Electrónica para fotomultiplicadores y Geiger´s

Agradecimientos: A Boticario Tux y Ángel de DTforuM, que fueron las mentes del proyecto y diseñadores de la fuente Ángel y de la placa contadora boti, yo solo me dediqué a  hacer lo que me decían. Muchísimas gracias por la horas de trabajo que dedicaron a esto, el hilo en DTforuM de muchas páginas con los detalles pueden verlos aquí:

http://www.dtforum.net/index.php?topic=54590.msg1010718994#new

 

Introducción

Desde hace un tiempo a esta parte he estado trabajando en un proyecto con un fotomultiplicador (PMT) que me han obsequiado y que no me ha dejado dormir por lo interesante que me resulta experimentar con este tipo de material.

Para los que por primera vez escuchan la palabra les voy a contar como es físicamente y para que sirve.

Los PMT son como una válvula al vacío, algo como el tubo de una TV, pero tiene una estructura interna diferente dentro, lleva una serie de placas metálicas llamadas dinodos.

Los PMT sirven para detectar fotones, es decir pequeñísimos destellos de luz, esta particularidad los hace muy interesantes porque bien sabemos que las partículas subatómicas cuando chocan con determinados compuestos o atraviesan algunos medios son capaces de liberar fotones, si recordamos la experiencia de Rutherford tenemos un ejemplo de ello, él bombardeaba con radiación alfa pan de oro y veía los destellos que esta provocaba en una pantalla de SZn., muchas radiaciones son capaces de producir este fenómeno y este tubo es capaz de detectarlo, para visualizar mejor como lo hace les recomiendo ver el siguiente video en youtube que lo muestra en una animación.

http://www.youtube.com/watch?v=YIHMtdtzQTc

Este tipo de tubos no es económico, pero tampoco es algo inalcanzable, en el siguiente vínculo puede verse en ebay oferta de los mismos.

http://search.ebay.com/search/search.dll?from=R40&_trksid=m37&satitle=Photomultiplier&category0=

Bien, como podemos hacer para utilizar estos tubos, primero debemos fabricar un recinto completamente aislado de la luz para que en su interior puedan verse esos destellos que les comenté, también debemos conseguir el material centelleante, es decir ese compuesto que al ser impactado o atravesado por la partícula emita luz, el agua puede ser ese material, pero necesita partículas de muchísima energía para emitir fotones, esa radiación lleva el nombre de Cherenkov, en la wiki pueden ver mas info sobre esto. Otro material que puede resultar interesante es el poliestireno con el agregado de algún producto que lo haga sensible a las partículas y por supuesto el SZn del que ya hablé antes. Como se recordaran las partículas alfa no pueden ser detectadas por un contador geiger común ya que son muy poco penetrantes, un papel puede detenerlas, en cambio si pueden ser detectadas por el PMT en forma indirecta, ya que veremos los destellos que ellas causan en la superficie del SZn.

Mis objetivos en este proyecto son cuantificar partículas alfa, si consigo el poliestireno centellente cuantificar otras radiaciones y como algo casi inalcanzable, detectar radiaciones de Cherenkov, amen de hacer algunas pruebas con tejidos animales frescos (por favor esos pseudoecologistas que pretenden conservar las ratas del planeta diciéndome que soy el Méngüele de esta época, por favor abstenerse de comentarios que no merecen respuesta)

Empezaré mostrando el PMT que me han regalado y el proyecto que con grandes ayudas he llevado a cavo.

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El recinto oscuro

Se trata de una caja hecha con fibrafacil, en la parte superior esta alojado el fotomultiplicador con parte de la electrónica que lleva en su zócalo. Esta caja tiene en su interior un mecanismo tipo platina que sube y baja, una especie de mesita donde va un recipiente que contiene el material centelleante, es preciso que el centelleante haga contacto físico con el PMT, por eso este mecanismo tipo platina de microscopio. Como siempre con material de reciclado se consiguió el objetivo, la bandeja de una vieja compactera reformada para poder ser accionada con un eje desde afuera fue la elegida para este menester. Por debajo de la mesita que soporta el recipiente del centelleante va una especie de cajón donde va alojada la muestra radiactiva. El interior de la caja esta pintado de negro mate pero el recipiente con el centelleante debe ir forrado con aluminio para que no escape ningún fotón. Otra característica que tiene la caja es una puerta swicheada, debido a la altísima sensibilidad que tiene el PMT, el solo hecho de ser expuesto a la luz puede estropearlo, por lo que es muy necesario que este swich corte la energía antes que por accidente dejemos el instrumento fuera de servicio.

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La electrónica

Esto fue motivo de varias pruebas, empecé con algo sencillo, la electrónica del PFDC se trata de una fuente de alta tensión tipo flyback que alcanza tensiones de alrededor de 1300-1500v con muy baja corriente, y un detector muy simple que solo detecta y da una lectura en un instrumento de la media de cuentas por minuto, esta sencilla electrónica me permitió comprobar que el pmt funcionaba a la perfección y encontrar los valores a los que empezaba a detectar. El detalle de la electrónica pueden verlo en la página del profe, ( www.cientificosaficionados.com )solo voy a agregar un par de videos en youtube donde pueden ver mediciones sobre ella y otro video en el que se aprecia el conjunto funcionando.

http://www.youtube.com/watch?v=mAdMtZWR310&feature=user

http://www.youtube.com/watch?v=IL9ucP2i0IA

Bueno cuando llegué a ese punto, un par de amigos del DTforuM me entusiasmaron para fabricarle una electrónica que pudiera realmente contar los fotones, el hecho es que hace un par de meses que estoy muy entretenido con esto.

La electrónica consta de una fuente de alta tensión diseñada por Ángel o Black Tiger realizada con materiales reciclados una fuente de PC, esta fuente llega con facilidad a los 2300v puesto que este PMT trabaja con tensiones bastante altas, en la siguiente hoja de datasheet se ven las características del mismo:

http://cid-c7f66de844f97871.skydrive.live.com/self.aspx/P%c3%bablico/Fotomultiplicador/PMT331.pdf

El circuito de la fuente es este,

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El transformador es con núcleo de ferrite recuperado de la misma fuente de PC y tiene 10+10 espiras en primario y 800 en el secundario.

Entrega entre 160v y 2300v

Ángel ha escrito un buen documento que amplía lo que he puesto aca y les recomiendo vean

http://www.electrowork.com.ar/ElectroTiger/Fuente%20alto%20voltage.htm

La parte de la placa contadora la diseñó Héctor (Boticario Tux de DTforuM) aunque piensen que es un ingeniero electrónico, no, es un farmacéutico, que ejemplar, cada día lo admiro más, una máquina el boticario.

En principio para poder armar esta placa es necesaria una herramienta, una grabadora de pic`s que se conecta a la salida serie de la PC y permite introducir el programa en el micro, todos los datos para la construcción de esta grabadora estan en

http://cid-c7f66de844f97871.skydrive.live.com/browse.aspx/P%c3%bablico/Grabadora%20de%20pics

También allí mismo esta el programa necesario, icprog con un driver para poder usarlo con XP.

