EL CURSO PASADO : EL PUNTO CURIE
COMO HICIMOS EL PUNTO CURIE (ANECDOTARIO)
INTRODUCCIÓN: ¿QUÉ ES EL PUNTO CURIE?
Se denomina temperatura
de Curie (en ocasiones punto de Curie) a la temperatura por encima de la cual un cuerpo ferromagnético pierde su magnetismo,
comportándose como un material puramente paramagnético.
Esta temperatura característica lleva el nombre del físico francés Pierre Curie,
que la descubrió en 1895.
Pierre Curie descubrió, junto a su hermano
Jacques, el efecto piezoeléctrico en cristales, estableciendo que la
susceptibilidad magnética de las sustancias paramagnéticas depende del inverso de la temperatura,
es decir, que las propiedades magnéticas cambian en función de la temperatura.
En todos los ferromagnetos encontró un descenso de la magnetización hasta que
la temperatura llegaba a un valor crítico, llamada temperatura de Curie (Tc),
donde la magnetización se hace igual a cero; por encima de la temperatura de
Curie, los ferromagnetos se comportan como sustancias paramagnéticas.
SEGUNDA PARTE: RADIOACTIVIDAD
Ante la
situación de tocar de alguna forma el tema dentro del contexto del Punto Curie,
se estuvo barajando varias opciones, quedándose como solución más simple un
pequeño diálogo que introdujera el tema. Los alumnos estuvieron buscando
información al respecto en la vida de Marie y Pierre Curie, en relación con la
radioactividad y los Premios Nobel que recibieron. En base a esa información
recogida se elaboró el siguiente diálogo:
MARIE.- Pierre, mira. Fíjate en este mineral.
PIERRE.- Sí, es pechblenda que contiene uranio. Por eso brilla.
MARIE.- ¿Cómo es que pasa eso? Pienso que algo
pasa en el interior de los átomos.
PIERRE.- Pero dentro de los átomos no pasa nada.
MARIE.- De aquí he quitado el uranio
y sigue brillando, debe de haber otros
minerales que tengan la misma propiedad.
PIERRE.- Si es nuevo, ¿qué nombre le pondrías?
MARIE.- Me gustaría llamarle Polonio
como mi país; y otro nombre que me gusta es Radio.
PIERRE.- ¿Por qué ese nombre?
MARIE.- Porque a esta propiedad la voy a
llamar radioactividad, ya
que puede ser un gran avance para la
ciencia, se pueden hacer fotografías de los esqueletos.
PIERRE.- Y una nueva fuente de energía
si a los átomos les pasa algo en su interior.
MARIE.- Vamos a seguir investigando.
Como pechblenda utilizamos un trozo de roca no erosionada
que fue pintada de verde radioactivo para dar sensación de realidad. Ya se
sabía que la pechblenda contenía uranio. El novedoso aporte de ir más allá del
átomo originó un gran avance en la visión de la ciencia. Logró aislar otros dos
elementos de la pechblenda: el polonio y el radio. Fue la persona que puso
nombre a la propiedad que tenían estos elementos. Lo que originó un gran avance
en las investigaciones y el uso de una nueva fuente de energía. Recordamos que
Pierre y Marie Curie junto con Henri Becquerel recibieron el Premio Nobel de
Física por las investigaciones sobre los fenómenos de la radiación en 1903. Y
en 1911 Marie Curie recibió el Premio Nobel de Química por el descubrimiento de
los elementos radio y polonio, el aislamiento del radio y el estudio de la
naturaleza y compuestos de este elemento.
CUARTA PARTE: EXPERIMENTO
Para la
realización del experimento en primer lugar había que tener en cuenta los
elementos que deberíamos utilizar, para que la realización del mismo fuese eficaz
en el tiempo estipulado.
Necesitaríamos
un soporte, un hilo que sujetara el objeto, el objeto al que aplicaríamos el
Punto Curie, un imán y un foco de calor.
En cuanto
al soporte fue una ayuda inestimable la que nos brindó el Centro Principia de
Málaga, que tras pedirle asesoramiento, nos dejó entre otros objetos para
trabajar el magnetismo con nuestros alumnos un soporte graduable en altura y
lejanía, que nos venía de una forma excelente a nuestras pretensiones; lo que
nos hizo abandonar la idea de construirnos uno.
