Nuevas tecnologías y nuevos materiales: Laseres
Preguntas
|
Nuevas tecnologías
¿Qué es la nanotecnología?
|
¿Cuáles son las aplicaciones
de la nanotecnología?
|
Nuevos materiales
¿Qué es un material
superconductor?
¿El Grafeno?
|
¿Cuáles son las aplicaciones
de los materiales superconductores?
|
Láseres
¿Qué es un rayo láser?
|
¿Cuáles son las aplicaciones
del rayo láser?
|
Equipo
|
3
|
1
|
4
|
2
|
5
|
6
|
|
La nanotecnología es una nueva tecnología que
se basa en la manipulación de materiales microscópicos. Para comprender mejor
este concepto, es de gran ayuda conocer lo que el término “nano” significa.
Éste se refiere a una unidad de medida que corresponde a la milmillonésima
parte de un metro.
|
Nos hemos
centrado aquí en unos pocos productos en los que la nanotecnología es ya una
realidad. Sin embargo, las aplicaciones a medio y largo plazo son infinitas.
Los campos que están experimentando contínuos avances son:
- Energias
alternativas, energía del hidrógeno, pilas (células) de combustible,
dispositivos de ahorro energético.
-
Administración de medicamentos, especialmente para combatir el cáncer y otras
enfermedades.
-
Computación cuántica, semiconductores, nuevos chips.
-
Seguridad. Microsensores de altas prestaciones. Industria militar.
-Aplicaciones
industriales muy diversas: tejidos, deportes, materiales, automóviles,
cosméticos, pinturas, construcción, envasados alimentos, pantallas planas...
-
Contaminación medioambiental.
-
Prestaciones aeroespacioles: nuevos materiales, etc.
-
Fabricación molecular.
|
Un material superconductor es cuando tiene la capacidad de conducir
corriente eléctrica sin resistencia ni perdida de energía en determinadas
condiciones.
El grafeno es una sustancia formada por carbono
puro, además de ser uno de los materiales más finos, flexibles, fuertes y con
mayor conductividad que existen.
|
Son en las telecomunicaciones debido a su
fibra óptica por su resistencia en las interferencias electromagnéticas.
|
El rayo
láser es un haz de luz supermasivo que se caracteriza por manterse limitado a
una pequeña área de superficie, no perdiendo su fuerza por la difusión en su
alrededor.
Esto permite que un haz de luz haga un largo viaje y llegue a destino con casi la misma potencia con la que fue emitido. Para el diccionario, Laser es un "dispositivo electrónico que, basado en la emisión estimulada de radiación de las moléculas de gas que contiene, genera o amplifica un haz de luz monocromática y coherente de extraordinaria intensidad." El nombre proviene de las siglas de Light Amplification by Stimulated Emission of Radiations. |
Taladrar diamantes, recortar
componentes micro eléctrico y calendar chips.
En la construcción de
carreteras y edificios se utilizan los láseres para alinear las estructuras.
Detectar los movimientos de
la corteza terrestre.
Determinar la velocidad de la
luz.
Medicina: Cortar y cauterizar
ciertos tejidos en una fracción de segundo sin dañar el tejido sano
circundante.
Se ha empleado para soldar la
retina, perforar el cráneo, reparar lesiones y cauterizar vasos sanguíneos.
|
Actividad #23 "Rayo Láser"
Material:
Un emisor láser de
tipo común (llavero), Almidón, Vaso de precipitados de 500 ml. Espejo. Lamina
de plástico. Transportador.
Procedimiento:
|
Incluir foto
|
1.- Al
apuntar con el emisor láser a una superficie se puede observar un punto rojo
que corresponde a la incidencia del rayo láser sobre esa superficie.
Espolvorea un
polvo dentro del vaso
de precipitados entre el emisor y el punto se puede observar el rayo
láser debido a la reflexión del mismo en las partículas de polvo.(Almidón)
|
|
2.- Rayo láser a
través del agua
Se utiliza el
vaso de precipitados con agua. 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 en la cual se ha agregado un poquito de
almidón y se agita pero no se percibe fuera de ella.
|
|
3.- Rayo láser
dentro del vaso de precipitados
Se utiliza el
vaso de precipitados, se espolvorea almidón dentro del vaso con agua. 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.
|
|
4.- Trayectoria
de la luz en una superficie transparente
En el vaso
de precipitados se espolvorea almidón y 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 el vaso que
contiene almidón espolvoreado en agua 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.- Reflexión
especular de la luz
Se utiliza el
vaso de precipitados que contiene un poco de almidón espolvoreado en agua. 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.
|
|
7.- Reflexión
difusa de la luz
Se utiliza el
vaso de precipitados que contiene un poco de almidón espolvoreado en agua. Al
hacer incidir un rayo láser, proveniente de un apuntador, sobre una
superficie del CD, colocado en su base, se puede observar que el rayo se
refleja de manera difusa.
|
|
8.- Ley de la
Reflexión de la Luz
Se utiliza
el vaso de precipitados que contiene un poco de almidón espolvoreado en agua.
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. Medir con el transportador.
|
|
9.- Doble
reflexión en espejos que forman 90º
Se dispone de dos
pequeños espejos que forman 90º entre sí y se encuentran ubicados dentro del
vaso de precipitados que contiene un poco de almidón espolvoreado en agua. 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.
|
|
10.- Doble
reflexión de la luz 45º
Se dispone de dos
pequeños espejos que forman 45º entre sí y se encuentran ubicados dentro del
vaso de precipitados que contiene un poco de almidón espolvoreado en agua. 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.
|
|
Aplicaciones del rayo láser
Aplicaciones:
Industria
Los haces enfocados pueden calentar, fundir o
vaporizar materiales de forma precisa. Por ejemplo, los láseres se usan para
taladrar diamantes, modelar máquinas herramientas, recortar componentes
microelectrónicos, calentar chips semiconductores, cortar patrones de moda,
sintetizar nuevos materiales o intentar inducir la fusión nuclear controlada.
Investigación científica
Los láseres se emplean para detectar los
movimientos de la corteza terrestre y para efectuar medidas geodésicas. También
son los detectores más eficaces de ciertos tipos de contaminación atmosférica.
Los láseres se han empleado igualmente para determinar con precisión la
distancia entre la Tierra y la Luna y en experimentos de relatividad.
Comunicaciones
La luz de un láser puede viajar largas
distancias por el espacio exterior con una pequeña reducción de la intensidad
de la señal. Debido a su alta frecuencia, la luz láser puede transportar, por
ejemplo, 1.000 veces más canales de televisión de lo que transportan las
microondas. Por ello, los láseres resultan ideales para las comunicaciones
espaciales
Medicina
Con haces intensos y estrechos de luz láser es
posible cortar y cauterizar ciertos tejidos en una fracción de segundo sin
dañar al tejido sano circundante. El láser se ha empleado para `soldar' la retina,
perforar el cráneo, reparar lesiones y cauterizar vasos sanguíneos. También se
han desarrollado técnicas láser para realizar pruebas de laboratorio en
muestras biológicas pequeñas.
Tecnología militar
Los sistemas de guiado por láser para misiles,
aviones y satélites son muy comunes. La capacidad de los láseres de colorante
sintonizables para excitar de forma selectiva un átomo o molécula puede llevar
a métodos más eficientes para la separación de isótopos en la fabricación de
armas nucleares.
No hay comentarios:
Publicar un comentario