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Para hacer los PCB (circuitos impresos) les recomiendo ver en el foro del PFDC el siguiente hilo, donde explico detalladamente la manera de hacerlo utilizando una fotocopia y la plancha, si la de las camisas, al máximo.

http://www.cientificosaficionados.com/foros/viewtopic.php?t=7057

Una vez armada esta se puede comenzar a trabajar en la placa contadora propiamente dicha, la siguiente es una vista del PCB ya terminado

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Si bien se ve compleja con la técnica de transferencia es bastante sencillo hacerla, la lista de materiales es la siguiente:

http://cid-c7f66de844f97871.skydrive.live.com/self.aspx/P%c3%bablico/Contador%20de%20pulsos/BOM.pdf

El PCB y la seda (disposición de los componentes en la placa)

http://cid-c7f66de844f97871.skydrive.live.com/self.aspx/P%c3%bablico/Contador%20de%20pulsos/PCB.pdf

El esquemático o circuito

http://cid-c7f66de844f97871.skydrive.live.com/self.aspx/P%c3%bablico/Contador%20de%20pulsos/esquematico.pdf

En el esquema falta el pequeño amplificador de audio, en el siguiente link lo podes encontrar como tambien el pcb, la entrada se conecta a la pata 6 de U7 en la placa contadora atravez de un capacitor de 4n7

http://cid-c7f66de844f97871.skydrive.live.com/browse.aspx/P%c3%bablico/Contador%20de%20pulsos/Amplificador%20de%20audio?uc=2

El display que utiliza:

http://cid-c7f66de844f97871.skydrive.live.com/self.aspx/P%c3%bablico/Contador%20de%20pulsos/display.JPG

Y el programa que hay que cargarle a la pic

http://cid-c7f66de844f97871.skydrive.live.com/self.aspx/P%c3%bablico/Contador%20de%20pulsos/cesar1f.HEX

Bueno acá agrego algunas fotos de cómo queda la placa

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Aspecto de los mensajes en el display y menús de ajuste

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Un video del funcionamiento del conjunto.

  

Actualmente estoy puliendo algunos detalles, (arcos que se producen e interfieren en la lectura) pero le falta muy poco y comenzaré las pruebas con el contador.
Los tendré informados de los adelantos.

Iniciándonos en astronomía

Para el Día del Padre, mis hijos me regalaron un telescopio, y empecé a hacer algunas observaciones y porqué no, a estudiar un poco este apasionante “universo”

Empezaré comentándoles que la aparición de los telescopios chinos pone al alcance de cualquiera un instrumento para empezar.

Hay tres tipos de telescopios: el de refracción, el de reflexión y el catadióptrico

El refracción o refractor, es el que inventó Galileo, tiene básicamente dos lentes, uno que apunta al objeto que queremos ampliar que se llama “objetivo” y otro donde ponemos el ojo “ocular”

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El otro tipo de telescopio, el reflector. En este tipo de instrumento la parte más importante no es una lente sino un espejo cóncavo. Cuanto más grande, más luminoso y mejor definición tendrá, y trabaja recogiendo la luz en el mismo y llevándola a un espejo secundario que la conduce hacia el ocular.

clip_image002[1]

Hay un tercer tipo de telescopio que combina a ambos, el catadióptrico que reúne características del reflector, combinadas con un lente corrector como los refractores.

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El que recibí de regalo es de reflexión o reflector. Se trata de un Hokenn 76900, 76 por el diámetro del espejo y 900 por el largo del tubo, distancia focal en mm.

Este aparato con todos sus accesorios no llega a 200 U$A si bien no se ve OHHHH!!!! Puede decirse que esta muy bien para empezar y sobre todo para nosotros los profes eso tan lindo que es “despertar vocaciones” y cualquier institución con poco puede tener acceso a uno.

Calculando los aumentos y límites del telescopio

clip_image004[1]Vista del equipo armado

Con el diámetro del espejo, 76 mm, podemos calcular el máximo de aumento posible del telescopio, ese valor multiplicado por 2 nos dará el límite del mismo, en este caso 76×2=152.

Este equipo viene con varios oculares de 20, 12.5 y 4 mm, cuanto mayor es el número, menor aumento tiene y mayor campo abarca la imagen. –

clip_image005El barlow x3 y los oculares en este orden 12,5, 4 y 20 mm

Además trae otra lente que se pone junto al ocular que se llama lente barlow, en este caso es X3.

Cómo se calculan los aumentos con cada ocular? Es simple: La distancia focal (900) se divide por la del ocular, por ejemplo 900/20 = 45 aumentos, si ponemos también la lente barlow esos 45 los multiplicamos por 3, así que estaríamos en los 135, si ponemos el ocular de 12.5 hacemos el mismo cálculo 900/12.5=72 si pongo el barlow 216 aumentos, pero habíamos dicho que el limite era 152 aumentos, así que eso ya no es bueno, nos estamos pasando y veremos más grande, pero sin ninguna definición y nitidez, en este caso no nos conviene poner la lente intermedia, que por otro lado siempre quita luz ya que es otro objeto que debe atravesar la tenue luz proveniente del cielo. Así queda claro que a la hora de poner aumentos hay que tener en cuenta el limite que nos impone el espejo principal.

clip_image006[1]El focuser (soporte de los oculares) el barlow y ocular

clip_image007Otra vista del ocular

Hasta ahora hemos hablado de la óptica principal. Hay más. Si miran la foto del equipo completo podrán ver sobre el tubo grande uno chiquito que esta en el extremo, es un telescopio en miniatura del tipo de refracción y de gran amplitud de campo, les aseguro que no es fácil enfocar lo que uno quiere ver, este pequeño nos ayuda a un enfoque previo, tiene una cruz como si fuera una mira telescópica de un arma. Se llama buscador y debe estar alineado en perfecta armonía con la óptica principal, es decir cuando colocamos algo en la mira debe verse justo eso en el ocular de la óptica principal. (colimado)

clip_image008[1]El buscador

Tanto a veces se hace difícil encontrar el objeto que además de este telescopio miniatura trae un tipo de mira convencional digamos, que se encuentra debajo del buscador, es un orificio que se puede usar para centrar el objeto si es visible. En la siguiente foto se ve de frente este orificio que oficia de mira

clip_image009Mira convencional del buscador

La montura

Otra parte muy importante en el telescopio es la montura. Este modelo viene con montura ecuatorial lo que es muy conveniente, ya que los objetos celestes están en permanente movimiento.

No es que una vez que los enfocamos ahí está y llamamos a papá a mamá a los tíos, vecinos y al canal de TV local, el movimiento es muy visible con estos instrumentos y en menos 30 segundos un astro sale del campo visual dependiendo del ocular, así es que hay que buscar algún método para compensar este movimiento lo mejor posible, eso se logra poniendo en estación la montura ecuatorial, procedimiento que explico en el documento que adjunto

Esta puesta en estación orienta de tal forma al telescopio que hace posible que con solo pequeños retoques de uno de los controles (AR) sea posible el seguimiento del objeto en la esfera celeste.

clip_image010[1]Montura ecuatorial

Una vez puesto en estación el telescopio, el trípode que lo sostiene no debe moverse mas, para apuntar a un objeto hay que soltar los dos frenos azimutal y elevación y buscarlo. Luego con los comandos finos lo vamos siguiendo.

clip_image011Frenos clip_image012[1]Mandos finos

Que podemos ver?

Se pueden ver muchas cosas, solo hay que saberlas buscar. Lo que debemos hacer en principio es conseguir un programa de PC adecuado para manejarnos con el inmenso cielo. A mi me gusta mucho Stellarium es gratuito y una vez colocadas nuestras coordenadas en el mismo, te muestra el cielo tal como lo ves, para las coordenadas si no las conoces podes ir a Google Eeath ubicas tu ciudad y en el costado inferior izquierdo veras la latitud y la longitud.

