Del mar a los átomos: nanociencia de los cristales
Summary
TLDREste script explora la fascinante física de la luz y su difracción en el nanomundo, utilizando la ley de Bragg para entender cómo se ordenan los átomos en materiales cristalinos. Se compara la difracción de olas del mar con la de la luz visible y los rayos X, mostrando cómo la luz interactúa con estructuras a nivel atómico. El video también presenta la aplicación práctica de estos conceptos en la identificación de materiales cristalinos mediante difracción de rayos X, con un ejemplo de análisis de cemento Portland, destacando la importancia de la nanociencia en la identificación y estudio de materiales.
Takeaways
- 🌌 La luz es fundamental en el universo para permitir la visión en la oscuridad y distinguir colores, matices y transparencias.
- 🔬 La difracción de la luz es un fenómeno que permite el estudio de objetos diminutos en el nanomundo, como se describe en la ley de Bragg.
- 🌊 La difracción se puede observar en la naturaleza, como en el comportamiento de las olas del mar que se dispersan al encontrarse con obstáculos.
- 📏 La difracción ocurre cuando una onda interactúa con un objeto o apertura de tamaño comparable a su longitud de onda.
- 🌅 La longitud de onda de las ondas del mar es de varios metros, mientras que la de la luz visible es de varios cientos de nanómetros.
- 🔴 La difracción de la luz visible se puede demostrar con rendijas nanométricas, lo que resulta en patrones de interferencia.
- 📡 Los patrones de interferencia, tanto destructivas como constructivas, son esenciales para entender cómo se comportan las ondas en presencia de rendijas o aperturas.
- 🧬 La difracción de rayos X fue un avance significativo, ya que permite el estudio de la estructura cristalina de materiales a nivel atómico.
- 🔎 La fórmula de Bragg relaciona la longitud de onda de los rayos X con las distancias entre planos atómicos en materiales cristalinos.
- 🏗️ La aplicación práctica de la difracción de rayos X es crucial en la identificación y análisis de estructuras de materiales cristalinos, como se muestra en la identificación de fases en cemento Portland.
Q & A
¿Qué fenómeno permite que la luz nos ayude a ver objetos en la oscuridad?
-El fenómeno de la difracción de la luz, que ocurre cuando la luz se transmite, se absorbe, se refleja y se refracta, nos permite distinguir colores, matices y transparencias incluso en la oscuridad.
¿Cómo se relaciona la difracción de la luz con el estudio de objetos diminutos en el nanomundo?
-La difracción de la luz permite entender cómo se ordenan los átomos a nivel nano, utilizando técnicas avanzadas como la difracción de rayos X para analizar la estructura cristalina de materiales a escala atómica.
¿Qué ley de la física a escala nano es mencionada en el guion y qué nos permite estudiar?
-Se menciona la ley de Bragg, que es útil para estudiar la materia cristalina, donde los átomos están ordenados de manera repetitiva en el espacio.
¿Cómo se relaciona la difracción de olas en el mar con la difracción de la luz en el nanomundo?
-La difracción de olas en el mar es utilizada como analogía para explicar la difracción de la luz, donde ambas se dispersan al encontrarse con aperturas o objetos de tamaño comparable a su longitud de onda.
¿Qué longitud de onda tiene la luz visible del color rojo que se utiliza en el ejemplo del guion?
-La luz visible del color rojo tiene una longitud de onda de aproximadamente 700 nanómetros.
¿Qué fenómeno ocurre cuando dos ondas de luz se encuentran y están en la misma fase?
-Cuando dos ondas de luz se encuentran y están en la misma fase, ocurre una interferencia constructiva, lo que resulta en una amplitud de onda mayor que las dos ondas individuales.
¿Qué sucede cuando las ondas de luz se encuentran en antifase y se suman?
-Cuando las ondas de luz se encuentran en antifase y se suman, ocurre una interferencia destructiva, lo que resulta en una amplitud de onda de cero, creando una zona completamente oscura.
¿Qué son las difracción gratings y cómo se relacionan con el patrón de interferencia?
-Las difracción gratings son objetos nanométricos con múltiples aperturas que provocan el fenómeno de difracción y la formación de patrones de interferencia cuando la luz incidente interactúa con ellas.
¿Qué descubrió Max von Laue y cómo cambió nuestra comprensión de la difracción de rayos X?