En lo
referente al hilo que sujetara el objeto se tenía la idea clara: un hilo de
cobre. La forma más fácil de conseguir hilo es pelando un cable, hecho al que
le dedicamos una sesión en la clase. Necesitábamos hilo de una cierta longitud,
por lo que no era sencillo. Estuvimos pelando cable con tijeras con diferente
suerte, puesto que en ocasiones se cortaba el cable incluido el trozo que ya
habíamos pelado, o el número de hilos iba menguando cada vez que le quitábamos
una porción más de plástico. La extracción del plástico se hacía más complicada
y resistente en cuanto se aumentaba la distancia. Pero tras un no muy largo
periodo de tiempo conseguimos una cierta cantidad de hilo de cobre lo
suficientemente largo como para que no fuese este elemento un motivo de
preocupación.
El objeto
al que aplicaríamos el Punto Curie tuvo una ardua labor de investigación,
búsqueda y elección. Planteado el tema en clase, tendríamos que encontrar un
objeto que fuese magnético, lo suficientemente grande para que se viera, lo
suficientemente pequeño para que fuese atraído por nuestro imán y, lo
comprobamos después de buscar, que pudiese ser atraído después de enfriarse y,
por último, consiguieran alcanzar un temperatura alta en poco tiempo. Tras una
labor de búsqueda en la clase probamos con clips, arandelas de distintos
tamaños, muelles, clavos, tornillos y diversas piezas de objetos. Se planteó la
posibilidad de usar un cascabel, para que sonara durante la oscilación, pero el
que tenía en clase era demasiado grande. La compañera de Infantil nos dejó
otros cascabeles más pequeños, pero tenían demasiado grosor. La solución final vino del “mayor
recurso para ciencia en el aula”: “el todo a cien”. Varios alumnos vieron unos
cascabeles que podían servirnos en una tienda cerca del colegio. Y fueron los
que utilizamos. Salvedad: no sonaban, pero cumplían las condiciones.
En lo
concerniente al imán las opciones eran menores. Teníamos dos imanes que podían
servirnos ambos de tamaño similar. Uno era normal y corriente y el segundo era
de neodimio. Desde el principio descartamos el de neodimio, puesto que era
demasiado potente para lo que queríamos mostrar y costaba mucho esfuerzo el
conseguir que el objeto fuese atraído y se mantuviera separado una cierta
distancia. Los mismos alumnos vieron que era más fácil hacerlo con el normal.
Por último,
encontrar el foco de calor adecuado fue muy fácil, una vez que lo que teníamos
previstos no fuese viable. La vela de té que era la primera opción, por el
hecho de que eran niños los que tenían que manipularlo, se vio en la primera
prueba que no nos venía bien, puesto que tardaba mucho en adquirir temperatura
el objeto. En una búsqueda de soluciones se vieron pertinentes un mechero de
cocina de lo que son largos y un soplete de postres. Al probar con ambos,
observamos que el mechero había que mantenerlo a pulso, mientras que el soplete
tenía una base, lo que lo hacía más fiable, además de un encendido automático
presionando un botón; por lo que optamos por esta solución, además tenía más
fuerza calorífica, lo que reducía el tiempo.
Además de
estos elementos que había que tener en cuenta para la realización de la
experiencia, debimos de considerar otras circunstancias que incidían
directamente e igualmente en ella. La densidad del objeto, la longitud del hilo
y la potencia del foco de calor y la distancia al objeto, y la distancia al
imán.
Estas
circunstancias fueron apareciendo y solucionándose a lo largo de las diversas
repeticiones de la experiencia en las demás aulas del colegio, hecho que nos
sirvió como ensayo de la exposición de la experiencia.
La decisión
del objeto con la densidad adecuada fue un hecho previo a la gira del Punto
Curie por el colegio, del que ya hemos hecho referencia. La longitud del hilo y
la distancia al imán la íbamos calculándolas por ensayo/error, hasta que la
alumna encargada del mismo logró, a base de repeticiones, tener más aciertos
que errores manipulando el imán en la barra vertical, el inicio del hilo en la
barra horizontal y la cantidad de hilo necesario para que quedase atraído y
retornase cuando se enfriara. En ocasiones no retornaba, por lo que hacía
necesario, ante la expectación del alumnado en ese momento espectador, el uso
de un lápiz para facilitar el retorno y evitar el riesgo de quemarse, al estar
al rojo el objeto (cascabel).
