domingo, 1 de mayo de 2011


1.- Rayo láser

Se usa un emisor láser de tipo común (llavero). Al apuntar con el emisor a una superficie se puede observar un punto rojo que corresponde a la incidencia del rayo láser sobre esa superficie. Si se espolvorea un polvo entre el emisor y el punto se puede observar el rayo láser debido a la reflexión del mismo en las partículas de polvo.

2.- Rayo láser dentro de una caja

Se utiliza una caja de vidrio transparente dentro de la cual se coloca un poco de humo. Desde la parte externa de la caja se activa un emisor láser de tipo común (llavero), se puede observar el rayo solamente dentro de la caja fuera de ella no se percibe.

3.- Rayo láser a través del agua

Se utiliza una caja de vidrio transparente con agua en la cual se ha agregado un poquito de leche. Se emite un rayo láser en la parte externa y se dirige de tal manera que atraviese la caja. Se puede observar que el rayo se ve claramente dentro de la caja pero no se percibe fuera de ella.

4.- Trayectoria de la luz en una superficie transparente

En una pecera que contiene humo se coloca un vidrio transparente en posición vertical. Al hacer incidir un rayo láser, formando un ángulo con la superficie de trasparente, se puede observar que parte del rayo atraviesa la superficie y otra parte se refleja en la misma, siendo de menor intensidad el rayo reflejado.

5.- Trayectoria de la luz en una superficie semitransparente

En una pecera que contiene humo se coloca un vidrio semitransparente en posición vertical. Al hacer incidir un rayo láser, formando un ángulo con la superficie semitransparente, se puede observar que parte del rayo atraviesa la superficie y otra parte se refleja en la misma, siendo de mayor intensidad el rayo reflejado.

6.- Trayectoria de la luz en una superficie no transparente opaca

En una pecera que contiene humo se coloca una superficie no transparente opaca en posición vertical. Al hacer incidir un rayo láser, formando un ángulo con esa superficie, se puede observar que el rayo no se refleja.

7.- Trayectoria de la luz en una superficie no transparente reflectante

En una pecera que contiene humo se coloca un espejo en posición vertical. Al hacer incidir un rayo láser, formando un ángulo con esa superficie no transparente, se puede observar que el rayo se refleja.

8.- Reflexión especular de la luz

Se utiliza una pecera que contiene un poco de humo. Al hacer incidir un rayo láser, proveniente de un apuntador, sobre un espejo colocado en su base, se puede observar que el rayo se refleja de forma nítida.


9.- Reflexión difusa de la luz

Se utiliza una pecera que contiene un poco de humo. Al hacer incidir un rayo láser, proveniente de un apuntador, sobre una superficie corrugada colocada en su base, se puede observar que el rayo se refleja de manera difusa.

10.- Ley de la Reflexión de la Luz

Se utiliza una pecera que contiene un poco de humo. Al hacer incidir un rayo láser, proveniente de un apuntador, sobre un espejo colocado en su base, se puede observar que el ángulo del rayo incidente es igual al ángulo del rayo reflejado.

11.- Doble reflexión en espejos que forman 90º

Se dispone de dos pequeños espejos que forman 90º entre sí y se encuentran ubicados dentro de una caja de vidrio transparente con humo. Al hacer incidir un haz de rayo láser en uno de los espejos y ajustarlo de tal manera que se refleje en el otro, se puede observar que el rayo de la segunda reflexión es paralelo al rayo incidente.

12.- Doble reflexión en espejos que forman 120º

Se dispone de dos pequeños espejos que forman 120º entre sí y se encuentran ubicados dentro de una caja de vidrio transparente con humo. Al hacer incidir un haz de rayo láser en uno de los espejos y ajustarlo de tal manera que se refleje en el otro, se puede observar que el rayo de la segunda reflexión es divergente con respecto al rayo incidente.

Doble reflexión de la luz 45º

Se dispone de dos pequeños espejos que forman 45º entre sí y se encuentran ubicados dentro de una caja de vidrio transparente con humo. Al hacer incidir un haz de rayo láser en uno de los espejos y ajustarlo de tal manera que se refleje en el otro, se puede observar que el rayo de la segunda reflexión es convergente con el rayo incidente, formándose un triángulo de rayos láser entre los espejos.
























































































Actividad. Semana 15 martes.