He visto la Luna con muchos detalles, Júpiter con sus lunas, Saturno y sus anillos, y casi he tomado una pulmonía por el frío que pasé entusiasmado con este apasionante hobby.

Por el momento he tenido problemas en tomar fotografías, pero ya lo lograré y podrán verlas.

Esto de las fotografías astronómicas es un verdadero hobby extra, en el siguiente link podrán ver un archivo de Leonardo Miguel Delgado, un experto en la materia a quien le agradezco mucho por toda su ayuda y predisposición para los que recién nos iniciamos, para bajar el archivo picar aquí. Este documento no solo orienta a la fotografía de objetos celestes, además explica un poco la terminología que se usa en astronomía, como magnitud aparente, tamaño angular, seeing

Agradecimientos: Al foro de Espacio Profundo http://www.espacioprofundo.com.ar/foros/index.php

Donde me han asesorado y son muy cálidos y pacientes con los recién iniciados

A Leo Delgado que no ha tenido problemas en facilitarme el documento sobre astrofotografía para principiantes que está fantástico.

A Marcos Rodríguez que supervisó este trabajo corrigiendo algunas gansadas que escribí. Gracias Marcos

Como había prometido aca cuelgo unas fotos, estoy poco práctico todavía, ya saldran mejor, de hecho se ve mejor en directo.

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12

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correg

Fuente regulada de 0.2 a 27vcon fusible electrónico

 

Marche una fuente para laboratorio sin fritas y sin puré (de transistores) con fusible electrónico

 

Fuente regulada de 0.2 a 27v económica con fusible electrónico modelo Black Tiger

 

Visitando la página de mi amigo Angel,  http://www.electrowork.com.ar/ElectroTiger/EcoFuente.htm

encuentro este diseño , muy accesible para los no sabemos mucho de electrónica, completamente hecha con transistores, todos muy fáciles de conseguir y económicos. El modelo original es el que está en la página antes mencionada, pero tras haber hecho algunas pruebas fue equipado además con un fusible electrónico regulable, en mi caso esta en 3 amperes, lo que la convierte en casi irrompible, por cualquier cortocircuito o exceso de consumo salta la protección y hay que resetear.

He armado por separado la fuente en si, con el PCB que está en el archivo y el fusible esta separado en una placa de pertinax cobreado del tipo para prototipos.

Además he agregado en paralelo otro transistor 2n3055 con su respectiva resistencia de emisor. Ambos transistores montados en una aleta disipadora.

Van los diagramas, pcb y fotos

ecofu anaje final

 

La plaqueta de circuito impreso la pueden encontrar aquí

Esta es la plaqueta vista del lado de los componentes

EcoFuente comp

 

Como se ve es muy simple, como les dije antes esta plaqueta no incluye el circuito del fusible electrónico regulable que esta separado y es muy interesante para agregarse a cualquier fuente.

Para completar conviene ponerle algún instrumento, he comprado un tester chino por unos  U$A 4 y el que he usado para medir voltios y corriente, con una pequeña llave conmutadora se tienen los dos parámetros, este multímetro es analógico, pero por igual precio se consiguen digitales que se pueden adaptar

Una generosa caja de chapa y un robusto transformador reciclado de no se que… tenía algo de 40 v en alterna por lo que con una cirugía menor saqué una derivación al secundario en unos 28 v que rectificados se fueron a 36 v 

Si se deciden a armar este modelo les recomiendo ver el siguiente hilo en DTforuM http://www.dtforum.net/index.php?topic=50100.0

 

fuente3

 

fuente2

 

El modelo terminado

fuente1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Chasis radiográfico casero

Como estoy experimentando con los RX para la mejor salud de la válvula y nuestra lo mejor es no exponer durante mucho tiempo, por lo que he armado un pequeño chasis con dos láminas reforzadoras con material fluorescente.

Está construido en fibrafacil, he calado un rectángulo, en la misma y ese mismo rectángulo esta pegado en una base, cuestión que cuando cierro el chasis queda encastrado en la tapa, formando un recinto hermético a la luz.

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En la parte superior de la tapa he pegado una junta de cartón y sobre ella un plástico negro, todo con cemento de contacto.

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chasis 003

La bisagra esta hecha con tela pegada también a lo largo con cemento de contacto.

chasis 004

 

El material fluorescente óptimo sería el sulfuro de cinc, pero no disponía del mismo asi es que he utilizado los “fósforos” que he sacado de un tubo de tv roto, (ver explicación en http://www.cientificosaficionados.com/reciclado/televisor.htm )

Hice una mezcla de cola vinílica 1 parte 1 parte de agua y todos los fósforos provenientes del tubo, luego pinté el rectángulo de fibrafacil que esta pegado a la base y un papel con el mismo tamaño que va en el lugar donde encastra el rectángulo de la base. Estas placas fosforescentes mejoran la calidad de las radiografías y disminuyen el tiempo de exposición

Arriba he marcado con corrector blanco el lugar exacto donde esta la placa para poder tomar algunas medidas, Ya que los RX en el sistema que mostré en la entrada anterior del blog salen oblicuos así que es preciso saber bien donde colocar la placa para tener las mejores imágenes.

chasis 005

Generando rayos X con válvulas comunes de recepción

Advertencia: Los rayos X no son un juguete para divertirse, son radiaciones peligrosas que pueden causar quemaduras y lo peor el exceso de exposición a las misma puede producir cáncer ya que al impactar con las células puede alterar el DNA de las mismas.

Por tanto para trabajar con esto deberá protegerse todo el habitáculo donde se encuentre el tubo con una caja de plomo, dejando solo una ventana por donde podrán salir los RX para las experiencias.

Además el operador deberá estar habituado a trabajar con altas tensiones del orden de los 50 a 70 Kv.

 

Agradecimientos: Este proyecto no hubiera sido posible sin la colaboración de varios miembros de DTForuM, Armac, Black Tiger, Drearta,  y varios otros que colaboraron activamente en un extenso hilo que recomiendo revisen, pongo el link del mismo.

http://www.dtforum.net/index.php?topic=45809.msg1010659662#new

También de científicos aficionados AJDM, Matiass, Homer, Anilandro y Julio Fotón.

Muchas gracias a todos sin Uds, no hubiera podido.

 

Un poco de teoría: Hay dos maneras de producir rayos X. Uno es llamado Bremsstralhung, que es la palabra alemana para significar "radiación de frenado". El otro es llamado emisión de la capa K. Los dos pueden ocurrir en átomos pesados como el tungsteno.

 Bremsstralhung es más fácil de entender usando la idea clásica de que una radiación es emitida al cambiar la velocidad del electrón disparado al tungsteno. Este electrón se frena después de girar alrededor del núcleo de tungsteno y pierde energía, radiada en forma de rayos-x. Después de emitir el espectro de rayos-x, el electrón original se frena o se detiene, ninguno de los fotones tiene más energía de la que tenía el   electrón inicial.

Rayos X por emisión de la capa K. El nivel K es el estado más bajo de energía de un átomo también llamado 1S.

El electrón que viene del cañón a un electrón del nivel K de un átomo de tungsteno puede transmitirle suficiente energía para sacarlo de su nivel energético. Entonces, un electrón de un nivel de energía mayor (de una órbita más exterior) en el átomo de tungsteno puede caer al nivel K. La energía perdida por este electrón se manifiesta en un fotón de rayos-x. Mientras tanto, electrones de alta energía bajan al sitio dejado vacío en la órbita externa, repitiendo el proceso. De esta forma la emisión del nivel K puede producir una mayor intensidad de rayos-x que el Bremsstralhung, además de que el fotón de rayos-x sale con una sola longitud de onda. Este es el método que vamos a emplear en este experimento.