-Max von Laue descubrió que los rayos X, a pesar de tener longitudes de onda muy pequeñas, pueden ser difractados por estructuras cristalinas periódicas de materiales, lo que permitió analizar la disposición de átomos en dichas estructuras.
¿Qué fórmula desarrollaron los padres e hijos Bragg y cómo se relaciona con la difracción de rayos X?
-Los Bragg desarrollaron una fórmula que relaciona la longitud de onda de los rayos X con las distancias entre los planos atómicos en estructuras cristalinas, permitiendo la identificación y análisis de materiales mediante difracción de rayos X.
¿Cómo se utiliza la difracción de rayos X en la identificación y análisis de materiales cristalinos?
-La difracción de rayos X se utiliza para identificar y analizar materiales cristalinos al comparar los patrones de difracción obtenidos experimentalmente con bases de datos de difractogramas, lo que permite determinar la composición y estructura de las fases presentes en una muestra.
Outlines
🌌 La importancia de la luz en la física nano
El primer párrafo introduce el tema de cómo la luz, al ser transmitida, absorbida, reflejada y refractada, permite distinguir colores y matices. Se menciona que la luz no solo permite ver en la oscuridad sino que, con la ayuda de la difracción, se pueden observar objetos en el nanomundo. Se presenta la ley de Bragg, una ley clave en física que permite estudiar la disposición de átomos en la escala nano, especialmente en materiales cristalinos. Además, se hace una analogía entre la difracción de las olas en el mar y la difracción de la luz, destacando la importancia de que las longitudes de onda y los tamaños de los objetos sean comparables para que se produzca la difracción.
🔬 Difusión de la luz y su aplicación en la nanociencia
El segundo párrafo profundiza en el concepto de difracción de la luz, comparando la difracción de ondas en el mar con la difracción de la luz visible, especialmente la luz roja de 700 nanómetros de longitud de onda. Se describe cómo, al utilizar rendijas de tamaño nanométrico, se puede lograr la difracción de la luz visible, lo que lleva a la formación de patrones de interferencia. Estos patrones son resultado de la superposición de ondas difractadas que pueden ser de interferencia constructiva o destructiva, dependiendo de si las ondas se suman o se cancelan mutuamente. También se menciona el uso de rejillas de difracción para crear patrones de interferencia a gran escala.
🧬 La difracción de rayos X y su relación con la estructura cristalina
El tercer párrafo explora el uso de la difracción de rayos X para estudiar la estructura cristalina de materiales. Se narra la historia de Max von Laue, quien teorizó que la luz de rayos X, debido a su longitud de onda mucho más pequeña que la luz visible, podría ser difractada por los patrones nanométricos de los átomos en los materiales cristalinos. Se describe su experimento con sulfuro de zinc, que resultó en un patrón de difracción que confirmó su teoría. Sin embargo, se señala que faltaba una fórmula que relacionara la longitud de onda de los rayos X con las distancias entre los átomos, una fórmula que más tarde proporcionaron los Bragg.
📐 La ley de Bragg y su aplicación en la identificación de materiales cristalinos
El cuarto párrafo se enfoca en la ley de Bragg, que relaciona la longitud de onda de los rayos X con las distancias entre los planos atómicos en los materiales cristalinos. Se describe el proceso de difracción de rayos X y cómo, al asegurar que la diferencia de recorrido de los rayos sea un múltiplo de la longitud de onda, se pueden obtener interferencias constructivas. Esta relación se utiliza para determinar las distancias entre los planos atómicos y, por ende, para identificar y caracterizar la estructura de los materiales cristalinos.
🔍 Aplicación práctica de la difracción de rayos X en la identificación de fases cristalinas
El último párrafo presenta un ejemplo práctico de cómo se utiliza la difracción de rayos X para identificar las fases cristalinas en una muestra de cemento Portland. Se describe el proceso de preparación de la muestra, su análisis en un difractómetro de rayos X y cómo se interpreta el difractograma resultante para determinar la composición y estructura de la muestra. Se resalta la importancia de esta técnica en la ciencia de los materiales para identificar y estudiar la estructura de materiales cristalinos.