EQUIPO
NUEVAS TECNOLOGIAS,
NUEVOS MATERIALES
LASERES
SUPERCONDUCTORES,
FIBRA OPTICA.
FABRICACION Y UTILIZACION
1
células de combustible
Una nueva forma de producción energética ha estado En Desarrollo desde la carrera del espacio en el 1950'0s. Él’s no absolutamente una batería, pero él isn’t absolutamente un motor de combustión cualquiera. Las células de combustible se parecen ser la onda del futuro para la producción de la electricidad.


Pila de hidrógeno. La celda en sí es la estructura cúbica del centro de la imagen.
¿Qué es una celda de combustible? En principio, una celda de combustible opera como una batería. Genera electricidad combinando hidrógeno y oxígeno electroquímicamente sin ninguna combustión. A diferencia de las baterías, una celda de combustible no se agota ni requiere recarga. Producirá energía en forma de electricidad y calor mientras se le provea de combustible. El único subproducto que se genera es agua 100% pura.
2
Materiales luminiscentes para pantallas
Las pantallas convencionales, utilizan una luz de fondo para producir luz, así como unas capas de componentes ópticos para filtrarla y crear diferentes colores. la luz de fondo puede ser aumentada para mantener el brillo.
para un tubo de rayos catódicos de colores sobre una superficie interior de una placa frontal de la misma, la superficie interior del panel estando provista con una capa conductiva orgánica y volatilizable, y recubierta con una capa foto conductiva orgánica volatilizable, comprendiendo tal capa orgánica fotoconductiva una resina de poliestireno; '2,4-DMPBT' cono un material donador de electrones; y 'TNF' y '2-EAQ' como materiales receptores de electrones.


3
liberación dirigida de fármacos
El consorcio empresarial Nanofarma “ha trabajado en la mejora de las propiedades terapéuticas de los compuestos activos de las compañías a través de la investigación, diseño y desarrollo de sistemas de liberación adecuados para la vía de administración oral y parenteral, y con el denominador común de capacitarles para conducir selectivamente el fármaco al órgano, tejido o célula diana”, señaló el director general de PharmaMar. Para conseguir fármacos más eficaces y seguros en menos tiempo y con menos recursos, el proyecto “Sistemas de Liberación Dirigida de Fármacos” se ha llevado a cabo en 30 centros públicos de investigación, creándose así una potente red de colaboradores dirigida a la creación de sinergias.
En este proyecto se han invertido más de 33 millones de euros durante sus cuatro años de duración, del los que cerca de 15 han corrido a cargo del CDTI a través del programa CENIT.
Según Francisco Quintanilla, director general de Faes Farma, "la participación de las compañías en este tipo de consorcios supone un salto cuantitativo y cualitativo en los proyectos de investigación y permite una mayor alineación con el entorno competitivo e innovador que actualmente se impone como principal apuesta de avance y crecimiento".
En este proyecto se ha trabajado con más de 100 compuestos activos entre antitumorales, antiosteoporóticos, anticoagulantes y distintas moléculas destinadas a enfermedades neuronales, oculares e infecciosas. Con ellas se han utilizado más de 40 sistemas de liberación de fármacos, entre los que se incluyen liposomas, nanopartículas poliméricas y nanocápsulas, micropartículas, dendrímeros, dispersiones sólidas y promotores de absorción. Además, se encuentran en proceso de evaluación clínica un total de 6 moléculas o formulaciones para el tratamiento de cáncer, trombosis, diabetes por vía oral, Alzheimer y glaucoma.


4
materiales electro-crómicos inteligentes
Los materiales electrocrómicos se usan para controlar la luz y el calor. Aplicaciones recientes en el sector de transporte incluyen el control automático de la luz que refleja un retrovisor.
Los materiales electrocrómicos varían su color cuando se aplica una corriente eléctrica. Existen varias tecnologías con diferentes composiciones de materiales y estructuras.
Se aplica una pequeña corriente eléctrica a través de una capa microscópica sobre la superficie del vidrio, activando así la parte electrocrómica.
Se puede activar la corriente eléctrica en función de un sensor de luz o manualmente, reduciendo así el calor solar que entra en un edificio.
La estructura de capas electrocrómicas se comporta como una pila, en la cual los electrodos y el electrolito se componen de minerales que cambian en función de la carga eléctrica.
Cuando no se aplica un voltaje, el vidrio electrocrómico mantiene su estado inicial. El vidrio consume corriente sólo cuando se cambia de estado.