Vamos a acelerar electrones con una fuente de muy alta tensión que genera entre 60 y 70 Kv, en mi blog pueden ver el detalle de la misma, es la misma usada para el lifter con el agregado de otro flyback en serie, un muy buen artilugio para llegar a semejantes voltajes http://anajesusa.spaces.live.com/blog/cns!C7F66DE844F97871!537.entry

 

Construcción de un aparato de Rayos X casero

Como lámpara emisora de RX estuve probando varias, sobre todo las viejas rectificadoras de alta tensión en televisores blanco y negro, del tipo 1B3, 1G3 y otras mas chiquitas del tipo DY802, todas ellas emiten RX pero son RX “blandos”, ellos están cerca de de los UV y se solapan con ellos, este tipo de radiación es  la mas peligrosa, al tener menos penetración, toda la radiación recibida produce efecto ionizante que se queda en la piel y tejidos blandos. En cambio los RX "duros" estan mas cerca de los gama.

Con ninguna de estas válvulas pude imprimir en papel fotográfico, si es perfectamente detectada la presencia de RX por el contador geiger.

La lámpara que si produce los RX hard, es la 2X2A, una lámpara muy económica, la compré por ebay a un costo de 13 U$A con flete incluido, por ese precio me mandaron 2 unidades.

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Lo mas tedioso de este proyecto es armar un buen sarcófago para la lámpara, esto es fundamental para no exponernos a las peligrosas radiaciones y tampoco exponer a nuestra familia, todo este tipo de experimentos debe realizarse preferentemente en la soledad de nuestros laboratorios, alejados del mundo civilizado, je je, es en broma, pero es cierto todos los cuidados son pocos, si hay embarazadas en casa, abstenerse de estos experimentos.

Para armar el sarcófago lo aconsejable es conseguir un tubo de PVC en el que entre la válvula y realizarle una ventana tal que cuando la válvula este dentro la de mayor emisión quede a la vista, luego con plancha de plomo de unos 2 mm, 3 mm mejor, se reviste todo el tubo plástico que servirá muy bien para aislar la alta tensión. En mi caso chapa de plomo no he conseguido por lo que corte un caño de Pb del mas grueso que conseguí, lo enderecé a martillo  y luego con eso revestí el caño plástico, cortando también la ventana en el mismo lugar que se le había hecho al tubo. En las casas donde venden PVC también venden accesorios como tapas para estos caños, hay que conseguir 2 del tamaño del caño usado y revestirlas también con plomo, en el centro de estas tapas se practica un agujero por donde pueda pasar un caño plástico del tipo de los usados en combustible, dentro de éste pasaran los cables de alta aislación que alimentarán la válvula.

Yo al final no usé PVC lo hice con un envase de siliconas vacío y reforzado con otro tubo plástico que entraba justo en su interior.

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Una vez conseguido esto lo conveniente es darle alta tensión y comprobar con el geiger que la emisión salga exclusivamente por la ventana, que debemos apuntarla para donde no haya gente, para algún patio o si estamos en un altillo como es mi caso, la apunto oblicua hacia arriba.

Una interesante prueba antes de largarnos con la radiografía, es investigar que lugares de la válvula son los que mas emiten, ya que la geometría de la misma no es la de un tubo de rayos X y por esa geometría habrá lugares con mas y menos emisión, para localizar estos puntos, se envuelve una placa fotográfica alrededor del tubo plástico, marcando bien la posición de la válvula y del papel fotográfico, para luego poder identificar bien las zonas. Sería muy conveniente hacer esto antes de cortar la ventana, para elegir el lugar mas adecuado

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Controlado esto llegó el momento de sacar las radiografías, la radiación se abre desde la ventana unos 30 º para cada lado, lo conveniente es poner lo mas cerca posible el objeto que se quiere investigar e inmediatamente tras de él un papel fotográfico resguardado de la luz con un sobre de plástico negro, no debe ser muy grueso el plástico este, en mi caso usé una tapa de carpeta portafolios de ese color, hay que investigar mas este punto, he probado con cartulina negra, pero si bien es muy permeable a los X, las radiografías salen muy feas, influye la trama del porta placas.

Algunas de las fotos que aquí agrego fueron expuestas 15 y 50 minutos. Usé papel fotográfico pero puede usarse película

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Una plaqueta de circuito impreso

 

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Un despertador, a este tendría que hacerle cirugía le veo el engranaje inflamado je je, la verdad que tengo muchas ganas de destriparlo ya que no entiendo bien todo lo que se ve.

 

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Este es Mikey, pobre tan filantrópico, se entregó de lleno al proyecto

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Con mucha buena voluntad en la parte inferior se pueden ver las cavidades oculares

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 mano

 

Bueno este proyecto todavía no termina, trataremos de acortar el tiempo de exposición que es muy largo.

 

 


 

Modificación a la fuente Black Tiger para muy AT (60 a 70 Kvoltios)

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En el siguiente esquema puede verse la fuente de alta tensión diseñada por Black Tiger que se utilizó en el proyecto del lifter.

 

Esta fuente debe estar produciendo unos 30 Kv capaces de producir el efecto buscado de viento iónico necesarios para  levantar el capacitor asimétrico que caracteriza al lifter, Necesariamente debe haber una tensión de esas magnitudes, si no el “ovni” no vuela.

Bien como siempre hay algo mas para investigar y hacer, hemos empezado a experimentar con rayos X (ver link http://www.dtforum.net/index.php?topic=45809.msg1010657562#new )  y para generar dichos rayos son necesarios unos 60 o 70 Kv que es prácticamente el doble de lo que esta fuente es capaz de proporcionar, por ese motivo se han hecho unas modificaciones muy sencillas que permiten duplicar la DDP de la fuente original agregándose otro flyback en serie con el de la fuente acoplado a éste con un eslabón hecho con cable de alto aislamiento y colocando en serie ambos devanados secundarios (ver esquema).

 flayback en serie

Hay una sobrecarga del transistor de salida BU208A, pero usado con buen disipador soporta perfectamente pruebas de 4 o 5 minutos sin llegar a un calentamiento excesivo.

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Diez pruebas con materiales radiactivos de baja peligrosidad


 

 

Introducción:

Más de uno pensará que esto es peligroso y pasará de intentar cualquier cosa con materiales radiactivos, bueno en realidad estos materiales que vamos a usar para las pruebas no son riesgosos si se tienen los cuidados necesarios, se trata de minerales radiactivos, las archiconocidas camisas de farol, alguna plaquita con americio sacada de algún detector de humo y si tenemos suerte de conseguir alguna aguja con pintura fluorescente que tenga radio, actualmente las pinturas de este tipo no tienen radiactividad, las que sirven son agujas de reloj bastante antiguas (años 1930 a 1950) esas si probablemente tengan la pintura de bromuro de radio que nos interesa, este tipo de pintura es muy activa y lo mas recomendable para las pruebas.

 

 

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He agregado para descargar dos archivos muy interesantes sobre radiactividad, sugiero su lectura

Archivo 1

Archivo 2

Como medidas de precaución vamos a guardar estas muestras en contenedores apropiados construidos con plomo, para mas información recomiendo visitar http://anilandro.googlepages.com/caja_plomo mi contenedor como verán esta construido como ese link lo enseña.

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También como medida preventiva usaremos guantes de látex para manipular estos elementos y trataremos de no acercar los materiales a nuestros órganos nobles, es decir no llevar las muestras en los bolsillos y fuera del contenedor. Para mas información sobre radiaciones aca hay un documento en pdf muy recomendable, para bajarlo pulsar aqui 

Para algunas pruebas será necesario el contador Geiger, pero si no se dispone del mismo varios experimentos de los descritos podrán realizarse

 

Agradecimientos: como en otras oportunidades siempre estoy solicitando asesoramiento y ayuda a integrantes de los foros donde participo, especialmente agradezco la colaboración al PFDC que gentilmente me envió muestras minerales a Aewolframio, AJDM, Hector.ar (Boticario), Maca, Anilandro, Armac, todos han contribuido con alguna idea o me han sacado dudas. Muchísimas gracias.

 

Las diez pruebas

1.     Bequerel Efecto de los materiales radiactivos sobre papel fotográfico

Todos recordaran la experiencia de Bequerel que lo llevó a descubrir estas interesantes sustancias, el dejó un material radiactivo sobre una placa fotográfica al abrigo de la luz, cuando revelo encontró la placa velada, bien nosotros podemos replicar esta prueba fácilmente, nos conseguimos papel fotográfico o una placa radiográfica, lo ponemos dentro de un sobre, preferiblemente negro de cartulina, siempre cuidando que la luz no alcance este papel sensible, luego colocamos arriba del sobre el material radiactivo, lo dejamos uno o dos días sin moverlo y luego revelamos la placa

 

 

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2.     Penetración de las radiaciones Se procede  en principio contando con el geiger la radiación media de un material, luego el mismo se va tapando con papel, y se vuelve a hacer el conteo, con aluminio y por último con plomo. Se explica la penetración de cada tipo de radiación.

Otra forma de hacer esta prueba es utilizando papel fotográfico, al mismo sobre negro que usamos en la prueba anterior lo marcamos cuestión que nos queden  en cuatro sectores. Para ver todas las radiaciones presentes en la muestra colocaremos la misma en una de las divisiones por dentro del sobre haciendo esto en cuarto oscuro, dejamos 1 día, luego en cuarto oscuro sacamos la muestra y la colocamos sobre el papel del sobre en otra de las divisiones, otra vez dejamos un día, trascurrido el mismo en otra de las secciones colocamos un papel aluminio y sobre el mismo el material, dejamos otro día, por último en la última sección que nos queda ponemos una plancha de plomo y sobre la misma el material. Se vuelve a dejar por un día y luego se revela la placa

 

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En esta foto vemos el papel fotográfico con las marcas del cuadrante, la mas oscura corresponde a todas las radiaciones incluida la fosforescencia de la pintura, inmediatamente arriba, partículas beta y gamma y en el costado superior derecho muy pálida la marca de las gama únicamente, el costado inferior derecho no presenta nada estuvieron bloqueadas las radiaciones con la plancha de plomo 

3.      Ionización del aire: Los iones ayudan a los gases a conducir la electricidad

 Cuando un átomo es golpeado por una partícula rápida, como las emitidas por materiales radiactivos, o absorbe luz, puede expulsar un electrón. Lo que queda es un átomo cargado eléctricamente o "ion," con una carga positiva; al proceso se le denomina "ionización."

 Cuando ocurren estos procesos en el aire, producen iones libres y electrones, que se pueden mover y transportar la corriente eléctrica, algo que no pueden hacer los átomos neutros. El aire es normalmente un aislante eléctrico excelente, pero con la ionización, las cargas eléctricas pueden fugarse a su través.

Esta fuga se usó, alrededor de 1900, para detectar emisiones radiactivas y medir su intensidad. La figura muestra un instrumento simple para llevar a cabo estas mediciones. Se llama electroscopio y está formado por dos hojas paralelas de aluminio, protegidas del viento dentro de una recipiente de vidrio transparente, que están unidas a un eje metálico aislado de la caja saliendo de esta.

Cuando se carga eléctricamente la lámina del extremo del eje (p.e. frotándola con un paño seco), las hojas se separan, ya que ambas transportan cargas eléctricas de igual signo y se repelen. Sin embargo, cuando se acerca una sustancia radiactiva, la carga eléctrica se fuga hacia la caja y las hojas caen de nuevo. 

     En las fotografías se muestran dos electroscopios iguales cargados con la misma fuente electrostática, en uno hay una muestra radiactiva en el fondo, como se ve las placas del electroscopio estan caidas mientras que en el otro que no lleva la muestra se mantienen durante mucho tiempo separadas

 

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Debo reconocer que esta prueba no es tan contundente cuando estamos usando estos materiales de tan baja actividad nuclear
 

 

 

4.     Fluorescencia: Los materiales son sometidos a la luz UV, con un detector de billetes falsos se hace perfectamente, casi todos los materiales radiactivos tienen  presentan fluorescencia frente al UV. Esta es una buena forma de investigar

     minerales si no se dispone del contador Geiger

 

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5.     Efecto de la temperatura sobre materiales radiactivos

En esta prueba vamos a comprobar que las variaciones de temperatura no alteran la actividad nuclear, para ello usamos nitrógeno líquido que presenta en este estado una temperatura de -196ºC. Se monta un dispositivo que permita que el contador geiger quede siempre a una misma distancia de la muestra y esta pueda ser enfriada sin que se mueva del lugar. Para ello sobre un recipiente que soporte la temperatura del nitrógeno, en mi caso usé un recipiente para helados de telgopor, en el fondo del mismo se coloca la muestra sobre algún trozo de metal para que luego cuando vertimos el nitrógeno tome la temperatura de este pero sin tocar el líquido, esto es muy importante porque no debe quedar sobre el material ninguna condensación para que la medida sea válida. Sobre la boca del recipiente se acomoda el contador geiger y se toma la radiación media por minuto, hacer unas 5 lecturas y tomar el promedio. Luego se vierte el nitrógeno cuidando de que el material no quede sumergido en este, cuando los vapores dejan de verse se hacen también 5 lecturas de la radiación media por minuto y se saca el promedio. 

El resultado  deberá ser el mismo si se tomaron las precauciones antes citadas.

 

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6.     Espintaroscopio

 Este sencillo instrumento permite la visualización directa de los impactos de partículas alfa sobre una pantalla sensible de Sulfuro de Zinc.

Para esta prueba puede usarse la plaquita de Américo de los detectores de humo, el americio es un poderoso emisor de partículas alfa. Para realizarlo desarmamos el ocular de un microscopio y sobre la tapa a rosca del mismo pegamos con cemento de contacto el material radiactivo, en medio el ocular tiene una división perforada, sobre la que vamos a instalar la placa sensible de SZn. Para visualizar los impactos nos pondremos a oscuras por el término de 5 minutos para que la vista se adapte, luego en la oscuridad observamos por el ocular y veremos los impactos como pequeñas chispas. Para este experimento es muy importante la adaptación previa, es decir estar los 5 minutos al oscuro antes de mirar.

 

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7.     Cámara de niebla

Este dispositivo esta muy bien descrito en el siguiente link  http://palmera.pntic.mec.es/~fbarrada/aula/aula1a2.html

8.     Contaminación

En este punto no me voy a detener mucho, voy a contar solo una anécdota de cuan contaminantes son estos materiales si no se toman las medidas de seguridad, cuando terminé de hacer la prueba con el nitrógeno líquido, con una servilleta de papel sequé el material que es un cuadrante con pintura de radio, luego medí la radiación media que presentaba el papel y había aumentado casi al doble de lo que una servilleta limpia, si alguien toma la posta de ésto sería bueno que se contamine una germinación de semillas usando una camisa de farol incinerada, alimentando la germinación solo con agua y este material, luego cuando haya crecido la plantita disecar las raíces, el tallo y las hojas por separado midiendo la radiación en cada parte.