Mindmap
Keywords
💡Luz
💡Difracción
💡Longitud de onda
💡Materia cristalina
💡Ley de Bragg
💡Rayos X
💡Interferencia
💡Rejillas de difracción
💡Nanomundo
💡Difractograma
Highlights
La luz permite ver en la oscuridad y estudiar objetos diminutos del nanomundo.
La difracción de la luz ayuda a entender el ordenamiento de átomos a nivel nano.
Se presenta la ley de Bragg, clave para el estudio de la materia cristalina.
La difracción de olas en el mar es comparada con la difracción de la luz.
La importancia del tamaño comparable entre la onda y el objeto en la difracción.
La difracción de la luz visible y su longitud de onda de varios cientos de nanómetros.
La creación de patrones de interferencia por difracción de luz.
La aplicación de rejillas de difracción para generar patrones de interferencia.
Max Von Laue teorizó la difracción de rayos X por estructuras cristalinas.
La difracción de rayos X se utiliza para estudiar la estructura cristalina de materiales.
La fórmula de Bragg relaciona la longitud de onda de los rayos X con las distancias entre planos atómicos.
El experimento de Bragg permite determinar la estructura cristalina a través de difracción de rayos X.
La utilización de difractogramas para identificar y analizar fases cristalinas en materiales.
La importancia de la difracción de rayos X en la ciencia de materiales.
La aplicación práctica de la difracción de rayos X en el análisis de cemento Portland.
La identificación de fases en muestras de materiales utilizando difractogramas.
La combinación de técnicas como la EDX y difracción de rayos X para el análisis detallado de materiales.
La promoción de la ciencia y trigonometría en el canal, con un toque de humor sobre vampiros en el próximo vídeo.
Transcripts
[Música]
en este universo sombrío que seríamos
sin la luz la luz se transmite se
absorbe se refleja se refracta y nos
permite distinguir colores matices y
transparencias Pero la Luz no solo nos
permite ver en la oscuridad sino que con
la habilidad es suficiente nos puede
ayudar a ver aquellas cosas que de otra
manera son invisibles Y es que la luz
nos permite también estudiar aquellos
objetos diminutos que forman parte del
nanomundo hoy hablamos de cómo la
difracción de la luz nos permite
entender cómo se ordenan los átomos
déjame contarte una de mis leyes
preferidas de la física a la Nano escala
la ley de brack
y más te vale darle like y suscribirte
porque me estoy poniendo mamadísima y
ahora puedo repartir hostias como panes
Pero además si me das Like y te
suscribes y ya sabes que me ayudas no
solo a repartidos ya sino también a
repartir conocimiento la ley de brack es
extremadamente útil porque nos permite
estudiar la materia cristalina que es
aquel tipo de materia cuyos átomos se
disponen de manera repetitiva en el
espacio como ocurre con los minerales es
decir que es esa materia cuyos átomos
están ordenados como ya vimos en un
vídeo que os voy a dejar por aquí arriba
que hicimos hace mil años pero para
hablar de esta ley tan curiosa del mundo
Nano primero Tenemos que hablar del mar
y aquí podrías preguntarte pero Ana qué
demonios tiene que ver el mar con la
materia cristalina tras de process
imagínate el mar el océano y una suave
Brisa de verano no tengo yo ganas de
verano Y ahora imagínate las olas
viajando hacia la costa y rompiendo
contra el puerto cuando las olas llegan
a la apertura que hay entre dos
espigones se dispersan decimos que se
disfractan este fenómeno es lo que
conocemos como difracción y ocurre
siempre que una onda llega a un objeto o
una apertura de tamaño comparable
te puedes imaginar la cresta de las olas
no primero de manera paralela cuando
avanza hacia el espigón y después de
encontrarse con la apertura de los
espigones de manera semicircular
y me dirás Ana yo esto no lo he visto
nunca no me lo creo Pues porque no lo
has buscado porque está en internet si
tú lo buscas difracción olas mar te sale
los espigones muchas veces se colocan de
esta manera para aprovecharnos de la
difracción y forzar la aparición de esta
Bahía semicircular Y como te digo la
difracción no solamente ocurre con
aperturas sino también con objetos como
islotes o barcos como esta especie de
barco chuchurrío que dibujaba aquí
recuerda esto porque va a ser importante