5
materiales para vehículos reciclables y biodegradables
La combinación de resinas sintéticas y fibras naturales de palma aceitera, permitirá crear materiales resistentes al agua, fuertes y rígidos, que podrán emplearse para la fabricación del fuselaje de los vehículos.

La resina natural será utilizada en el siguiente estadio de investigación para el desarrollo de materiales para coches biodegradables. Foto: malakins

6
dispositivos para diagnosis instantáneas
El Micro Activé chip (que así se llama) es capaz de detectar determinadas enfermedades causadas por virus y bacterias. Crucial en la diagnosis precoz de varios tipos de cáncer.
México.- Investigadores del Instituto Tecnológico de Estudios Superiores de Monterrey (ITESM), Campus Monterrey, diseñaron un dispositivo portátil capaz de diagnosticar las primeras etapas del cáncer cervicouterino en un lapso de dos minutos.
De acuerdo con el ingeniero Jesús Seáñez de Villa, titular de la investigación, este aparato combina una metodología óptica y otra electrónica a partir de una punta ergonómica y desechable de 13 centímetros de largo y 1.2 de diámetro que se inserta en el cérvix y obtiene datos sobre la presencia de tejido canceroso.





Existe un estudio reciente de prospección, realizado a nivel Europeo por la “European Technology Platform (ETP) for Sustainable Chemistry” (SusChem) descrito en la edición final de su “Strategic Research Agenda” (SRA), donde se fijan los tópicos prioritarios de investigación de la Nanoquímica para los que se prevé una mayor actividad en los próximos cuatro años. Dichos tópicos y temáticas de investigación prioritarias se describen a continuación, agrupados por los sectores socio-económicos de aplicación y ordenados de mayor a menor prioridad.

􀂾 Energía: Materiales para el almacenamiento y transporte de hidrógeno, baterías y, polímeros conductores, materiales superconductores y semiconductores, diodos emisores de luz, células solares y materiales aislantes térmicos.

􀂾 Tecnologías de la Información y la Comunicación, OLEDs, electrónica molecular, materiales semiconductores, polímeros conductores, materiales para almacenamiento y transporte de la información y para holografía, baterías, dispositivos 156

electrónicos eco-eficientes, materiales ópticos, interruptores moleculares rápidos y dispositivos portátiles para el almacenamiento de hidrógeno.

􀂾 Salud y Cuidados Personales: Terapias tumorales, , ingeniería tisular, sistemas de liberación inteligentes, , textiles funcionales, materiales para la reconstrucción ósea y dispositivos de tipo “lab-on-a-chip”.

􀂾 Calidad de Vida: Dispositivos para una iluminación más eficiente, sensores de entorno, materiales para potabilizar agua (membranas, sensores), materiales para aislamiento acústico y térmico, , dispositivos textiles funcionales interactivos, materiales inteligentes para empaquetamiento y sensores de calidad para alimentos.

􀂾 Seguridad y Protección Ciudadana: Dispositivos para identificación biométrica, tejidos protectores, fibras superhidrofóbicas, fibras textiles conductoras y ópticas, Dispositivos de aviso, ventanas termo-crómicas y alfombras sensibles a la presión.

􀂾 Transporte: Dispositivos para diagnosis instantánea y para la asistencia al conductor, sensores de tráfico, dispositivos de seguridad mejorada, materiales para la mejora de la sonoridad viaria, mejora de materiales para la rodadura.

Actividad. Semana 14 jueves.

Discusión previa en equipo, sobre las preguntas para procesar su información, sintetizar y aplicar el texto indagado.

Exposición al grupo y discusión mediada por el profesor, en relación a las respuestas obtenidas en los diversos equipos. Utilizando el programa de cómputo: procesador de palabras.