 

9. Propagación de las radiaciones en medios líquidos.

Pruebas en medios más o menos concentrados.

Resultados de una prueba utilizando agua, alcohol etílico, vaselina líquida y sangre humana. Para realizar la prueba hay que colocar el contador geiger fijo y debajo del mismo la muestra radiactiva, para lograr siempre un espesor de líquido igual para cada muestra, se utilizó una caja plástica en la que se vertieron 30 cm3 de líquido, se hicieron 3 lecturas tomando la media de radiación que atraviesa

 

 

Agua

Etanol

Vaselina

Sangre

Densidad

1,000

0,780

0,860

1,088

Radiación media uSv/h

0,70

0,91

0,75

0,65

Viendo los resultados en esta tabla parecen indicar que a los líquidos cuanto más densos mas atajan la radiación

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 liquidos 001

  liquidos 002

10.                       Una cámara de niebla electrónica

 A veces resulta difícil conseguir el hielo seco y además la iluminación con los vapores no permiten una buena visualización de los de los trazos de las partículas subatómicas. Este sistema que les voy a proponer ahora es muy sencillo consiste en desarmar la cámara web y dejar el sensor CCD al descubierto, para ello se le saca la lente que viene enroscada, una vez hecho esto se coloca directamente sobre el sensor el material radiactivo, puede ser una aguja con radio como en mi caso, o una placa de americio de los detectores de humo luego se tapa la entrada para quede absolutamente al oscuro y se observa la pantalla de la PC, se verán chispazos aleatorios esporádicamente, algunos de los cuales dejan como una estela, tal como ocurre en la cámara de niebla. Lo que conviene es capturar la película y luego pasarla frame a frame para ver bien los impactos.

 

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CCD 001

CCD 002

particula 

         particula2

         particula6

Lifter o levitador

El Lifter (Levitador)
Agradecimientos: Para Black-Tiger, diseñador de la fuente sin su ayuda este proyecto no hubiera sido posible, gracias por las horas de paciencia y felicitaciones por el diseño anda fenómeno. A Drearta, Armac, Zoco que pusieron su granito de arena. Todos de DTForum gracias muchachos.Un poco de teoría:
Este ingenioso dispositivo que en si no presenta mayores dificultades de construcción porque es muy simple, esta basado en un capacitor asimétrico, una de las placas en la practica es un delgado hilo de cobre de superficie casi despreciable frente a la otra placa que esta hecha con papel aluminio de horno. El efecto de levitación se produce por un intenso viento iónico que se desprende de la placa superior del capacitor (el alambre delgado) y que es atraída hacia la otra placa.
Si bien el dispositivo es muy fácil de hacer requiere para que flote al menos 25 a 30Kv para que haya suficiente fuerza de “despegue”, por lo que la fuente de alta tensión debe ser mas o menos elaborada.Construcción:
Levitador
En mi caso he armado el levitador con madera balsa siguiendo las indicaciones del siguiente documento, salvo que los lados son de 17 cm en lugar de 20 como allí indica y estan hechos como dije antes de madera balsa, la altura de los parantes es la misma y el ancho de la banda de aluminio es de 4 cm. El peso total del aparato resulto ser de 2.8     grs.

Tuve en el transcurso de la experimentación con los modelos, un “Roswell”, un modelo un poco mas pequeño que construí en el trayecto se prendió fuego antes de despegar en unos de los parantes de madera balsa (ver foto)

también los que han visto en el video del vuelo “bautismo” habrán notado la descarga de arcos en el transcurso del mismo, eso se debe a aristas y pequeñas puntas en el papel de aluminio que hacen de pararrayos y rompen el dieléctrico de aire, esos son efectos no deseados porque pueden provocar lo que a mi me pasó que se incendie o se corte el hilo superior. Pienso, aún no lo he experimentado pero armar el lifter con pajitas de gaseosa debe contribuir a una mejor aerodinámica del modelo  seguramente algún experto en aeromodelos podría confirmarlo, también el borde redondo del cañito plástico disminuye las aristas más o menos filosas que quedan en los bordes de la madera balsa.

https://skydrive.live.com/redir.aspx?cid=193fe918d2722775&resid=193FE918D2722775!477&parid=193FE918D2722775!476

La Fuente Black-Tiger 30KV
Bueno el diseño fue hecho por Ángel por eso lleva su nombre (nick),
es un generador de pulsos con un integrado 40106 que puede ser variado atravez de un potenciómetro, esto es fundamental a la hora de las pruebas ya que el pote regula desde prácticamente 0 a máximo voltaje. Además del integradito lleva un transistor exitador común BD135 que ataca la base del transistor final un BU208A que debe estar disipado ya que levanta algo de temperatura. El corazón de la fuente es un flyback de televisor a color, en este caso usé el 154 177j ,

creo que es condición sin ecuanón que así sea, he probado varios otros flyback de TV B/N sin los resultados adecuados. La fuente que alimenta todo el conjunto lleva dos devanados uno que entrega 75v DC a 1 A para alimentar el Tr final y otro que es de 12v 200 mA  que alimenta el integrado y el exitador.
El circuito tal como esta funcionando es el que se expone a continuación, para mas comodidad de alguno que quiera experimentarlo se adjunta el diagrama de circuito impreso.


Además de esto otra cosa necesaria para volar es un condensador de altísima aislación, en electrostática llamado jarra de Leyden, en este caso lo he hecho con una botella plástica recubierta la parte externa por papel de aluminio de cocina hasta mas o menos unas dos terceras partes, en el interior la he llenado con agua salada y unas gotitas de detergente como tensioactívo para mejorar la adherencia a las paredes en la parte superior en el tapón que va agujereado penetra hasta el seno del líquido un alambre de cobre mas o menos grueso que sobresale unos 20 cm hacia fuera, esto nos va a servir para que el alambre superior del lifter quede en el aire sin que haya peligro que se ponga en corto cuando el viento iónico comienza a soplar.
Fotos de la fuente ya terminada

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Este condensador es indispensable, tiene alrededor de unos 350 pF y hace que la fuente se vuelva muy peligrosa para el operador, una descarga puede ser MORTAL así que ojito, si te va a decidir emprender este proyecto debe ser con alguien que este habituado al manejo de altas tensiones y cuando se hacen las pruebas no estar nunca solos.El Vuelo
Una vez que hemos probado la fuente y todo funciona, se conecta el positivo del flyback al punto superior del capacitor de alta aislación  y el negativo o masa va conectado al aluminio con un alambre fino y se adhiere con un trozo bien chico de cinta. En las tres puntas del lifter se pegan con trocitos de cinta unos hilos que van a ser los sujetadores para que estabilizar y evitar que se nos escape el levitador, por otro lado el vuelo es bastante irregular en el primer videito puede verse que sale despegando para un lado, en el segundo video ya he mejorado la posición de los sujetadores y es mas prolija la cosa.
Una cosa muy llamativa es el ruido, había leido que no eran tan ruidosos pero en mi caso al menos es muy fuerte, tal vez mejorando la aerodinámica del diseño eso disminuye.

 Primer vuelo
     
Paneo de fuente y un vuelo mas prolijo
     Para mas detalles se puede revisar el hilo;
http://www.dtforum.net/index.php?topic=41933.0

Diez pruebas con bobina de Tesla y fuentes de alta tensión

 

  Como he hecho anteriormente con GVG y Wimshurst, presento ahora 10 pruebas con Bobina de Tesla y fuentes de AT, entendiendo por estas últimas los archiconocidos circuitos hechos con flyback de TV. (En este mismo blog esta la descripción de una de ellas)

ADVERTENCIA

Quiero aclarar que estas pruebas no deben ser realizadas por personas sin conocimientos y adiestramiento para manejo de altas tensiones, puede ser MORTAL, acá la cosa ya no es inofensiva como en los casos de GVG y Wimshurst, un descuido y puede ser catastrófico. Por otro lado es importante para los que igual van a realizarlas, no trabajar solos, siempre al menos dos personas. Tener en cuenta que aún desconectadas de la red estas fuentes son peligrosas porque quedan condensadores cargados suficientes para causar un paro cardíaco. Si se va a trabajar con alumnos los riesgos son mayores aún, sabemos los profes que ellos son impredecibles y en cualquier momento tenemos un accidente, trabajar siempre detrás de cerco que no permita que ellos accedan fácilmente a los aparatos, bueno ya saben todas las precauciones son pocas.

MUCHO CUIDADO CON ESTAS PRUEBAS

Agradecimientos: A DavidFL que esta siempre colaborando y tirando ideas Gracias Dave!!!.

 

  1. Energía eléctrica sin hilos. (Bobina de Tesla)

Se conecta la bobina a la batería y se acerca un tubo de bajo consumo, que en los alrededores de la bobina se prenderá sin ninguna conexión eléctrica a la bobina.

La idea de Nicolas Tesla era dar energía a todo el mundo usando un sistema sin cables.

He reducido a la mitad la potencia de la bobina de Tesla para que no salten arcos espontáneamente y de esa manera pueda verse mejor el fenómeno 

  

      

     

  1. Lámpara de plasma. (Fuente de AT)

Para este experimento necesitamos de una bombita eléctrica del tipo con filamentos, puede ser quemada. Tocamos el electrodo superior de la bobina con el contacto central del foco y veremos arcos de plasma en el interior del mismo que van a los lugares donde en el vidrio tenemos sujeta a la bombita

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  1. Electretos (Fuente de AT)

           Esta prueba y otra de este mismo artículo esta inspirada en material de una excelente página del profesor Luiz Ferraz Netto

            www.feiradeciencias.com.br la que recomiendo enfáticamente.

Los electretos son similares a los imanes, pero en electrostática, la explicación es que si a un material en estado líquido se lo somete a un fuerte campo eléctrico se producirá un reordenamiento de las cargas, el hecho es que si ese líquido se solidifica siendo sometido a ese campo las cargas quedan ordenandas y el material por tanto polarizado.

Para realizarlo es necesario contar con un electroscopio electrónico, muy sencillo que se fabrica con un FET MPF102 de otra manera nos será muy difícil visualizar el efecto. http://www.feiradeciencias.com.br/sala11/11_35.asp

Se procede de la siguiente forma, se toma cera de depilación y se la licua a baño maría, mientras se prepara un recipiente que en el fondo tendrá una placa de aluminio conectada a uno de los electrodos de la fuente, se vuelca la cera líquida en el recipiente y sobre la cera caliente se coloca otro electrodo que esta conectado a la fuente de AT, se pone en marcha la misma y se deja unos 20 minutos hasta que la cera se haya endurecido completamente, luego se saca esta cera del molde y se verifica la polaridad de la misma con el electroscopio.

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La primera imagen muestra el electroscopio electrónico con su batería, le he puesto un tubo de vidrio como mango, en la segunda foto el dispositivo armado, el molde de acrílico, apoyado sobre una chapa de aluminio conectado a un elctrodo de la fuente y en la parte superior un disco de aluminio en el que apoya el otro electrodo de la fuente de AT es el que tiene el terminal esférico de bronce.

Para ver el circuito del electroscopio visitar el siguiente sitio http://www.feiradeciencias.com.br/sala11/11_35.asp

 

Aca va un videito 

 

    

  

 

  1. Jaula de Faraday (Bobina de Tesla)

Si se dispone de una bobina de tamaño mas o menos grande, de las que descarga en forma espontánea arcos, mejor, más espectacular será. Se coloca una jaula con un animalito dentro, esa jaula conviene apoyarla sobre alguna mesa metálica y se la acerca lo suficiente como para que la bobina al encender descargue sobre la jaula. Después del rayo el animalito debe salir vivo

  1. Efecto corona como una foto Kirlean (Fuente de AT)

Este experimento requiere de un dispositivo armado con dos vidrios de unos 10 por  15 cm se le hace un marco al mismo y se sella en forma hermética con siliconas o algún adhesivo, en el interior lleva un electrodo de cobre, se llena el dispositivo con agua salada y se lo sella para que no haya derrames.

El alambre que hace de electrodo se conecta al electrodo central de la fuente de AT luego se acercan diversos objetos, como hojas monedas insectos etc que hagan contacto con un cable a tierra, se ve un hermoso efecto corona, parecido a una foto Kirlean pero sin necesidad de papel fotográfico, en directo.

En mi caso como puede verse en las fotos la pantalla kirlean esta hecha con dos portas por lo que me permite solo pequeñas hojas y objetos.

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  1. La radiofrecuencia (Bobina de Tesla)

La bobina de Tesla fue precursora de la transmisión  de radio sin hilos, Edison y Marconi se basaron en circuitos e inventos de Nicolas Tesla para ese invento

Con una radio portátil en las cercanías se enciende la bobina y puede escucharse a lo largo de todo el espectro un ruido que es producido por la bobina

 

 

  1. La imagen en oro (Fuente de AT) Prueba sujeta a verificacion

Se toma una figura en papel y se perfora el contorno de alguna imagen en la misma con una aguja, bien seguidas las perforaciones, sobre esta imagen se coloca cuidadosamente un pan de oro, por el lado de debajo de imagen un papel blanco, en definitiva se hace un sanwich  en el siguiente orden, pan de oro imagen papel blanco, este sanwich se lo coloca dentro de un condensador armado con dos cartones y papel aluminio del lado de afuera, se comprime bien agregandole un peso arriba y se le da AT a las placas del condesador, luego se desarma  el dispositivo y se encontrará el contorno en oro en el papel blanco.

  1. La Figura misteriosa en el vidrio (Fuente de AT)

Esta prueba es muy interesante, cuando un dieléctrico en un condensador es sometido durante el suficiente tiempo a una  AT,  las cargas se reordenan, y se produce como una memoria en el material, esto se llama electreto, es como un imán electrostático.

Se toma un vidrio de unos 10 x 10 cm, en la parte inferior se pone un trozo de aluminio de unos 5 x 5 cm, conectados a un hilo de cobre, en la parte superior del vidrio se coloca una moneda o una figura metálica de menor tamaño que la plaquita de aluminio, una cruz o una estrella. Luego se conecta a pa fuente de AT , si apagamos la luz veremos efecto corona alrededor de la figura, se deja entre 10 minutos y media hora conectado. Luego se desarma el dispositivo. Si uno exala aliento sobre el vidrio vera nítida la figura, este fenómeno dura mucho tiempo, hasta meses.

