EL CUARTO ESTADO DE LA
MATERIA: EL PLASMA
¿Qué le sucede a la materia cuando la sometemos a temperaturas
mayores de 10.000 °C? La materia adquiere un cuarto estado denominado plasma, el
siguiente al estado gaseoso. Bajo estas condiciones, los átomos pierden algunos
de sus electrones, transformándose en iones. Así la materia se convierte en un
conjunto de iones positivos y de electrones que se mueven entre sí.
Aunque poco conocido, es el estado más abundante, ya que se
estima que un 99% de la materia se encuentra
en estado de plasma. Tanto el Sol como el resto de las estrellas son bolas de
plasma.
También las auroras boreales y los rayos que se producen
durante una tormenta están formados por plasma.
No obstante, el plasma está más cerca de nosotros de lo que
en un principio podemos pensar. Es un eficiente conductor de la electricidad y
tiene numerosas aplicaciones tecnológicas.
Encontramos plasma artificial en:
Televisores o monitores con pantalla de plasma:
El interior de los tubos fluorescentes de iluminación:
Soldaduras de arco eléctrico bajo protección por gas:
La materia expulsada para la propulsión de cohetes:
La región que rodea al escudo térmico de una nave espacial
durante su entrada en la atmósfera:
El interior de los reactores de fusión:
Las descargas eléctricas de uso industrial:
Las bolas de plasma:
Si quieres sabes más:
LÁMPARA DE
PLASMA
CÓMO
FUNCIONA LA ESFERA DE PLASMA
1. Después de leer el texto anterior,
responde a las siguientes preguntas:
·
¿Cuántos
estados de la materia conoces? Ordénalos en una gráfica según se
incremente la temperatura de una
sustancia.
·
¿Qué
estado de la materia crees que predominó durante el big bang? Razona tu
respuesta
·
Deduce
si las siguientes propiedades del plasma serán constantes o variables:
FORMA
|
VOLUMEN
|
DENSIDAD
|
Para completar la tabla anterior puedes ayudarte de los siguientes enlaces:
Forma y volumen del plasma
densidad del plasma
2. Según su origen, el estado de plasma
se puede clasificar en natural y artificial
·
Cita
tres ejemplos de plasma natural y otros tres de plasma artificial
· ¿Qué
propiedad del plasma piensas que lo convierte en un buen conductor de la
electricidad? Compara tu respuesta con la de los demás compañeros de clase.
· Busca
información y describe el funcionamiento de una televisión de plasma.
3. La siguiente fotografía, tomada el 24
de septiembre de 2013, corresponde a una región activa del sol con plasma a
temperaturas de 140 000 °C
Imagen ultravioleta de una
región activa del Sol tomada el 24 de septiembre de 2013, con plasma a
temperaturas de 140.000 grados centígrados. / LMSAL, NASA, BART DE
PONTIEU
La imagen aparece en la
siguiente noticia:
Desvelando la capa misteriosa
del Sol
El
telescopio `IRIS´ de la NASA ayuda a explicar la transferencia de energía del
interior de la estrella a la ultracaliente corona
En la atmósfera del
Sol hay una región fronteriza entre capas que ha intrigado a los científicos
desde hace tiempo y que es importante porque en ella se producen fenómenos
clave en la transferencia de energía generada en el interior de la estrella
hacia fuera. Esa región emite, sobre todo, en ultravioleta, por lo que no se
puede estudiar desde la superficie terrestre ya que lo impide la atmósfera
(afortunadamente, dado que esa radiación es nociva para la vida). Por ello,
para investigar con detalle esa transición entre capas, la NASA lanzó al espacio el
año pasado un telescopio, el IRIS, de alta resolución, cuyos datos están
ayudando a los científicos a desentrañar los detalles de la masiva
transferencia de energía en el Sol.
Campos magnéticos
retorcidos, chorros de alta energía, pequeñas bombas de plasma a temperaturas
superiores a los 100.000 grados centígrados y bucles magnéticos grandes y
pequeños son los rasgos que han descubierto varios equipos científicos analizando
los datos que ha proporcionado hasta ahora el IRIS. Cinco artículos con todos
esos resultados se presentan esta semana en la revista Science.
“El Sol es una
estrella de mediana edad que produce energía en su interior por fusión nuclear
del hidrógeno para formar helio, energía que se propaga hacia el exterior por
radiación y convección”, recuerda Louise K. Harra, del University College de Londres, en su comentario en Science acerca de las novedades que aporta el IRIS.
Y continúa: “El objetivo de los físicos solares es determinar cómo el Sol
produce vientos solares con velocidades que pueden ser 50 veces superiores a
las de los huracanes más potentes en la Tierra, y pueden crear destellos
energéticos que emiten decenas de millones de veces la energía de una bomba de
hidrógeno”. Aunque se sabe que el campo magnético es clave para comprender
estos procesos, “los detalles de la transferencia de energía por la atmósfera
solar han estado poco claros”, señala Harra.