Punto y
aparte en todo esto está la potencia del foco de calor, la distancia al objeto
y el punto de incidencia en el cascabel. Cuando optamos por el soplete de
postres aparecieron detalles que no estaban hasta entonces controlados y que
surgieron en las diversas repeticiones. Algo muy simple es que después de dos o
tres veces de mostrar la experiencia el soplete perdía potencia, aunque no se
apreciaba visualmente en la llama, sí en el tiempo transcurrido en el calentamiento
del cascabel; lo que hacía necesario rellenar el objeto con gas. Para obtener
un rendimiento óptimo del soplete debía de estar con el depósito completamente
lleno. La distancia respecto al cascabel era relativamente importante, puesto
que si esta no era la adecuada el tiempo en alcanzar el punto Curie se veía
aumentado; el problema se solventó girando el soporte de los brazos. El punto
de incidencia del foco de calor en el cascabel para que este llegase al Punto
Curie si no era el adecuado no se calentaba, si este era en la parte delantera,
o cortaba el hilo de cobre, si estaba cerca de la parte trasera, yéndose el
cascabel al imán, siendo esto motivo de admiración en los cursos inferiores.
Hubo varios factores que se no
tomaron en cuenta debido al nivel de los alumnos que llevaban a cabo la
experiencia. En este sentido la distancia del objeto al imán o la longitud de
la cuerda no fue medida, por el hecho que no era significativa en cuanto a que
trabajábamos con los mismos materiales y no comparábamos con otros; y añadía un
grado mayor de complicación. El otro factor que no controlábamos por las mismas
razones era la temperatura de pérdida de la capacidad magnética, que origina el
Punto Curie, pero en este caso se añadía la adquisición de un instrumental
(termómetro láser) de coste elevado.
Anecdotario
final
- Al Encuentro Científico de Madrid fuimos en AVE, por lo que no se podía ir con material inflamable, léase el soplete de postres y el cargador de gas, por lo que descargamos el soplete y necesitábamos comprar un cargador de gas en un estanco, hecho que conseguimos tras un arduo ejercicio de búsqueda a lo largo de las cercanías del hotel y de encontrarnos cerrados diversos lugares antes del horario habitual.
- El día del Encuentro, a pesar el estado de nervios de nuestros alumnos y alumnas, la experiencia resultó asombrosamente perfecta con un movimiento pendular constante de atracción y pérdida de la atracción magnética, lograda en pocas ocasiones a pesar de haberlo repetido en abundantes ocasiones.
- Para el alumnado que nos acompañó y para nosotros mismos fue una experiencia inolvidable.
QUINTA PARTE : POEMA FINAL
Para
finalizar la exposición de la experiencia optamos por crear un poema que nos
sirviera de compendio y resumen de todo lo realizado. Tras unas ideas
preliminares, unos pareados que fueron apareciendo y un trabajo colectivo, se
dio forma al poema final:
Nosotros hemos aprendido
Con los imanes jugando
Tanto el magnetismo inducido
Como los electrones bailando.
Si los polos los juntamos
De la misma orientación
Norte y norte, comprobamos
Que se produce repulsión.
Si calentamos un material
Que está siendo atraído
Por un magnífico imán
En cuanto pasa unos grados
Pierde la propiedad.
Y cuando se enfría
La vuelve a recuperar.
Esto lo aplicamos
Fabricando un condensador
O para los infrarrojos
Un excelente sensor.
Pierre y Marie
Se estuvieron contagiando
de lo que estaban investigando.
Trabaja para el futuro,
Pero sobre todo seguro.
Ahora llega a su fin
Lo que hemos trabajado
En el PUNTO CURIE.
En el poema
describimos parte del trabajo en clase, el principio del Punto Curie,
aplicaciones del mismo en la vida actual, el riesgo de un trabajo de
investigación científica del que hay que hacerlo seguro.
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