  1. El pistolón de volta  (Fuente de AT)

Este ensayo es muy lindo y entusiasma mucho a los chicos, se prepara con una botella plástica PET de ½ litro, a la que se le pone un tapón de goma a presión, que será la bala del pistolón, en la parte del fondo del PET se le ponen 2 tornillos cuyas puntas deben quedar  separadas unos 5 mm, esos tornillos serán usados como electrodos, en el interior de la botella se agregan tres o 4 gotas de alcohol y se agita se deja unos minutos y luego se da AT a los tornillos y pumm!!!!  Ojo donde se apunta Esta experiencia es muy interesante para explicar el funcionamiento de los motores a explosión

Sujetar bien el frasco o PET, no olvidar el principio de accion y reaccion

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10.   La escalera de Jacob (Fuente de AT)

Es una experiencia fácil he interesante, con dos conductores que se abren en V se aplica a cada uno uno de los terminales de la fuente de AT, se verá que el arco se forma en principio en las partes mas cercanas y luego comienza a subir hasta las puntas dando un efecto muy bonito. La explicación es el aumento de conductividad del aire a medida que se ioniza y permite la formación de arcos cada vez mas largos. Esta prueba es conveniente hacerla con corriente alterna.

  

 

    

  

 

    

Diez pruebas con la Wimshurst

Con la colaboración de un activo miembro del foro de http://www.cientificosaficionados.com el amigo DavidFl hemos completado diez pruebas con la maquina de Wimshurst tratando de no repetir las que ya figuran en este blog con el título 10 pruebas con el GVG, que como todos sabemos es también al igual que la Wimshurst un generador de cargas estáticas.

Gracias David por los aportes
Acá va el documento:

Diez pruebas con la Wimshurst

 

  1. Generación de Ozono

Muchas máquinas electrostáticas producen en el ambiente la aparición de este gas de un olor característico, el olor característico de la tormenta eléctrica. Este gas tan nombrado se produce por la exitación de los átomos de O2  por chispas eléctricas, los mismos se combinan con otro átomo de O y dan  O3.

Este gas es un bactericida muy potente, además desodorante, pero inhalado durante bastante tiempo es venenoso así que ojo con la nariz, un ratito esta bien mas hace mal.

 

  1. Las pelotitas inquietas:

Con un frasco de vidrio se perfora el fondo y se le coloca en el fondo un piso metálico, por el agujero que se practicó se pasa un conductor metálico, que puede ser un tornillo, en el interior del frasco se colocan varias pelotitas de aluminio de horno, por medio de unas cadenitas o cables se conecta el terminal superior a uno de los terminales de la Wimshurst y con otra cadenita la tapa metálica del frasco. Se pone en marcha la máquina y se verá un tremendo movimiento de las pelotitas. Puede realizarse el experimento también con pelotitas de telgopor pintadas con tinta china 

 

        

   
  1. Jugando tenis de mesa con la electrostática

Se colocan dos placas de aluminio separadas unos 6 cm  sobre un soporte de acrílico, entre ambas placas se pone un péndulo, ambas placas van conectadas a sendos electrodos de la máquina, una vez puesta en marcha comienza la función

Esto resulta una versión modificada de campanas de Franklin.

 

             

  1. El pararrayos

Este experimento resulta bastante llamativo, pero se sugiere tener un extintor a la mano, por si las moscas vió?

Se construye una maqueta de cartón y en el techo se le practica un agujero por donde se hace sobresalir un terminal que oficiará de pararrayos, inmediatamente bajo éste, hay algodón embebido en bencina o nafta. Uno de los terminales de la W, va conectado al pararrayos. Se le acerca el otro Terminal con la máquina en movimiento hasta que desprenda el arco, se verá que a la maqueta no le ocurre nada, luego el mismo terminal que hacía de pararrayos  se coloca por debajo del algodón  con combustible sin que sobresalga, se acerca el otro terminal y al primer arco la casita se incendia, con el extintor se procede a apagar.

 

        

   
  1. El agua como acumulador de cargas

En este experimento vamos a usar un frasco con agua hasta casi la boca, donde introducimos un vástago metálico que lleva montado en su parte superior un electroscopio formado por dos pelotitas de telgopor .

Se toca el vástago con uno de los terminales de la W y el electroscopio inmediatamente acusará la carga, luego se retira el Terminal de la W y se comprueba que el electroscopio se mantiene acusando la carga que quedó acumulada en el agua

            
Agua que acumula cargas

  1. Motor electrostatico con PET y latas de cerveza

Este motor consta de dos latas de cerveza como muestra la imagen, la botella de gaseosa de ½ litro tiene adherido dos trozos de papel aluminio, a su vez cada lata de de cerveza tiene dos escobillas que rozan la botella de gaseosa  por ambos lados. A cada lata se conecta uno de los electrodos de la W y se da marcha a la máquina, la PET comenzará a girar como un motor.

 

            
Motor electrostático con PET y latas de cerveza

7.      Comprobando la radiación Ultravioleta en los rayos 

Este experimento debe realizarse al oscuro, se acercan lo suficiente los terminales de la máquina para que los arcos sean bien brillantes y tengan una buena frecuencia, frente al operador hay que colocar una pantalla que no permita ver el arco, por otro lado se prepara un poco de soda cáustica en agua, con la que se moja un circulo en un papel blanco de hoja A4, la soda cáustica sobre el papel cuando esta húmeda, presenta una hermosa fluorescencia amarilla frente a la luz UV, con la mano se la sostiene en las cercanías de arco y se verá el efecto.

     8.  Visualización del campo eléctrico.

Esta prueba viene bien combinarla con la visualización de los campos magnéticos. Se prepara un plato plástico con aceite de cocina mas o menos 1 cm de aceite, flotando en el aceite se colocan semillas de césped, luego se acerca uno de los electrodos de la W y se observa la figura, luego se prueban diferentes configuraciones, los dos polos, dos terminales con cargas del mismo signo, electrodos circulares, etc.

   

        

  1. Comprobando la ley de Gauss

Se prepara una malla conductora flexible de unos 10 cm de ancho por unos 25 de largo, sobre el borde mas largo se ponen flecos de papel de ambos lados, tambiéen puede hacerse colgando trozos de telgopor, después se coloca sobre unos aisladores y se toca con el electrodo la malla metálica, se verán los flecos levantarse de ambos lados. Una vez hecho esto se unen los extremos mas cortos de la malla quedando un cilindro, con flecos internos y externos, de la misma forma se coloca el dispositivo sobre un aislante y se toca con el electrodo la malla. Solo los flecos externos se levantaran comprobando  que las cargas

siempre tienden a ir a la parte exterior. 

     

Placa metálica con pendulos de telgopor para comprobar GaussPlaca metálica hecha un tubo con solo los péndulos externos levantados

  

     10.  El centellador

Esta experiencia es muy bonita, en un tubo de vidrio de unos 40 cm de largo puede ser de algún material de laboratorio o limpiando bien algún tubo fluorescente, se pegan trocitos de aluminio en forma de rombo con sus puntas enfrentadas y separadas alrededor de 2 mm, Se pegan con cemento de contacto formando una serpentina alrededor del tubo. En ambos extremos se hace una vuelta completa de papel aluminio, allí irán conectados ambos terminales de la Wimshurst. Cuando se pone en marcha la maquina los arcos saltaran simultáneamente formando una figura alrededor del tubo, hace acordar a las luces de los árboles de navidad

      

Modelo de centellador con un tubo de vidrio de una buretaUn modelo de centellador con un tubo fluorescente

     

11. Una más… La bailarina electrostática

Una pequeña figura de aluminio baila y flota entre las dos placas de un condensador conectado a la máquina de Wimshurst, una de las placas es un elctróforo, la otra una chapa de aluminio que esta en el piso.