Page 14 - Fisica General Burbano
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MEDIDA DE LONGITUDES , TIEMPOS Y MASAS. DENSIDAD 21
en la que existen cerca de 10 capas atómicas, la probabilidad de que algún núcleo quede detrás
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de otro es prácticamente nula.
Si el número de partículas de alta energía que llegan a la lámina es n y n el número de las
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que salen por el otro lado, la diferencia n n serán las partículas que no han atravesado la lá-
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mina. Medimos la fracción de partículas que no la han atravesado y será (n n )/n . Esta frac-
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ción será igual a la fracción de área cubierta por los núcleos, que la obtenemos por el cociente en-
tre la sección eficaz del núcleo (s) multiplicada por el número de átomos (N) que existen en la lá-
mina, y el área total de la lámina (A); igualando estas dos fracciones nos quedará:
Ns n - n 2
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A = n 1
y puesto que el núcleo es aproximadamente esférico podemos poner:
A n -n An( -n )
s = pr 2 = ? 1 2 Þ r = 1 2
N n 1 pNn 1
con lo que tenemos hecha la medida del radio del núcleo del átomo de forma indirecta.
La medida inmediata superior que se ha podido detectar en la materia es el radio del átomo,
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con un valor de 10 10 m aproximadamente (su cálculo lo veremos en el estudio del átomo) exis-
tiendo una «laguna» en los tamaños a nivel atómico del orden de 10 . Comparando el radio nu-
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clear con el radio atómico y teniendo en cuenta
que la materia está concentrada prácticamente VALORES APROXIMADOS DE ALGUNAS LONGITUDES
en el núcleo, obtenemos como conclusión de LONGITUD METROS
esta teoría que la materia presenta enormes es-
pacios vacíos. Esto no impide que existan longi- Límite experimental en la determinación de la estructura nuclear 10 17
tudes de onda de radiaciones electromagnéticas Diámetro del protón 10 15
tales como las de los rayos X y los g con ta- Diámetro del átomo 10 10
maños comprendidos entre 10 10 y 10 15 m; no Longitud de un ribosoma 10 80
queremos decir que en este intervalo exista una Longitud de onda de la luz visible 10 60
total ausencia en los tamaños físicos. Tamaño de las células de la mayor parte de los organismos vivientes 10 50
El ojo humano es incapaz de detectar longi- Tamaño de las partículas de polvo más pequeñas 10 40
tudes de onda menores que la más pequeña de Altura de los seres humanos 1,7 ´ 10 000
la luz visible, es decir, 5 ´10 7 m. A partir de Radio de la Tierra 6,4 ´ 10 600
esta medida empleamos microscopios electróni- Distancia media Tierra-Luna 3,8 ´ 10 800
cos que funcionan con longitudes de onda me- Radio del Sol 6,9 ´ 10 800
nores que 5 ´10 7 m (rayos X) que impresio- Radio promedio de la órbita de la Tierra 1,5 ´ 10 110
nan las placas fotográficas. Por este método po- Distancia promedio Sol-Plutón 5,9 ´ 10 120
demos obtener por ejemplo la medida de la Un año luz 9,46 ´ 10 150
separación entre los núcleos de los átomos en Distancia de la Tierra a la estrella más cercana (a-Centauro) 4,3 ´ 10 160
los cristales (constantes reticulares de Bragg), es- Radio de la Vía Láctea 6 ´ 10 190
tas medidas están comprendidas entre 5 ´10 7 Distancia de la galaxia más cercana (M31 la nebulosa de Andrómeda) 2 ´ 10 220
y 10 10 m. A partir de 5 ´10 7 en adelante Radio del Universo visible 1,4 ´ 10 260
existen infinidad de instrumentos (Microscopio RANGO = 10 /10 = 10 43
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con tornillo micrométrico, calibre, palmer, etc.)
con los que medimos directamente.
I 23. Medida de longitudes y ángulos: nonius
El NONIUS o vernier es un aparato destinado a la medida precisa de longitudes o de ángulos.
El empleado para medida de longitudes consta de una regla dividida en partes iguales, sobre
la que se desliza una reglilla graduada (nonius) de tal forma que n 1 divisiones de la regla se di-
viden en n partes iguales en el nonius.
Si D es la longitud de una de las divisiones de la regla, la longitud de una división del nonius
es: d =D (n 1)/n.
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Se llama «PRECISIÓN» a la diferencia entre las longitudes de una división de la regla y otra del 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19
nonius. Su valor es:
Dn -( ) 1 Dn - D n -( ) 1 D Fig. I-3. Nonius decimal.
p = D - d = D - = =
n n n
Así, si cada división de la regla tiene por longitud un milímetro, y se han dividido nueve divi-
siones de ella en diez del nonius, la precisión es de 1/10 de mm (nonius decimal; Fig. I-3). Para A B
efectuar una medida se hace coincidir el extremo A del cuerpo a medir con el extremo de la regla. 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19
0
El otro extremo quedará, en general, comprendido entre dos divisiones, en el caso de la Fig. I-4
entre las divisiones 3 y 4. Si la regla está dividida en mm, la longitud AB es 3 mm y algo más. Para Fig. I-4. Medida de la distancia AB
determinar esta fracción se observa qué división del nonius coincide con una división de la regla; con un nonius decimal.