Equipo
¿Qué son los Isotopos radiactivos?

¿Cómo se generan los isotopos radiactivos artificiales?

¿Cuáles son los isotopos radiactivos más usados en México?

¿Cuáles son las aplicaciones principales de los isotopos radiactivos?

1
son isótopos inestables de algunos elementos. Se transforman en otros elementos mediante la emisión de partículas o de radiaciones gamma.
Se produce la radiactividad inducida cuando se bombardean ciertos núcleos estables con partículas apropiadas.
Si la energía de estas partículas tiene un valor adecuado penetran dentro del núcleo bombardeado y forman un nuevo núcleo que, en caso de ser inestable, se desintegra después radiactivamente.


Su uso es amplio, alguno de ellos es para saber, por ejemplo en una reacción química, que camino siguen los elementos al romperse una molécula y emigrar a otra.

Otro uso es en medicina, ya que proporcionan la energía para obtener las placas ideográficas o cardiografías. Otro uso es para obtener las radiaciones utilizadas en tratamientos como el cancér.

A nivel industrial se utilizan para obtener energía eléctrica a partir de la descomposición de un isótopo, por ejemplo, se utiliza comúnmente, un isótopo de uranio. Así mismo, se utilizan en barcos, submarinos, aviones, para no utilizar grandes cantidades de combustible de origen petrolífero.

Algunos científicos los han utilizado para saber que zonas del cerebro se usan cuando la gente se dedica a aprender cosas nuevas, mediante un isótopo de carbono (totalmente sin peligro) en el azúcar.

Asimismo para determinar la edad de la materia orgánica, como restos humanos, de ropa, utencilios, etc, mediante la medición del carbono catorce, un isótopo del carbono, el cual a medida que pasa el tiempo empieza a disminuir, convirtiéndose en carbono doce, el carbono normal.

Existen numerosas aplicaciones que utilizan las diferentes propiedades entre los isótopos de un mismo elemento;
Utilización de las propiedades químicas
Utilización de las propiedades nucleares

2
Los radioisótopos son isótopos radiactivos ya que tienen un núcleo atómico inestable (por el balance entre neutrones y protones) y emiten energía y partículas cuando cambia de esta forma a una más estable.
Cada radioisótopo tiene un periodo de desintegración o semivida características. La energía puede ser liberada, principalmente, en forma de rayos alfa (núcleos de helio), beta (electrones o positrones) o gamma (energía electromagnética).
Varios isótopos radiactivos inestables y artificiales tienen usos en medicina

Radiactividad artificial o inducida: Es la que ha sido provocada por transformaciones nucleares artificiales
cuando se bombardean ciertos núcleos estables con partículas apropiadas
La determinación de la razones de isotopos de plomo puede ser una herramienta eficiente para la identificación de las fuentes principales de exposición a plomo y para apoyar la implantación de medidas de salud públicas para prevención y control
Tiempo de vida
Intervalo útil
Aplicaciones de
Isótopo
media ( años )
(años)
datado


Carbono-14
5 730
500 a 50 000
Carbón, materia orgánica
Hidrógeno-3
12.3
1 a 100
Vinos añejados
( o tritio )



Potasio-40
1.3 x 109
10 000 a miles de
Rocas, corteza terrestre


millones de años

Renio-187
4.3 x 1010
40 millones a la edad
Meteoritos


del Universo



3
Se llama radioisótopo a aquel isotopo que es radiactivo. La palabra isótopo, del griego "en mismo sitio", se usa para indicar que todos los tipos de átomos de un mismo elemento se encuentran en el mismo sitio de la tabla periódica. Los átomos que son isótopos entre sí, son los que tienen igual número atómico (número de protones en el núcleo), pero diferente número másico (suma del número de neutrones y el de protones en el núcleo). Los distintos isótopos de un elemento, difieren pues en el número de neutrones. Hay varios tipos de isotopos los cuales aun no tienen un nombre fijo ya que cambian constantemente.

