin en la Planeta Marte y el estudio de nanotecnologa, y los megamateriales que es novedad en el mundo.Esto es una tarea tan importante como se va caminando el desarrollo cientfico y el avance en el mundo.

El Alumno.

NDICEIntroduccin

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ndice general

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Los megamateriales y el avance de tecnologas

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Quinto Estado de la materia..

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La capacidad de energa almacenada por hombre.

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El estado BOSE EINSTEIN..

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Superconductor elctrico en actualidad.

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Superfluidez y Superconductividad.

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Conclusiones..

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Bibliografa...

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LOS MEGAMATERIALES Y EL AVANCE DE TECNOLOGASBREVE ESTUDIO: En los albores del siglo XXI, el mundo se caracteriza por la construccin y el desarrollo de tecnologas tales como la Fisin Nuclear, la fbrica de Armamientos Nucleares entre ejes del estado, sistemas robticos para seales de Informacin en la Planeta Marte y el estudio de nanotecnologa avanzada en el mundo gracias al conocimiento de la ciencia, la existencia de una economa global, el desarrollo sustentable (que debe lograrse dada la existencia de recursos naturales finitos), que nos llevan a la necesidad de trabajar con mayor propiedad el concepto de interdependencia, y a las universidades a ser ms abiertas a un entorno dinmico y cambiante, en donde es necesario trabajar en el uso y desarrollo de nuevas tecnologas para el aprendizaje y a desarrollar mejor el concepto de aprendizaje durante toda la vida.INNOVACIN TECNOLGICA. Es el aparato productivo con fases de descubrimiento tecnolgico y comercializacin posterior. Todo apoyado en inversin, en infraestructura fsica, en recursos humanos y en tiempo para situar despus los nos encontramos frente a la informacin y el conocimiento. Surge la ciencia del entretenimiento por la mayor esperanza de vida. En Estados Unidos la mitad del PIB est representado por el avance en entretenimiento. La biotecnologa es otro campo que tendr dominio en el 2100 por va de la gentica. Desarrollo de megamateriales (2200-2300), la fsica cuntica, la neobiotecnologa, la fsica de alta tensin, las herramientas moleculares. Por el 2100 vendr una nueva era atmica con la fusin, un importante desarrollo del lser, los istopos de hidrgeno y del helio. Habr una nueva era espacial hacia los viajes extraterrestres. Francisco Mojica, nos habla en su comentario la batalla mundial en funcin de la distribucin del capital, en donde estaran presentes dos bandos: en el primero, los pases ms acaudalados del planeta (TLC, UE, Oriente) en asocio con las empresas multinacionales, la OMC, el FMI y el BM; en el bando opuesto, los pases pobres y la comunidad civil internacional (ONG, partidos verdes, grupos de derechos humanos). En la actualidad en el mundo presenta una preocupacin creciente de los pases a nivel mundial con miras a lograr un desarrollo sostenible, considerando las acciones humanas y sus efectos sobre el medio ambiente. As, pese a que cambios significativos en el campo econmico, poltico y social, han influido enormemente en la disponibilidad de recursos para tal fin, se han lanzado en todo el mundo esfuerzos muy importantes para promover el desarrollo sostenible dentro del sistema de la ONU, incluyendo el Banco Mundial y el Global Enviroment Facility.La competitividad mundial ha trado como consecuencia la necesidad de invertir fuertes sumas de dinero en investigacin cientfico como. El desarrollo de la microelectrnica, el surgimiento de la informtica robtica. La Convergencia Digital, est permitiendo el manejo simultneo de la voz, los datos y la imagen. Transporte instantneo de bienes inmateriales e el trfico mundial La invencin de la fibra ptica, cuya velocidad opera a la velocidad de la luz. Ha evolucionado el videotexto, el telefacsmil, la videograbadora, etc. Hacia el ao 2100, el conocimiento del genoma humano y de otros organismos vivos permitir el desarrollo de la era bio-cientfica, dando lugar a dos tendencias: la biotecnologa y la bioingeniera, la primera orientada a incrementar la produccin agrcola y animal. Entre los aos 2200 y 2300, se har dominante la era de los megamateriales, consistente en el ensamblaje, desensamblaje y reconstruccin de materia a nivel atmico y subatmico, para lo cual ser necesario estudiar los diez mil estadios y configuraciones de la materia, que redundar en la generacin de nuevos materiales; proceso que si bien ya se ha iniciado, requiere de trabajarse an ms, con miras a lograr aplicaciones comerciales. Ya entre los aos 2100 y 2500, se har presente la era de la energa atmica, necesaria por el agotamiento de las formas tradicionales de energa, que son el petrleo y el carbn. La primera es la energa termonuclear, que al decir de Molitor, prev su marcha entre 2025 y 2050, aunque Halal estima que su uso comercial en produccin de electricidad podra comenzar en 2030, y que antes (2016) podran tener vigencia formas alternas de energa, tales como los paneles fotovoltaicos que convierten luz solar en electricidad, y el uso de clulas de combustin por fuerza elica hacia el 2025. Hacia finales del milenio, Molitor destaca el desarrollo de la era espacial. Halal prev que en 2015 estara establecida una base lunar permanente, que en 2022 ocurrira la primera misin tripulada a Marte y que en 2023 aparecera el primer avin hipersnico para vuelos comerciales.

