Nucleos Y Niveles De Electrones

Núcleos y los niveles de electrones

Los núcleos para formar átomos están rodeados por varios niveles de electrones y todos sabemos que un átomo es la parte más pequeñaque puede existir de un elemento, es la fracción mínima de ese elemento. Consta de un denso núcleo de protones y neutrones (los nucleones) rodeados de electrones moviéndose a velocidades cercanas a las de la luz. Es lo que se conoce como estructura electrónica del núcleo y que tiene que ver con los niveles de energía que los electrones ocupan en sus orbitales.

El orbital s tiene simetría esférica alrededor del núcleo atómico. En la figura siguiente se muestran dos formas alternativas para representar la nube electrónica de un orbital s: en la primera, la probabilidad de encontrar al electrón (representada por la densidad de puntos) disminuye a medida que nos alejamos del centro; en la segunda, se representa el volumen esférico en que el electrón pasa la mayor parte del tiempo.

Los giroscopios

Los giroscopios son dispositivos mecánicos formados esencialmente por un cuerpo con simetría de rotación que gira alrededor de su eje de simetría. Cuando se somete el giroscopio a un “momento” que cambia la orientación del eje de rotación su comportamiento es aparentemente paradójico ya que el eje de rotación, en lugar de cambiar de dirección como lo haría un cuerpo que no girase, cambia de orientación en una dirección perpendicular a la dirección “intuitiva”.

Además gracias a los giroscopios podemos disfrutar de grandes inventos robóticos; ya que pueden por si mismos mantenerse en equilibrio sin usar “cerebro”. Quién pudiera ser así de perfecto técnicamente en el ciclismo.

Simetrías en la Naturaleza

La materia se presenta en el universo de múltiples formas. Tenemos galaxias, estrellas, planetas, rocas, seres vivos, cada uno compuesto por una cierta combinación de sólidos, líquidos, gases o plasma (una clase de materia parecida a un gas muy caliente). Parte de esa materia tiene una curiosa propiedad: si la dividimos en dos por cierto sitio, las dos mitades son iguales; o, lo que es lo mismo, se ven iguales desde un lado y desde otro. Es lo que llamamos simetría.

Los seres humanos (su exterior) somos buenos ejemplos de esto. Tenemos una casi igualdad entre las dos partes de nuestro cuerpo que se obtendrían dividiéndolo por una línea que pasa por el centro de la nariz y por el centro del ombligo. La siguiente figura muestra el famoso estudio sobre la simetría del cuerpo humano de Leonardo da Vinci.

El hombre de Vitrubio

Leonardo da Vinci

Esta simetría puede ser mucho más espectacular si nos fijamos en otros fenómenos de la Naturaleza. Las telas de araña y las celdas hexagonales de los panales de las abejas son buenos ejemplos. En Geología, la simetría es tan perfecta que da lugar a un tipo de clasificación mediante el cual se reconocen los minerales: la Cristalografía. La simetría de un mineral cristalizado (por ejemplo los cristales de sal de cocina cuando los vemos al microscopio) refleja la ordenación simétrica de los átomos en su interior.

Hasta donde alcanzan nuestras medidas, las leyes físicas (y, por tanto, la interacción gravitatoria) sí son simétricas respecto al espacio y respecto al tiempo. En cualquier lugar y momento temporal del universo, la Naturaleza se comporta igual que aquí y ahora en lo que se refiere a estas leyes.

Esta simetría es un arma muy poderosa para investigar hacia el pasado y hacia el futuro, ya que nos permite suponer (y, en la medida en que confiemos en la seguridad de la simetría, conocer) condiciones locales donde jamás podremos llegar por la distancia espacial y temporal que nos separa de muchas partes del universo. Así, por ejemplo, gracias a esta simetría, podemos calcular que el Sol lleva

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