De las tres capas
principales de la atmósfera solar -la fotosfera (la superficie de la estrella,
desde la que nos llega la luz que vemos), la cromosfera y la corona-, los
científicos del IRIS están sobre todo interesados en la
transición, en la región intermedia.
Con el telescopio,
adecuado para observar con gran detalle el plasma caliente y determinar
parámetros como la temperatura, la velocidad, las turbulencias y la densidad,
se está viendo lo compleja que es esa capa intermedia desde el punto de vista
de la física solar.
En uno de los
artículos de Science, Hui Tian
(del Centro de
Astrofísica Harvard-Smithsonian) y sus colegas han visto pequeños chorros intermitentes
ultracalientes, con velocidades de entre 80 y 250 kilómetros por segundo que se
originan en pequeñas regiones brillantes en la capa de transición, que duran
entre 20 y 80 segundos y que pueden ser una fuente del viento solar. El equipo
de Paola Tesla (también del Smithsonian) ha estudiado los bucles magnéticos en
las regiones activas del sol, con partículas aceleradas a muy alta energía.
Hardi Peter (Instituto Max Planck, Alemania) y su
equipo han encontrado bolsas de plasma muy caliente en el entorno más frío de
la fotosfera, de manera que ese contraste de temperatura crea una especie de
bombas de plasma que explotan con mucha más energía de lo que se esperaba y
Bart De Pontieu (Laboratorio Solar y
de Astrofísica Lockheed Martin) y sus colegas se han centrado en la generación de energía de la
cromosfera, mientras que el grupo de Viggo Hansteen ha descubierto bucles
magnéticos cortos cuya existencia se ha debatido durante mucho tiempo, señala Science.
“Con el Sol
acercándose a un máximo de actividad, las observaciones del IRIS seguirán siendo importantes para
nuestra comprensión del viento solar que emana de las latitudes activas [de la
estrella], los estallidos solares y las eyecciones de masa
Un telescopio solar
El telescopio solar
IRIS antes de ser lanzado al espacio / IRIS: LMSAL, NASA
Con 200 kilos de
peso en el lanzamiento, 2,1 metros de largo y 3,7 de diámetro con los paneles
solares desplegados, el telescopio solar IRIS es un observatorio relativamente
pequeño en tamaño, pero no en ambición científica. Fue colocado en órbita
terrestre (sobre los polos, alejándose hasta 670 kilómetros de la superficie
del planeta) el 27 de junio de 2013, para funcionar un par de años e investigar
los mecanismos que regulan la transferencia de masa y energía entre la
fotosfera y la corona.
La NASA resume la
misión en dos objetivos. “La comprensión de los procesos físicos fundamentales
del entorno espacial desde el Sol a la Tierra, los otros planetas y más allá
hasta el medio interestelar” y “el desarrollo de capacidades de predicción de
las condiciones extremas y dinámicas en el espacio para maximizar la seguridad
y la productividad de los exploradores humanos y robóticos”.
Con su espejo
principal de 20 centímetros de diámetro (el del Hubble mide 2,4 metros y el de su futuro
sucesor, el James Webb, 6,5 metros), el IRIS es un telescopio especial que
obtiene imágenes y espectros de la luz del Sol con alta resolución (detalles en
el Sol de hasta 240 kilómetros) en un amplio rango de temperaturas.
Anota todos los datos novedosos
relativos al plasma y, en diez líneas, redacta un conjunto de frases que resuma
lo más importante de la noticia
5. Creación de un collage on line con la aplicación FOTONEA
Fotonea es un
servicio donde podremos crear collages de imágenes o fotos de una manera muy
sencilla y fácil.
Tiene
un procedimiento muy sencillo, primeramente subiremos las imágenes que puedes
ser de 2 a 6. Luego
escogeremos el fondo y el marco y ya solo nos quedará darle a crear
collage y ya
tendremos nuestro collage hecho y listo para usar.
Cuando
ya este hecho podemos rotar, cambiar o girar las imágenes para que quede totalmente
personalizado. También podremos agregar algún texto o añadir el efecto
polaroid a
nuestras fotografías.
Luego
lo podremos descargar y guardarlo en nuestro ordenador.
vamos a elaborar
un collage en línea sobre el plasma, para ello busca en Internet diez imágenes
impactantes sobre el plasma y descárgatelas en tu ordenador. Luego, para
elaborar el collage sigue los pasos que hay en la página http://fotonea.com/
Después cada
grupo se lo mostrará al resto de la clase.
No hay comentarios:
Publicar un comentario