luego kit de inmind bien vamos a ir un
poquito más allá resulta que es
extremadamente importante que o bien la
isla o barco o bien la separación entre
los dos espigones sea de tamaño
comparable a esa distancia que hay entre
cresta y cresta de las olas imagina que
en lugar de dos espigones tenemos dos
reglas de medida como las que usabas en
el cole es bastante intuitivo entender
que si en lugar de dos espigones tenemos
dos reglas uno la separación apertura
que hay entre ellas es demasiado grande
y dos las reglas son demasiado pequeñas
como para que las olas les importe nada
que eso esté ahí entonces perdemos el
fenómeno de la difracción por tanto los
tamaños de las cosas tienen que ser
comparables para que ocurra el fenómeno
de la difracción Y esto es una especie
de regla de tres bastante útil en la
nanociencia en general y una buena
manera de pensar tamaños comparables
interacción por último si yo en lugar de
mirar la ola desde arriba la miro por al
lado vería un perfil parecido a esto
esta distancia de la que hemos estado
hablando la distancia que hay entre
cresta y cresta de la ola es lo que
conocemos como longitud de onda y en
este caso en el caso de las olas del mar
será de varios metros
pero como sabéis en este canal no nos
gustan las cosas Macro el tema de los
metros nada no nos Mola a nosotros nos
gustan las cosas nano por lo tanto vamos
a dar un paso más allá y vamos a hablar
de otro tipo de difracción que es muy
parecido a lo que acabamos de ver pero
con otro tipo de ondas vamos a hablar de
la difracción de la luz visible
[Música]
hablemos de la luz visible que está
compuesta por fotones que viajan de
manera parecida a cómo lo hacen las olas
del mar porque son ondas pero mientras
que las olas del mar tienen la longitud
de onda esto que hemos visto aquí que
mide unos cuantos metros la longitud de
onda de la luz visible mide varios
cientos de nanómetros es decir es mucho
más pequeña para este ejemplo vamos a
centrarnos en una luz de color rojo y
vamos a decir que tiene una longitud de
onda de 700 nanómetros con lo cual Si
queremos que ocurra el fenómeno de la
difracción como ya hemos visto vamos a
tener que utilizar espigones o barcos
nanométricos o lo que es más fácil y
factible perforar una fina línea de un
grosor de aproximadamente 700 nanómetros
mediante algún tipo de técnica avanzada
de mecanizado cosa Que obviamente no se
puede hacer con un cúter pero es lo que
tenemos ejemplificarlo
yo he abierto imagínate una rendija
nanométrica obviamente Esta no es
nanométrica como puedes ver porque lo he
hecho yo ahora mismo con un cúter pero
imagínate que es nanométrica esto es lo
mismo que pasaba con las olas del mar Lo
que pasa que he visto en planta
por aquí vendría mi luz visible Roja de
700 nanómetros y si dispersaría se
disfractaría la única diferencia con las
olas del mar es que estas distancias a
distancia de la apertura y la longitud
de onda de mi luz son de 700 nanómetros
mucho más pequeño que los metros que
estábamos viendo con las olas del mar
por lo tanto con nuestra rendija
nanométrica obtenemos difracción podemos
somos capaces de disfrazar la luz
visible roja y aquí es donde empieza la
magia Y es que la cosa comienza a
ponerse interesante cuando no solamente
tenemos una rendija sino que tenemos dos
estas dos ondas difractadas se enfrentan
entre sí pues sus caminos se solapan
creando un maravilloso patrón de
interferencias destructivas y
constructivas
cuando las ondas se encuentran en un
punto y están perfectamente En fase
máximo máximo mínimo son iguales
entonces lo que tenemos es una
interferencia constructiva en cuyo caso
la amplitud de las dos ondas se suman y
la onda resultante tiene una amplitud
más grande que las dos que la precedían
por el contrario cuando las ondas se
encuentran en antifase máximo con mínimo
máximo con mínimo perfectamente al
contrario entonces lo que tenemos es una
interferencia destructiva en una
interferencia destructiva lo que pasa es
que al sumar estas dos ondas nos da 0 en
este caso sería una zona completamente a
oscuras estas interferencias lo que
provocan es que si somos capaces de
poner una pantalla negra después de las
ondas difractadas por la rendija lo que
vamos a ver es un patrón de
interferencia déjame dibujar el patrón
