CIENCIA FÁCIL Nº 189
Autora: María Cristina Chaler.
Serie reeditemos conocimientos
Comprobando que la materia es electricidad
La materia formada por moléculas, que a su vez son sólo combinaciones de átomos y estos son vacío lleno de electricidad, es necesario verificarlo.
Dudemos en la ciencia, no creamos todo lo que se nos dice y tratemos de verificar si es cierto aquello que se nos impone como verdad.
Sólo si se verifica experimentalmente podremos afirmar que nos encontramos frente a una verdad científica del momento, que quizás cambiará en el futuro frente a nuevos descubrimientos ya que nada es absoluto y todo varía con el avance de los tiempos.
El núcleo del átomo formado por cargas positivas, es bastante estable pues a pesar de de la tendencia a rechazarse, los neutrones (partículas neutras) ejercen una fuerza nuclear fuerte que “empasta” y lo estabiliza.
Los electrones prácticamente no poseen masa y orbitan vertiginosamente alrededor del núcleo, en un gran espacio vació, neutralizando la carga nuclear, en consecuencia la materia es neutra.
Esto es así siempre que no haya fenómenos físicos que produzcan movimientos de electrones de un lado a otro y modifiquen en forma transitoria esa neutralidad.
El núcleo no es fácil de modificar, pero a los electrones de alrededor no es tan difícil moverlos de un lado a otro.
Supongamos que por algún motivo la materia pierde parte de sus electrones, entonces resultaría cargada positivamente ya que predominaría la carga nuclear. Aquella que posea más electrones que protones por algún tipo de fenómeno, será predominantemente negativa.
Vamos a realizar una pequeña experiencia:
Tomamos un papelito, no muy grueso y lo cortamos en pequeños pedacitos, luego frotamos contra la ropa o con un paño una regla de plástico y finalmente la acercamos al papel. Vamos a observar que éstos flotan en el aire para acercarse a la regla y se pegan unos a otros en cadena.
¿Cómo nos explicamos lo que acabamos de observar?
El frotamiento de la materia (plástico) con el paño hace que se produzca transferencia de electrones de un cuerpo a otro de modo que el que recibe electrones se cargará negativamente y el que los pierde quedará cargado positivamente.
La regla se cargará de electricidad positiva o negativa según sea su facilidad de perder o ganar electrones y al acercarla a los papelitos pasara lo siguiente:
Si llegase a estar cargada positivamente atraerá electrones de ellos de modo que inducirá un polo negativo en el extremo del papel cercano a la regla y un polo positivo en el extremo contrario (dos polos transitorios).
Si estuviese cargada negativamente rechazaría electrones del extremo del papel más cercano a ella induciendo en el mismo un polo positivo y el negativo en el extremo contrario.
Así es como se inducen en cadena polos positivos y negativos y los papelitos se pegan a la regla por atracción eléctrica y también se pegarán entre sí ya también se inducirán cargas
Según la facilidad que tenga el material de tomar a perder electrones el cuerpo se cargará positivamente o negativamente.
El vidrio tiene tendencia a ceder sus electrones al ser frotado por un paño por lo que se cargará positivamente, el plástico, en cambio absorbe electrones por lo tanto se carga negativamente.
Hay otro modo de electrizar un cuerpo. Poniéndolo en contacto con otro ya electrizado.
¿Cómo explicamos ésto? Supongamos que un cuerpo esté cargado positivamente (+) porque el frotamiento le ha arrancado unos cuántos electrones, cuando toca a otro lo que hará es quitarle también electrones (por atracción) por lo que se cargará con electricidad del mismo signo (+).
Si pasara lo contrario, es decir si contactamos a un cuerpo neutro con otro cargado de electricidad negativa (-), o sea con exceso de electrones, éstos se transferirán y el cuerpo se cargará negativamente (-).
Al electrizar un cuerpo por contacto con otro, éste queda cargado con cargas de igual signo que el cuerpo que lo contacta.
Sacamos como conclusión que:
Los cuerpos se cargan por frotamiento, inducción o contacto.
En estos fenómenos las cargas eléctricas se distribuyen uniformemente sobre la superficie de los cuerpos, pero en las puntas se acumulan y se da lo que denominamos el poder de las puntas: cuando un cuerpo cargado tiene puntas, la densidad (número de cargas/superficie) en ellas es tan grande que las cargas saltan hacia el aire. Las moléculas de aire que las rodean se cargan eléctricamente con igual signo y se rechazan entre sí generando un movimiento que recibe el nombre de viento eléctrico.
Una aplicación de este poder es el pararrayos, inventado por Benjamín Franklin en 1752. Está compuesto por una varilla metálica con una o varias puntas. Se coloca en los techos de los edificios altos unido a un cable conductor que a su vez está unido a una placa metálica que se entierra a cierta profundidad.
La nubes en los días de tormenta se cargan de grandes cantidades de electricidad de un determinado signo y atraen por inducción cargas opuestas en la tierra lo que posibilita la descarga (por atracción) generando lo que conocemos como rayos que pueden tener sentido de la nube hacia la tierra o inverso.
Cuando una nube se acerca al pararrayos le induce cargas de sentido contrario que generan un viento eléctrico de iones (partículas de aire cargadas) que al alcanzar a la nube la neutraliza (quita las cargas) e impide la formación del rayo. Si este viento no llegase a la nube o la acumulación de cargas en ella es muy grande para ser neutralizada, se generará un rayo, pero descargará a través del pararrayos que al estar unido a tierra evitará daños.
¿Cuáles son los fenómenos que vivimos cotidianamente que verifican lo que acabamos de enunciar?
• Los días secos es muy probable que al pasarnos el peine queden nuestros cabellos erizados .El peine frota al cabello y éstos se cargan de electricidad de igual signo de modo que se repelen entre sí y se erizan.
• Muchas veces al darle la mano a otro sentimos un golpe que nos indica que veníamos cargados con electricidad estática. Seguramente, al caminar, el roce de los zapatos contra el piso, nos transmite o quita electrones.
• La cinta del gimnasio genera en el material adyacente, por el roce del giro, cargas eléctricas que a veces detectamos al tocarlo.
• El auto en la ruta por el frotamiento del aire se carga también de electricidad. Las colitas ruteras o cadenas sirven para descargar ésta hacia la tierra.
• Los días de tormenta y viento las nubes por frotamiento con el aire se cargan de electricidad a veces positiva y otras negativas según hayan perdido o ganado electrones, al acercarse se descargarán mutuamente. Escuchamos tronar y observamos relampaguear.
• Muchas veces sentimos crujidos cuando nos sacamos un pulóver o una blusa y hasta vemos luces si lo hacemos en la oscuridad. Ésto demuestra que nuestra ropa estaba cargada eléctricamente.
• Al encender la computadora o la televisión si acercamos al monitor nuestro brazo, el bello se eriza por la inducción eléctrica y si frotamos la pantalla sentimos un crujido producto de su descarga.
Comprobamos una vez y otra vez la naturaleza eléctrica de la materia.
La materia se presenta contundente ante nuestros ojos pero, en ella abunda el espacio vació y sólo es electricidad en tal estado que aparenta diversidad
