Teoría electrónica de la materia

Artículos teóricos

¿Que hay de nuevo? ¿Dispuestos a continuar con nuestro estudio?. Hoy hablaremos entre otras cosas de la ley de Coulomb. Charles de Coulomb era un físico e ingeniero francés nacido en el año 1736 en la ciudad de Angulema. Sus mayores aportaciones a la ciencia están relacionadas con la electrostática y el magnetismo, habiendo realizado además muchas investigaciones sobre electricidad. Enunció de manera matemática la ley de atracción/repulsión entre cargas eléctricas, la cual lleva su nombre y ha servido de base para los avances conseguidos en el campo de la física moderna.

Si te parece bien, vamos a desgranar el significado de esta ley, la cual nos va a servir para introducirnos en la llamada "Teoría electrónica de la materia", puerta de entrada directa al estudio de la electricidad, la radio y, valga la redundancia, la electrónica.

A partir de este artículo comenzamos a tocar temas de mucha importancia. Es esencial prestar la máxima atención para que los conocimientos adquiridos se graben en nuestra mente y para lograr entender lo que vamos a explicar en los artículos siguientes. ¿Aceptas el reto?.

LEY DE COULOMB

"LA FUERZA CON QUE SE ATRAEN O SE REPELEN DOS CUERPOS ELÉCTRICAMENTE CARGADOS ES DIRECTAMENTE PROPORCIONAL AL VALOR DE SUS CARGAS E INVERSAMENTE PROPORCIONAL AL CUADRADO DE LA DISTANCIA A QUE SE ENCUENTREN".

¿Y que rábanos quiere decir esto? Trataremos de explicarlo con la menor cantidad de matemáticas posible, aunque manteniendo el rigor científico del asunto. La cuestión es que dos cuerpos con carga eléctrica de distinto signo se atraerán más a medida que aumente el valor de su carga. Si frotamos diez veces una barra de lacre y otra de vidrio, se atraerán con cierta intensidad. Pero si las frotamos no diez veces, sino cien, y mantenemos la misma distancia entre ellas, observaremos que se atraen con mucha mas fuerza, puesto que se habrán cargado más que la primera vez. Si suponemos que las barras están tres veces mas cargadas eléctricamente, se atraerán tres veces mas fuerte si mantenemos la distancia entre ellas. Esta es la primera parte del enunciado. Vayamos con la segunda.

Al decir que la fuerza de atracción es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia a que se encuentren ambos cuerpos cargados, se quiere manifestar que si mantenemos las dos barras anteriores con la misma carga, pero las separamos a una distancia doble de la que estaban, su fuerza de atracción habrá disminuido cuatro veces ya que 2 al cuadrado es igual a cuatro: efectivamente 2 x 2 = 4. De la misma manera, si las separamos cuatro veces, la fuerza de atracción entre ellas habrá disminuido 16 veces, puesto que 4 al cuadrado = 4 x 4 = 16.

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¡Bien!. Hasta ahora hemos visto las manifestaciones mas elementales de la que hemos quedado en llamar energía eléctrica. Por medio del lacre y del vidrio hemos podido ver como parte de la energía mecánica que hemos desarrollado al frotarlos se ha convertido en electricidad (cargas eléctricas). Pero nosotros queremos llegar mas lejos, queremos saber más. Hasta aquí solo hemos hablado de los efectos de la electricidad, pero aún no hemos dicho cual es la causa de que se produzca el estado eléctrico en un cuerpo.

La verdad es que la explicación de estos fenómenos es relativamente reciente, de no hace muchos años. Para poder explicarlos, los científicos primero tuvieron que plantear y demostrar lo que se conoce por "Teoría electrónica de la materia". Esta teoría no solo ha permitido llegar a saber por qué ocurren esta serie de fenómenos observados desde la antigüedad, sino también intuir la posibilidad de manejar la electricidad de tal manera que su comportamiento resultara aprovechable en la práctica para multitud de fines. La radio, sobre todo tal y como la conocemos en la actualidad, es un producto directo del descubrimiento de esta teoría. Solo conociendo la naturaleza íntima de la materia podremos entender los fenómenos electrónicos que se manifiestan en ella. Así que zambullámonos de lleno en esta atractiva parte de la ciencia.

TEORIA ELECTRÓNICA DE LA MATERIA
En general, llamamos materia a la sustancia de que están hechas las cosas. La materia es todo aquello que puede llegar a percibirse, que tiene un peso y que, en resumidas cuentas, posee alguna cualidad física.

La materia se puede presentar en tres estados diferentes: estado sólido, estado líquido y estado gaseoso. Incluso puede pasar de un estado a otro si se le somete a ciertos procesos. Los cuerpos sólidos son materia, también los líquidos y también los gases. El que exista en la Tierra tanta diversidad de elementos distintos hace pensar que existe también la misma variedad de tipos de materia. Por ejemplo, puede pensarse que cada una de las piedras que encontramos en la naturaleza tiene una materia propia. Lo mismo ocurre con las plantas. Hay un número enorme de plantas distintas y también aquí nos preguntamos... ¿Está formada cada una de ellas por una materia distinta?.