de referencia verdad lo he hecho azul
y estoy hablando una luz roja voy a
dibujar las de color rojo porque las
había dejado azules para las olas del
mar Pero como estamos hablando de luz
roja no quiero liar a nadie voy a volver
a dibujarlas pero de color rojo
para que veáis el patrón de
interferencia
que no se diga que no os cuido
estas interferencias hacen que si
colocamos una pantalla negra
en algún punto después de la rendija
sabemos que aquí las ondas se han
disfrazado vamos a poder ver un patrón
de interferencia en el que van a quedar
más fuertemente iluminadas las zonas en
las que ha ocurrido una interferencia
constructiva y van a quedar a oscuras
otras zonas en las que había una
interferencia destructiva además
precisamente para provocar estos
patrones de interferencia existen lo que
llamamos difraction greatings o rejillas
de difracción que no es más que un
objeto nanométrico que hemos fabricado
en el que hay un montón de estas
aperturas para justamente para provocar
este fenómeno de difracción Y obtener
pues diversos patrones de la infracción
o patrones de interferencia a ver Espero
no haber perdido a nadie por el camino
yo conozco yo sé que esto es un poco
denso pero es que ahora viene lo
interesante ahora viene el visionario a
menudo tomado por loco el señor Max Von
lawer Este señor dijo vale si somos
capaces de hacer esto con la luz visible
que tiene una longitud de onda de unos
cientos de unos pocos cientos de
nanómetros Por qué no me pregunto por
qué no lo iba a poder hacer también con
los rayos x Pero hay un problema y es
que los rayos x tienen una longitud de
onda extremadamente pequeña y cuando
digo extremadamente pequeña me refiero a
prácticamente fracciones de nanómetro
entonces claro cualquier persona en su
sano juicio diría pero señor borlaue
cómo vamos a fabricar un objeto que sea
capaz de difractar una luz que tiene una
longitud de onda tan y tan pequeña Pues
ahí está la gracia no hace falta que
fabriquemos ningún objeto porque ya
existen objetos que tienen patrones tan
pequeños y tan nanométricos que nos
permiten disfrazar la luz de rayos x la
estructura cristalina de los materiales
periódicos
para disfrazar los rayos x en lugar de
utilizar espigones o Islas u objetos de
metros o de nanómetros lo que vamos a
utilizar son las estructuras cristalinas
de los materiales no que tienen los
átomos ordenados Von lawe se preguntaba
o el teorizó si esto funcionaría y vaya
si funcionó resulta que Von lawe irradió
una fina capa de sulfuro de zinc que es
un material cristalino con un rayo x o
con una fuente de rayos x Mejor dicho Y
puso una pantalla fotográfica después de
la muestra que es capaz de iluminarse o
de marcar las zonas donde han ido a
parar los rayos x puedo comprobar que
aparecían varios puntos en la pantalla
que había puesto lo cual significaba que
la muestra cristalina este material el
sulfuro de zinc difractaba los rayos x
obteniendo un patrón de interferencias o
un patrón de difracción de manera
parecida a como acabamos de ver con la
luz roja una vez compuesto por una serie
de puntos este patrón de puntos este
patrón de difracción proviene
precisamente de esa interacción de los
rayos x con los átomos del sulfuro de
zinc que tienen un tamaño parecido a la
longitud de onda de los rayos x este
patrón de difracción dependía de los
separados y de las distancias y de cómo
estuvieran colocados los átomos de este
material ya que esto es lo que determina
el juego de interferencias constructivas
y destructivas que van a sufrir los
rayos x pero maxbonelahue no dio con la
fórmula o no conseguía dar con la
fórmula que relacionaba los rayos x o la
longitud de onda de los rayos x con las
distancias entre los átomos de la
estructura cristalina lo cual era muy
importante para poder seguir avanzando
en este campo y conseguir más
información sobre estos materiales
cristalinos a ver que de este patrón tú
pudieras sacar las distancias que hay
entre los átomos estaría bastante guapo
sinceramente pero para eso tuvieron que
llegar un padre y su hijo vamos a
llamarles brack y brack Junior que
desarrollaron una fórmula que
precisamente hace eso relacionar los
rayos x con las distancias entre los
planos atómicos estamos hablando por
supuesto de la ley de brack