Actualmente los pases ms avanzados del mundo como los EE.UU. Japn, Corea del Norte Alemania y Rusia, estn realizando estudios de alto inversin que sobrepasan de 1,000 millones de dlares. Para el desarrollo de nanotecnologa, los megamateriales y los de nano medicina es probable tambin estudio de nuevo capacitores para el almacenamiento de energa elctricas, esto por el cauce de agotamiento de hidrocarburos y la fuente de agua en el mundo por el cambio climtico producido por el mismo hombreUSOS EN LA ACTUALIDADNANOTECNOLOGIA APLICADA EN ELECTRONICA.- En el campo de la ingeniera electrnica, las nanotecnologas se emplean, en el diseo dedispositivos de almacenamientodedatosde menor tamao, ms rpidos y con un menorconsumode energa.NANOROBOTS.- Se han fabricado nanorobots, existen mltiples diseos de stos es decir pueden hasta ser modificaciones declulasnormales llamadas tambin clulas artificiales.VELOCIDAD DE PROCESAMIENTO.-Elprocesadorcentral del nanorobot solo poseer unavelocidadde 106-109operacionespor segundo.NANOTECNOLOGA APLICADA EN MEDICINA.- Existe unproyectoaplicado a la parte de medicina, el cual es llamado "Ingeniera Inyectable DeTejidos". En donde se dejaran atrs las cirugas, especficamente el trasplante de rganos.LA NANOTECNOLOGA APLICADA AL MEDIO AMBIENTE.- La Nanotecnologa podra ser la tecnologa salvadora delplaneta Tierra, que se vera favorecida con la creacin de nuevos materiales, duraderos y capaces de no contaminar.EL GRAN COLISIONADOR DE HADRONES.- l est construyendo el acelerador de partculas ms grande y potente del mundo el LHC, un anillo de 27 km de circunferencia. Las colisiones ms energticas que jams se hayan producido en un laboratorio. Los fsicos estn ansiosos por saber qu revelarn estas colisiones, que se registrarn con cuatro inmensos detectores: ALICE, ATLAS, CMS y LHCb. Con ellos, los fsicos quieren investigar nuevos fenmenos relacionados con la materia, la energa, el espacio y el tiempo.FUTUROS APLICACIONES MODERNOS Los magamateriales Almacenamiento,producciny conversin deenerga. Armamento y sistemas de defensa. Tratamiento y remediacin de aguas. Remediacin de lacontaminacinatmosfrica. Deteccin y control deplagas. Cambios trmicos moleculares (Nanotermologa).LA CAPACIDAD DE ENERGA ALMACENADA POR HOMBRE.La experiencia misma nos ensea cuanto de capacidad el hombre ha almacenado la energa durante toda su vida en la tierra el campo de los sistemas de acumulacin est en constante evolucin, lo que hace que a las tecnologas ya existentes se le vayan sumando, En la actualidad existen diversos sistemas de acumulacin de energa hecho por el hombre para almacenamiento de aire comprimido, volantes de inercia, ultracapacidades, bateras, sistemas de bombeo hidrulico, etcQUINTO ESTADO DE LA MATERIA BOSE - EINSTEINESTADOS DE LA MATERIA: Una sustancia puede ser slida, lquida, gaseosa, plasmtica, estado Bose Einstein (Quinto estado de la materia), Estado Ferminico. (Sexto estado de la materia).BREVE ESTUDIOLa experiencia de la vida misma nos ha permitido observar fenmenos muy interesantes ligados con la transformacin o cambios en una misma sustancia de un estado a otro. Un ejemplo es la condensacin del agua lquida en hielo, o del vapor en lquido. Fenmenos muy comunes y a la vez enigmticos e intrigantes, muy relacionados con el cambio de temperatura de los tomos o molculas de las sustancias. Con el advenimiento de la nueva ciencia de la mecnica cuntica, en del siglo pasado, se descubri que en la naturaleza ocurre otro tipo de condensacin de la materia a temperaturas cercanas al cero absoluto.Es notable que este nuevo estado fuera predicho por los fsicos Satyendra Nath Bose (India) & Albert Einstein (Alemania) en 1924. Analizando las ecuaciones de la estadstica que siguen los gases Bosnicos (Estadstica de Bose-Einstein), se vislumbr la posibilidad de que todos los tomos del sistema ocuparan el mismo estado cuntico, por debajo de una temperatura extremadamente baja (llamada temperatura crtica, Tc).El estado condensado de los tomos, es una forma de materia jams vista antes de esa fecha y sus propiedades son objeto de numerosas investigaciones en la actualidad.En qu consiste la condensacin de Bose-Einstein?La temperatura de cualquier objeto o cuerpo material est ligada intrnsecamente con el movimiento de sus componentes minsculos que lo conforman. Estos componentes son los tomos que conforman la materia. La sensacin de fro o calor que sentimos al interaccionar con los objetos son manifestaciones del movimiento aleatorio de los tomos en la estructura molecular que soporta a la materia en uso. Es obvio que estos movimientos no pueden originar la destruccin de la estructura misma de la materia, porque son movimientos en las inmediaciones de sus posiciones de equilibrio. Entonces, la temperatura describe realmente el rango de velocidades de una enorme cantidad de tomos juntos. Es decir, la velocidad de un tomo puede variar, pero el promedio de todos ellos no. Por lo tanto podemos inferir que la temperatura de cero grados (llamada tambin cero absoluto), sera aquella que no manifiesta movimiento alguno de los tomos. Es la temperatura terica ms baja posible que corresponde aproximadamente a .273.16 C.En la naturaleza, la temperatura observable de ms bajo valor ocurre en las profundidades del espacio externo, donde se alcanzan temperaturas aproximadas de 3 grados sobre el cero absoluto o cero grados Kelvin. Esta observacin tiene referencia terica con respecto a las teoras del origen del universo, la ms representativa es la del llamado Big-Bang. Por el momento, la teora del Big-Bang predice una temperatura de 3 grados sobre el cero absoluto de una radiacin de fondo que explicara la expansin del universo.EL CONDENSADO BOSE EINSTEIN: El fsico Eric Cornell, Carl Wieman y sus colegas del Instituto Nacional de Estndares y Tecnologas de la Universidad de Colorado (EEUU), lograron crear un estado de la materia diferente de los cuatro hasta ahora conocidos; slido, lquido, gaseoso y plasma Es notable que este nuevo estado fuera predicho por los fsicos Satyendra Nath Bose (India) & Albert Einstein (Alemania) en 1924. Analizando las ecuaciones de la estadstica que siguen los gases Bosnicos1 (Estadstica de Bose-Einstein), se vislumbr la posibilidad de que todos los tomos del sistema ocuparan el mismo estado cuntico, por debajo de una temperatura extremadamente baja (llamada temperatura crtica, Tc).