Radiactividad es la propiedad que poseen los núcleos de ciertos elementos de emitir rayos a, b y g. . Los rayos a y b son partículas portadoras de una carga eléctrica, mientras que los rayos g son de naturaleza electromagnética. Hasta 1934 solo se conocía la radiactividad natural, pero durante aquel año, los físicos Joliot y Curie produjeron por primera vez una sustancia radiactiva artificial.
Los diferentes isótopos de un elemento tienen las mismas propiedades químicas. El reemplazo de uno por otro en una molécula no modifica, por consiguiente, la función de la misma. Sin embargo, la radiación emitida permite detectarla, localizarla, seguir su movimiento e, incluso, dosificarla a distancia. El trazado isotópico ha permitido estudiar así, sin perturbarlo, el funcionamiento de todo lo que tiene vida, de la célula al organismo entero. En biología, numerosos adelantos realizados en el transcurso de la segunda mitad del siglo XX están vinculados a la utilización de la radioactividad: funcionamiento del genoma (soporte de la herencia), metabolismo de la célula, fotosíntesis, transmisión de mensajes químicos (hormonas, neurotransmisores) en el organismo.
Los isótopos radioactivos se utilizan en la medicina nuclear, principalmente en las imágenes médicas, para estudiar el modo de acción de los medicamentos, entender el funcionamiento del cerebro, detectar una anomalía cardiaca, descubrir las metástasis cancerosas.

Existen numerosas aplicaciones que utilizan las diferentes propiedades entre los isótopos de un mismo elemento;
Utilización de las propiedades químicas
Utilización de las

4
Los Isótopos radiactivos o radioisótopos son isótopos inestables de algunos elementos. Se transforman en otros elementos mediante la emisión de partículas o de radiaciones gamma.

Es la que ha sido provocada por transformaciones nucleares.
artificiales
Cuando se bombardean ciertos núcleos estables con partículas apropiadas.
Actualmente se usa el cobalto-60 para el tratamiento del cáncer porque emite una radiación con más energía que la que emite el radio .
Ciertos tipos de cáncer se pueden tratar internamente con isótopos radiactivos, como el cáncer de tiroides, como el yodo se va a la glándula tiroides, se trata con yoduro de sodio (NaI) que contenga iones de yoduros radiactivos provenientes del yodo-131 o del yodo-123. Allí la radiación destruye a las células cancerosas sin afectar al resto del cuerpo.
Para el estudio de los desórdenes cerebrales se utiliza una tomografía de emisión de protones conocida como PET. Se le administra al paciente una dosis de glucosa (C6H12O6) que contenga una pequeña cantidad de carbono-11 (11C), que es radiactivo.

Las aplicaciones de los isótopos radiactivos son múltiples y abarcan distintos campos como:
Actividades médicas
En las instalaciones médicas y hospitalarias, el uso de isótopos radiactivos para el diagnóstico y tratamiento de enfermedades ha ido creciendo progresivamente en los últimos cuarenta años.

Es común la utilización de elementos radiactivos no encapsulados, normalmente en estado líquido, como trazadores para el estudio del corazón, hígado, glándula tiroides, etc. En estas actividades se generan materiales de desecho contaminados con los elementos radiactivos empleados como son las jeringuillas, agujas, viales contenedores de líquidos radiactivos, guantes, papel, tejidos y material médico diverso.

En el tratamiento de tumores se emplean fuentes encapsuladas que deben ser sustituidas regularmente debido al decaimiento natural de su actividad

Los ensayos de ciertos fármacos con animales, dan lugar a los residuos biológicos a los que hay que proporcionar también un tratamiento similar a cualquier tipo de residuo radiactivo
Actividades de Investigación:
También se producen residuos radiactivos en aquellas actividades de investigación que emplean fuentes encapsuladas o elementos trazadores con isótopos radiactivos.
En los centros de investigación nuclear (laboratorios, universidades, reactores de enseñanza e investigación) se producen a su vez residuos radiactivos de naturaleza física y química muy variable, que requieren también una gestión segura y eficaz.
Actividades Industriales:
<!--[if !vml]-->Isótopos radiactivos<!--[endif]-->
Es frecuente y especialmente extendida la utilización de isótopos radiactivos en procesos industriales, generalmente fuentes encapsuladas de baja actividad.
Ejemplos típicos de estas aplicaciones industriales son las medidas de nivel, humedad, densidad o espesor en procesos continuos o de difícil acceso, la utilización de grammagrafias para la realización de ensayos no destructivos, su aplicación en instalaciones de esterilización, etc.