en el experimento de los bracke
comenzamos con un material cristalino
vamos a dibujar el centro de donde se
colocarían los átomos tal que así pero
lo vamos a hacer en dos dimensiones ten
en cuenta que en realidad
todos estos átomos en realidad también
se propagarían hacia fuera y hacia
dentro de la pizarra estaríamos hablando
de un material tridimensional pero para
simplificar lo vamos a dibujar en dos
dimensiones en este dibujo la distancia
entre los planos que hacen los átomos
los planos cristalinos sería
por ejemplo esta de aquí
vamos a llamarla d lo que también vamos
a necesitar es una fuente de rayos x
esta de aquí vale de aquí van a salir
disparados rayos x y la vamos a colocar
estratégicamente
con cierto ángulo al que vamos a llamar
teta
respecto de la superficie del material
así cuando salga un rayo x o muchos
rayos x
vamos a poder ver que este ángulo
es el que llamamos
teta cuando el Rayo x llega a un átomo
en realidad gracias a los electrones
pero no vamos a entrar ahí ahora vale va
a disfrazar en muchas direcciones como
lo hacía el barco que hemos visto al
principio con las olas del mar pero
nosotros vamos a dibujar solamente una
solamente nos interesa una dirección en
resto nos vamos a olvidar pero están ahí
vale
vamos a dibujar la que sale también
con un ángulo de salida igual al de
entrada con lo cual también teta y aquí
es precisamente donde habremos colocado
un detector piensa que todo esto es
invisible para ti que no eres Superman
no puedes ver átomos no puedes ver los
rayos x necesitas tener un detector y
colocarlo estratégicamente para poder
observar
algo con lo cual con el Rayo que sale de
la Fuente que llega al átomo y que llega
al detector nos queda este dibujo
completamente simétrico con los dos
ángulos tetas aquí respecto la
superficie del material cristalino y
ahora veréis yoursence porque aquí viene
la magia vale vamos a dibujar un segundo
Rayo X en realidad sale de la misma
fuente tiene la misma fase sale del
mismo sitio vale pero está ligeramente
desplazado no porque así de grande
entonces está ligeramente desplazado y
nuestro Rayo va a llegar
Imagínate que no choca con esto vale
lo pasa Vale y
llega a un átomo de una capa que está
por debajo de la capa Donde ha chocado
el primer Rayo
como es simétrico el dibujo hacer así
para llegar al detector pasa lo mismo el
Rayo x llega al átomo se difracta vamos
a dibujar solamente una dirección Vale y
llegará al detector y ahora Listen to me
atentos esto que he dibujado yo son los
vectores de dirección de las ondas no en
realidad podríamos imaginarnos que las
ondas van así
pero no quiero dibujarlo entero porque
si no se me va a liar el dibujo un
montón
vale Si eso es lo que queremos es que el
detector detecte
una intensidad potente una intensidad
que sea grande necesitamos que haya una
interferencia constructiva y no una
inteligencia destructiva Porque si es
destructiva Entonces el detector no va a
haber nada necesitamos una interferencia
constructiva y cuando tenemos una
interferencia constructiva cuando las
ondas están en fase estas dos ondas
salen de la misma fuente salen en fase
las dos tienen el mismo máximo en el
mismo sitio el mismo mínimo en el mismo
sitio están en fase queremos que lleguen
En fase Pero hay un problema no es un
problema pero hay una cosa en la que se
diferencian que es básicamente que esta
de aquí ha recorrido un camino más largo
con lo cual es posible que lleguen
desfasadas Pero hay una manera de
asegurar que llegan En fase Y es que el
desplazamiento extra que ha hecho el
segundo Rayo sea igual o un múltiplo de
la longitud de onda
si yo tengo estas dos ondas que han
salido del mismo sitio En fase Cómo
puedo asegurar que estén en fase pues si
yo las desplazo exactamente una longitud
de onda
es decir que esto de aquí se desplace
aquí
si yo lo he desplazado justo
una longitud de onda esto sigue estando
en fase porque coinciden los mínimos con
los mínimos y los máximos con los
máximos O sea que lo que necesito es que
la diferencia de recorrido que tiene
este segundo Rayo respecto del primero
sea un múltiplo de la longitud de onda
con lo cual este camino extra
tiene que ser
n veces la longitud de onda
y Qué es esta distancia me preguntarás
esta sería la pregunta que hay que hacer