En honor a quienes predijeron su existencia, el nuevo estado de la materia recibi el nombre de Condensado de Bose-Einstein (BEC; por sus siglas en ingls). ste es el quinto estado de la materia, que brevemente trataremos.Condensado Bose - Einstein

En 1925, fsico indio Nath Bose postulo en que: Si un gas se enfriaba muy por debajo de los 0 C, sus tomos perdern energa, se frenaran y entonces s e uniran unos con otros para formar un supera tomo inslitoEl condensado presentaba unas propiedades exclusivas. El cubo de hielo cuntico recuerda a una cereza con una picadura insecto, salvo que su dimetro e s de 2x108 mm. As describieron sus observaciones los dos fsicos.Se interrog a los dos cientficos sobre la aplicacin de este estado de la materia. La respuesta fue: Se imaginan ustedes la construccin de relojes atmicos ms precisos o de cres atmicos con barrotes magnticos?.En la siguiente figura nos apreciamos imagen de la nube de tomos para distintos valores del escalpelo (evap). A partir de estas imgenes, se pudo determinar la distribucin espacial y de velocidad, y de stas, la temperatura y densidad central de la nube.

Originalmente, la estadstica de Bose-Einstein fue deducida para los cuantos de luz o fotones, sin embargo, Einstein estudio la posibilidad de aplicarla a partculas materiales. Durante estos anlisis, Einstein se percat que a temperaturas por debajo de Tc, todas las partculas que constituan el gas pasaran a ocupar el mismo estado cuntico, correspondiente a la energa ms baja posible. Este resultado asombr a Einstein, ya que ningn sistema conocido, presentaba tal comportamiento. De manera visual, en la Figura se muestra la distribucin ms probable de un gas de bosones en equilibrio trmico para a dos temperaturas, por encima de Tc. En la Figura, vemos que a bajas temperaturas, la poblacin de los niveles menos energticos, aumenta rpidamente. Cuando el sistema se encuentra a una temperatura por debajo de Tc, el grfico se torna como la Figura 1b. Observe que se tienen un gran nmero de partculas (todas las del sistema) en los niveles de energa ms bajos posibles. Este efecto, produce un salto en la funcin de distribucin, muy cerca del origen del grfico. Cuando esto ocurre, se ha alcanzado el BEC.La condensacin de Bose-Einstein (CBE) es un fenmeno de cambio de fase. Entonces lo interesante es indagar la temperatura crtica a la que puede ocurrir este cambio de fase. Veamos, cuando se tiene una temperatura alta, la funcin de distribucin de tomos por su impulso es (Pitaevsky, 1998).

SUPERCONDUCTOR ELCTRICO EN ACTUALIDAD. Se denominasuperconductividada la capacidad intrnseca que poseen ciertos materiales para conducircorriente elctricasinresistenciani prdida deenergaen determinadas condiciones. Laresistividad elctricade unconductormetlico disminuye gradualmente a medida que latemperaturase reduce. Sin embargo, en los conductores ordinarios, como elcobrey laplata, las impurezas y otros defectos producen un valor lmite. Incluso cerca decero absolutouna muestra de cobre muestra una resistencia no nula. La resistencia de un superconductor, en cambio, desciende bruscamente a cero cuando el material se enfra por debajo de sutemperatura crtica. La superconductividad ocurre en una gran variedad de materiales, incluyendo elementos simples como elestaoy elaluminio, diversasaleaciones metlicas y algunossemiconductoresfuertemente dopados. Desde 1956, los fsicos saben que en el superconductor la corriente elctrica no es transportada por electrones dividuales y s por parejas de electrones ligados. Los electrones son fermiones y, antes de poder formarse un condensado de Bose - Einstein, es preciso su emparejamiento. Los fsicos de Colorado decidieron imitar la formacin de esas parejas pero en vez de electrones produjeron un condensado de parejas de tomos sin estar ligados formando molculas y movindose simultneamente. Los investigadores enfriaron una muestra gaseosa del isto Potasio - 40 hasta los 300 nanokelvin, un nanokelvin es la mil millonsima parte de un Kelvin. El gas estaba contenido en una cmara de vaco; para manipular y juntar los tomos emplearon campos magnticos y haces de luz lser. El campo magntico distingue dos tipos de superconductores: los detipo I, que no permiten en absoluto que penetre un campo magntico externo (lo cual conlleva un esfuerzo energtico alto, e implica la ruptura brusca del estado superconductor si se supera la temperatura crtica), y los detipo II, que son superconductoresimperfectos, en el sentido en que el campo realmente penetra a travs de pequeas canalizaciones denominadasvrtices de Abrikosov, ofluxones.

En los metales elcalor especficoes una funcin de la temperatura. Cuando la temperatura es muy baja, pero el metal est en el estado normal (es decir, cuando an no est en estado superconductor) el calor especfico tiene la forma

Donde a y b son constantes que se pueden medir mediante experimentos. El primer trmino (el trmino lineal) refleja la conduccin elctrica, mientras que el segundo trmino el que vara con el cubo de la temperatura.

SUPERFLUIDEZ Y SUPERCONDUCTIVIDAD:

La superconductividad. Es un condensado en sta son los pares de Cooper (asociaciones de una pareja de electrones) los que se comportan como un bosn y decae al nivel fundamental. La superconductividad est caracterizada por la ausencia de resistencia elctrica.

La superfluidez. Es otro condensado el Helio cuando se enfra se lica, si seguimos enfriando los tomos de Helio (que son bosones) descienden al nivel de mnima energa. Esto hace que los tomos no adquieran energa por friccin, lo que hace que no se disipe energa por movimiento. El resultado es una ausencia casi completa de viscosidad.

Instrumento de medicin Amplificador primario de voltaje

CONCLUSIONESEste estudio es tan importante para una investigacin entorno en nuestra Universidad para que sirven los megamateriales y que beneficios traer para el hombre en los prximos tiempos.Un peligro que puede tener el nano invento es sin duda si ste se puede replicar. La mayora de la gente cuando escucha que una maquina pudiera auto replicarse teme que sta pueda salirse de control de las manos delhombre.El rol del estudio universitario en nuestro pas, en la mayora de las universidades nos preocupa porque no hay investigacin cientfica y carecemos de laboratoriosEl estado poco o nada se preocupa sobre las Universidades del pas, lo cual implica en amrica latina no hay avances tecnolgicas.El rol que desempea la innovacin tecnolgica en la era de globalizacin econmica y productiva, es incuestionable desde la perspectiva de la competencia y competitividad. En la actualidad se ha desarrollado una acentuada divisin internacional del trabajo en la investigacin de nuevos mtodos para el desarrollo de tecnologa en los pases avanzados.Respecto al quinto estado de la materia la condensacin de Bose-Einstein (CBE) es un fenmeno es tambin interesante es indagar la temperatura crtica a la que puede ocurrir este cambio de fase. Los superconductores en los prximos tiempos su uso ser de mucha importancia para la poblacin mundial, cuando se agota la energa elctrica.

BIBLIOGRAFA:Fundacin de estudios de investigacin de mega materiales Europa - 2001 Manual de Experimento de la fsica University la Habana - CubaManual de Instituto Tecnolgico de California, publicado en ao - 1959Manual de Proyecto institucional tcnica laUniversidaddeToronto - CanadManual de Tecnociencia Mxico 2007 Volumen 09Materia Condensada de la Sociedad Fsica Europea, 15va Conferencia 1996Pgina 9