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Avancemos un poco. Sabemos que la materia se puede dividir. Es decir, que si cogemos un trozo de materia podemos fragmentarlo en trozos mas pequeños, pero... ¿Hasta que punto puede llegar a dividirse? ¿Podemos llegar a dividir la materia hasta lo infinito? ¿Cuál será la parte mas pequeña posible de materia sin llegar a su destrucción?... Estas preguntas han preocupado a los científicos desde hace mucho tiempo, y ahora podemos dar la respuesta gracias a las investigaciones realizadas para descubrir la naturaleza íntima de la materia.

Para empezar diremos que cualquier tipo de materia admite divisiones. Estas divisiones alcanzarán un límite de pequeñez, pasado el cual la materia que tenemos entre manos dejará de tener las propiedades y cualidades que le son específicas. Por lo tanto, hay una porción mínima para cualquier materia en la que se mantienen sus mismas características y a partir de la cual deja de manifestarse de acuerdo con las cualidades físicas que le son propias. Pero todo esto se entiende mejor con un ejemplo que seguro vamos a asimilar a la perfección.

En teoría podemos dividir por la mitad una gota de agua; esta mitad en otras dos mitades, de las cuales podemos conseguir dos mitades más, etc., etc... Llegará un momento en que la cantidad de agua será la mínima posible para que la materia siga teniendo las características propias del agua, o lo que es lo mismo, para que siga siendo agua. ¿Como se llama esta pequeña parte?

MOLÉCULA

Se llama molécula a esta mínima cantidad de materia que mantiene sus mismas características.

MOLÉCULA ES LA MÍNIMA CANTIDAD DE UNA SUSTANCIA QUE CONSERVA SUS CUALIDADES FÍSICO-QUÍMICAS.

Siguiendo con el ejemplo del agua, nos encontramos con que, pasado el límite molecular, es decir, dividiendo la molécula de agua, la materia deja de manifestarse como agua para escindirse en forma de dos gases distintos: oxígeno e hidrógeno. La molécula de agua, en efecto, está formada por un átomo de oxígeno y dos átomos de hidrógeno combinados entre sí.

Llegamos entonces a una conclusión: la molécula no es la mínima porción de materia posible. El átomo, cuyo nombre en griego significa no divisible, ha sido la partícula de materia que hasta hace poco se consideró como la mas pequeña, y por lo tanto como la menor parte de materia a considerar. Sin embargo, en la actualidad sabemos que el átomo está formado por partes, es decir, que también el átomo es divisible. Por esta razón, la definición quedaría de la siguiente manera:

ÁTOMO ES AQUELLA MÍNIMA PORCIÓN DE MATERIA CAPAZ DE COMBINARSE CON OTROS ÁTOMOS IGUALES O DISTINTOS PARA FORMAR NUEVAS SUSTANCIAS

Pero fijémonos en una cosa, hemos dicho que los átomos pueden combinarse con otros átomos iguales o distintos. Esto quiere decir que existirán cuerpos formados en su totalidad por átomos iguales, y otros cuerpos formados por átomos diferentes. Cuando podemos afirmar que un cuerpo está formado únicamente por un solo tipo de átomo, entonces se dice de él que es un cuerpo simple o elemento.

CUERPO SIMPLE O ELEMENTO ES TODO CUERPO CUYAS MOLÉCULAS ESTÁN FORMADAS ÚNICAMENTE POR UN SOLO TIPO DE ÁTOMO

Así, por ejemplo, la plata está formada únicamente por átomos de plata, el oro por átomos de oro y el cobre por átomos de cobre. En cambio, existen otros materiales cuyas moléculas están formadas por la combinación de átomos distintos: son los llamados cuerpos compuestos. El agua, por ejemplo, es un cuerpo compuesto formado como hemos visto por moléculas formadas a su vez por un átomo de oxígeno y dos átomos de hidrógeno. Otro cuerpo compuesto es la sal común (cloruro de sodio), formada por átomos de cloro y átomos de sodio.

Se conocen aproximadamente un centenar de elementos. Con esto queremos decir que en la naturaleza solo encontramos unos cien tipos de átomos, de cuyas combinaciones surgen todas las manifestaciones de la materia que encontramos en el universo. La pregunta es ahora... ¿Como es un átomo? ¿Que estructura tiene? ¿Por qué cuerpos está formado?... Esto lo dejamos para un próximo artículo en el que ya entraremos de lleno en la naturaleza misma de la electricidad. ¡Hasta pronto!.

 
C O M E N T A R I O S   
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electricidad

#1 juan salvador simono » 07-05-2012 20:28

todo esta bien definido gracias por la ayuda .

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Subparticulas del Atomo

#2 Stphny Riiveraa » 09-10-2012 22:50

Qiiero saber Cuales son las Subparticulas del atomo descubiertas ultimamente???? Es Urgente!!

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fisica

#3 camila benitez » 11-03-2013 04:38

:lol: pag copaa!!!. Re buena esta pagina de fisicaa!! :eek:

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