ahora
pues entonces hay que echar mano de
nuestra amiga la trigonometría
vamos a dibujar esta línea paralela aquí
que es la misma
y La paralela esta aquí
esto de aquí es la vertical
esto de aquí son dos ángulos rectos
estoy aquí son dos ángulos rectos
por trigonometría sabemos que este
ángulo es el mismo que este ángulo
y esto de aquí que es
es el seno
del ángulo por la hipotenusa que es esta
distancia de aquí qué curiosamente no
curiosamente es a propósito Es la
distancia entre los planos atómicos por
lo tanto es de
de que se pueden usar por el seno del
ángulo por dos
y esto para asegurar una interferencia
constructiva tiene que ser n veces la
longitud de onda
2D no
Y esa es
y ahora Déjame que te lleve a mi
laboratorio y te enseñe la aplicación
real de la ley de brack con una máquina
de difracción de rayos x o defractómetro
de rayos x vamos a analizar una muestra
de cemento Portland en polvo como este
que tengo aquí Como extra hemos hecho un
análisis que no es la difracción de
rayos x pero os lo enseño para que
entendáis lo complejo Que es el cemento
esto es una imagen de microscopio
electrónico con análisis químico que se
llama edx electrom dispershift Express
de lo cual Podemos hablar otro día que
nos muestra Qué elementos hay en cada
zona como ves el cemento es un material
complicado pues está compuesto por
muchos materiales diferentes Si yo le
pido al programa que me enseñe dónde hay
aluminio calcio y magnesio por ejemplo
se iluminan estas zonas Así que
posiblemente se trate de una fase como
una luminato de calcio con magnesio o
algo así no lo sabemos sólo sabemos que
en estas zonas intersticiales hay
aluminio calcio y que en los granos
sobre todo hay silicio Esto es lo que
sabemos de la muestra no vale pues ahora
cogemos el polvo de nuestro material y
lo empacamos en el portamuestras lo
introducimos en el difractómetro de
rayos x que tiene la disposición que
hemos visto antes fuente de rayos x
muestra y detector para iniciar el
experimento la máquina va a ponerse en
un ángulo Z inicial y luego va a ir
analizando la señal que llega al
detector a medida que va cambiando el
ángulo Z o sea va a hacer un paneo de
ángulos Z para ver cuándo ocurren
interferencias constructivas cuando haya
una interferencia constructiva va a
haber un pico cosa que veremos en el
disfractograma en el cual tenemos un eje
que representa el ángulo y otro eje que
representa la intensidad de la señal y
vamos a obtener un patrón algo que
llamamos difractograma y ahora metemos
este disfractograma en el sistema y le
pedimos que lo compare con sus bases de
datos y nos dirá que aquí es muy
probable que Pues en este caso pues una
frase de un silicato de óxidos de calcio
magnesio y aluminio y más cosas o sea
aquí habría ya que mirar todas las fases
que me está sugiriendo y determinar Qué
cosas tienen sentido y cuáles no además
como podemos relacionar los rayos x con
la distancia que hay entre los planos
atómicos gracias a estas bases de datos
también podemos obtener información
sobre el espaciado de cada una de estas
fases cristalinas que componen nuestra
muestra y saber qué tipo de estructura
tienen y así se han estudiado una
infinidad de materiales cristalinos
tenemos difractogramas específicos en
bases de datos para cada uno de ellos y
es vital en ciencia de materiales para
estudiar el entrecejo de átomos que son
los materiales cristalinos y también
para poder identificar materiales en
muestras que no sabemos muy bien Qué
tienen Espero que os haya gustado volver
un poco a la Nano física como veis me he
puesto un poco
un poco densa hacía tiempo que no
hacíamos un vídeo científico así que
bueno no sé qué os habrá parecido Espero
que estéis contentos de Volver al mundo
Nano
acordaros de darle like y suscribiros y
todas las cosas que nunca lo pido Pero
se ve que hay que pedirlo así que aquí
estamos y nos vemos en el próximo vídeo
en el que vamos a hablar de algo que no
tiene nada que ver conciencia pero que
me hace mucha ilusión pero que me hace
mucha ilusión hacerlo porque es un tema
que me gusta mucho y son los vampiros
Así que próximo vídeo vamos a hablar de
vampiros porque puedo mi canal es
ciencia y trigonometría y vampiros
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