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Se llama radioisótopos a aquel isótopo que es radiactivo. La palabra isótopo, del griego "en mismo sitio", se usa para indicar que todos los tipos de átomos de un mismo elemento se encuentran en el mismo sitio de la tabla periódica. Los átomos que son isótopos entre sí, son los que tienen igual número atómico (número de protones en el núcleo), pero diferente número másico (suma del número de neutrones y el de protones en el núcleo).
Todos los isótopos naturales situados por encima del bismuto en la tabla periódica son radiactivos. los núcleos de nitrógeno capturaban estas partículas y emitían protones muy rápidamente, con lo que formaban un isótopo estable del oxígeno, el oxígeno 17. Esta reacción puede escribirse en notación simbólica como
ðN + ðHe ð ðO + ðH

Las mediciones de la radiactividad se usan para determinar la edad de los minerales y de restos fósiles (datación). Por ejemplo, la existencia de núclidos radiactivos naturales sobre la superficie de la Tierra sugiere que sus vidas medias son comparables con las edades de los minerales en los cuales se encuentran, y estos proporcionan una estimación de la edad de la Tierra.
La radiación de la radiactividad viene de tres tipos de rayos, que se llaman Rayos
Alfa, Beta y Gamma. Los rayos Alfa se componen de pequeños paquetes en cada
uno de los cuales hay dos neutrones y dos protones. Los rayos Beta, se componen de
electrones. Los Gamma, no son partículas, sino ondas de energía, que se liberan
cuando se desintegra un átomo.

6
Se denominan isótopos a los átomos de un mismo elemento, cuyos núcleos tienen cantidad diferente de neutrones, y por tanto, difieren en masa
La energía liberada al cambiar de forma puede detectarse con un contador Geiger o con una película fotográfica. Cada radioisótopo tiene un periodo de desintegración o semivida características. La energía puede ser liberada, principalmente, en forma de rayos alfa (núcleos de helio), beta (electrones o positrones) o gamma (energía electromagnética).

Radio 226, Cobalto 60, Carbono (C12. C13 y C14) , Nitrógeno,(N14, N15) Oxígeno (O16 Y O18), Yodo (-123 e I-131) * Cobalto-60 usado en tele terapia para tratamiento del cáncer.
*Oro-198 se aplica en inyecciones, para zonas cancerosas
*Tantalio-182 se aplica en inyecciones, los médicos los usan para llegar hasta los tumores cancerosos de formas raras, como los que se producen en la vejiga.
*Yodo-131 Usado contra enfermedades de la glándula Tiroides.
*Fósforo-30 Usado contra tratamientos de leucemias crónicas.
*Fósforo-32 Usado en diagnostico de enfermedades relacionadas con los huesos o médula ósea.





FASE DE DESARROLLO

Material: Monitor de radiación nuclear, piedra de rio, volvanica, de mármol,

Se les planteara la Actividad siguiente:



- Realizar las mediciones correspondientes -cuentas/minuto-, con el monitor de radiación nuclear (contador Geiger), de cada una de los tres materiales, piedra volcánica, de rio y mármol.

-Cada equipo obtendrá cinco datos y los tabulara.

- Calcularan el promedio de los cinco datos obtenidos

- Tabularan y graficaran los datos promedio, utilizando un programa graficador.(Excel)



Material
Piedra
Mediciones
Cuentas
por
minuto

Promedio
De Rio
21
22

20


Volcanica
29
36

25


marmol
17
28

19





- Analizaran las gráficas obtenidas de las relaciones; obtenidas por el grupo

- Por equipo, escribirán sus observaciones y elaboraran sus conclusiones

- Cada equipo presenta el resultado sobre la actividad, utilizando un procesador de palabras o presentador.



FASE DE CIERRE .

Al final de las presentaciones el Profesor conduce una discusión extensa, en la clase, de lo que se aprendió, para generar una conclusión consensada.




Actividad Extra clase: