Tarea 1. Estado Solido Sistema Gaussiano
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Tarea 1. Estado Solido Luz Adriana Nicasio Collazo Instituto de física de la Universidad de Guanajuato Sistema Gaussiano El sistema Gaussiano derivado del sistema Cegesimal de Unidades (o sistema CGS), es un sistema de unidades básico que utiliza como patrones funadamentales de medidas al centímetro (longitud), el gramo (masa) y el segundo (tiempo). en la actualidad, dicho sistema a sido técnicamente remplazado por el sistema internacional de Unidades (SI) por ser mas practico en algunos caso, sin embargo el uso de unidades Gaussianas aun es indispensable en la teoría electromagnética pues son más convenientes de tratar. Historia A principio del siglo XIX se empezó a desarrollar las teorías de electricidad y magnetismo como descubrimiento fundamental de Hans Oersted, Andre Ampere, Faraday, entre otros. En 1833 Karl Friedrich Gauss introduce la posibilidad de hacer medidas del magnetismo terrestres en término de unidades mecánicas. Es hasta 1861 cuando la asociación Británica para el Avance de la Ciencia sometieron un estudio que incluía medidas eléctricas, en donde cuatro ecuaciones eran suficientes para determinar la carga q, corriente I, Voltaje V y resistencia R. Se pedía que el sistema fuera coherente, basado en las unidades fundamentales y que la unidades derivadas de ellas fueran directas. En 1873 se recomendó además que utilizase como unidades fundamentales el sistema CGS en el cual la densidad del agua era 1. A su vez se propone el Ohm como la unidad patrón de resistencia. Entre 1856 y 1865 Maxwell unifica las teorías de electricidad y magnetismo basado en el concepto de campo de Faraday. En 1888 Hertz verifica los resultados alcanzados de Maxwell al unificar las teorías, además combina las unidades del CGS eléctrico con las CGS magnético en un único sistema relacionado por la velocidad de la luz c, el sistema fue llamado Sistema Gaussiano de Unidades. Unidades Gaussianas En la formulación de la ley de Coulomb, como en la de Faraday aparecen constantes de proporcionalidad que varían dependiendo la descripción del sistema del que se hable. Así, la ley de Coulomb es descrita como: es la constante de proporcionalidad, definida como la permeabilidad eléctrica en el vacío, cuando definimos las unidades de campo eléctrico como 1 Coulomb (1C) como unidad fundamental, nos encontramos de que dicha constante de proporcionalidad varía dependiendo del medio y al variar 1C adquiriría otra definición. Sin embargo, en el caso magnético esta dificultad es evitada gracias a que la constante de proporcionalidad esta bien definida, resultando que Para la fuerza (F) por unidad de longitud entre 2 cables paralelos. Asi se define el Ampere como la corriente necesaria para que dos conductores largos y parales sientan una Fuerza de por metro de longitud. De aquí que se definió el Coulmb como la carga transportada por la corriente de 1 amper por segundo. Todo esto en el Sistema internacional de unidades (SI). El uso de las unidades Gaussianas remplaza las ecuaciones de electromagnetismo por otras en las que las constantes que afectaban la unificación de unidades, remplazando por otros parámetros que van del SI al gaussiano como: , , En la siguiente tabla, se resumen la relación numérica entre unidades Gaussianas y del mks (SI). Cantidad Capacitancia Carga Conductividad Símbo lo C Q G Unidad Gaussiana SI 1F 1C 1(Ωm)1 Corriente Campo eléctrico I E 1A 1V/m Energía U 1J Fuerza Inductancia F L 1N 1H Flujo Magnético Inductancia Magnética Intensidad Magnética Potencial φ B 1Wb 1T H 1A/m ϕ 1V Resistencia R 1Ω Bibliografía [1].Foundations of electromagnetic theory; Reitz-Milford-Christy. 4ta Edition. [2].Sistema Cegesimal de Unidades, www.wikipedia.com [3].Unidades electromagnéticas, http://www.uned.es/fis-4electromagnetismo/PDF/unidades-electromagneticas.pdf [4].El sistema internacional de unidades su historia y uso en la industria. Robert A. Nelson, http://www.terra.es/personal6/gcasado/si.htm Número de Avogadro En 1811 Amadeo Avogadro físico italiano, estableció que volúmenes iguales de gases a temperatura y presión equivalentes, contienen un mismo número de moléculas. Dicho enunciado recibió el nombre de Ley de Avogadro, cuya aplicación así fundamental para el desarrollo de la química. Es a finales del siglo XIX, cuando se obtiene el número concreto, cuando se extendió el concepto par incluir no solo gases sino todos las sustancias, independiente de su estado. Entonces, la cantidad de un elemento igual a se le denomina mol. El numero de Avogadro es el factor de conversión entre el gramo (g) y la unidad de masa molar (uma), tal que . La mejor estimación de dicho número es:
