Conceptos Basicos Magnetismo

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Procesos GeolgicosRepaso conceptos bsicos

Unidad Temtica Nro. 1Procesos GeolgicosIngeniera Civil de MinasGeol. Pamela SuchProcesos GeolgicosMagnetismo

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Elmagnetismoes un fenmeno fsico por el que losobjetosejercenfuerzasde atraccin o repulsin sobre otros materiales. Hay algunos materiales conocidos que han presentado propiedades magnticas detectables fcilmente como elnquel,hierro,cobaltoy susaleacionesque comnmente se llamanimanes. Sin embargo todos los materiales son influidos, de mayor o menor forma, por la presencia de uncampo magntico.Procesos GeolgicosMagnetismoCadaelectrnes, por su naturaleza, un pequeo imn. Ordinariamente, innumerables electrones de un material estn orientados aleatoriamente en diferentes direcciones, pero en un imn casi todos los electrones tienden a orientarse en la misma direccin, creando una fuerza magntica grande o pequea dependiendo del nmero de electrones que estn orientados.


Procesos GeolgicosMagnetismo Adems del campo magntico intrnseco del electrn, algunas veces hay que contar tambin con el campo magntico debido al movimiento orbital del electrn alrededor del ncleo. Este efecto es anlogo al campo generado por una corriente elctrica que circula por una bobina.


Procesos GeolgicosMagnetismoEl comportamiento magntico de un material depende de la estructura del material y, particularmente, de la configuracin del mismo.

El magnetismo se observa siempre quepartculas cargadaselctricamente estn enmovimiento.

Unidad Temtica Nro. 1Procesos GeolgicosIngeniera Civil de MinasGeol. Pamela SuchProcesos GeolgicosMagnetismoClasificacin de los materiales magnticos

No magntico: No afecta el paso de las lneas de Campo magntico. Ejemplo: elvaco.Diamagntico: Material dbilmente magntico. Si se sita una barra magntica cerca de l, sta lo repele. Ejemplo:bismuto(Bi),plata(Ag),plomo(Pb),agua.Paramagntico: Presenta un magnetismo significativo. Atrado por la barra magntica. Ejemplo:aire,aluminio (Al),paladio(Pd),magneto molecular.


Procesos GeolgicosMagnetismoFerromagntico: Magntico por excelencia o fuertemente magntico. Atrado por la barra magntica. Ejemplo:hierro(Fe),cobalto(Co),nquel(Ni),acerosuave.Antiferromagntico: No magntico an bajo accin de un campo magntico inducido. Ejemplo:xido de manganeso(MnO2).Ferrimagntico: Menor grado magntico que los materiales ferromagnticos. Ejemplo:ferrita de hierro.Superparamagntico: Materiales ferromagnticos suspendidos en unamatriz dielctrica. Ejemplo: materiales utilizados en cintas de audio y video.Ferritas: Ferromagntico de bajaconductividad elctrica. Ejemplo: utilizado como ncleo inductores para aplicaciones de corriente alterna.


Procesos GeolgicosMagnetismo

Unidad Temtica Nro. 1Procesos GeolgicosIngeniera Civil de MinasGeol. Pamela Such Las radiaciones electromagnticas son las generadas por partculas elctricas y magnticas movindose a la vez (oscilando). Cada partcula genera lo que se llama un campo, por eso tambin se dice que es una mezcla de un campo elctrico con un campo magntico. Estas radiaciones generan unas ondas que se pueden propagar (viajar) por el aire e incluso por el vaco.

Procesos GeolgicosMagnetismo y el Planeta TierraLa Tierra se comporta como un enorme imn. El fsico y filsofo natural ingls William Gilbert fue el primero que seal esta similitud en 1600, aunque los efectos del magnetismo terrestre se haban utilizado mucho antes en las brjulas primitivas.

Unidad Temtica Nro. 1Procesos GeolgicosIngeniera Civil de MinasGeol. Pamela SuchProcesos GeolgicosMagnetismo y el Planeta TierraEn el siglo XIX Karl Gauss demostr que el campo magntico de la Tierra tena su origen en su interior.


Procesos GeolgicosMagnetismo y el Planeta Tierra Pero como funciona?

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Procesos GeolgicosMagnetismo y el Planeta Tierra

Unidad Temtica Nro. 1Procesos GeolgicosIngeniera Civil de MinasGeol. Pamela Such El origen del campo se encuentra justamente en el ncleo externo y est causado por corrientes elctricas. Esto merece una explicacin



Magnetismo y electricidad estn relacionados ntimamente y la existencia del campo magntico es una buena muestra de ello. Un dispositivo que ilustra el origen del campo es un electroimn, usado comnmente en electrodomsticos, en separadores de chatarra, etc. Un electroimn se fabrica enrollando un hilo conductor a modo de roscas de un tornillo alrededor de una barra metlica. Al hacer circular una corriente elctrica por el hilo, ste genera un campo magntico a travs de la barra, convirtindola en un imn.Procesos GeolgicosMagnetismo y el Planeta Tierra

Unidad Temtica Nro. 1Procesos GeolgicosIngeniera Civil de MinasGeol. Pamela SuchEn el ncleo externo de nuestro planeta, las corrientes elctricas describen trayectorias helicoidales similares a las bobinas de los electroimanes, de tal forma que el campo magntico que inducen est orientado preferentemente segn el eje de rotacin N-S. Procesos GeolgicosMagnetismo y el Planeta Tierra


Es la rotacin terrestre la que fuerza esa orientacin y es por ello por lo que los polos magnticos prcticamente coinciden con los geogrficos. De hecho, la posicin de los polos magnticos ha ido fluctuando alrededor de los geogrficos a lo largo de los tiempos. Actualmente, la diferencia entre ellos de tan solo unos 11, encontrndose el polo magntico boreal en el rtico canadiense.Procesos GeolgicosMagnetismo y el Planeta Tierra

Unidad Temtica Nro. 1Procesos GeolgicosIngeniera Civil de MinasGeol. Pamela SuchSi las corrientes son el origen del campo cul es el origen de las corrientes? Procesos GeolgicosMagnetismo y el Planeta Tierra

Unidad Temtica Nro. 1Procesos GeolgicosIngeniera Civil de MinasGeol. Pamela SuchLos geofsicos responden a esta pregunta recurriendo al llamadoefecto dinamo. Las dinamos son generadores elctricos: transforman movimiento en electricidad, como en las dinamos de las bicicletas. Cuando un material conductor de la electricidad se desplaza en el seno de un campo magntico, se inducen en l corrientes elctricas. En el caso de la Tierra, el conductor en movimiento seran los metales lquidos del ncleo externo y el campo magntico sera el propio campo magntico de la Tierra.


Unidad Temtica Nro. 1Procesos GeolgicosIngeniera Civil de MinasGeol. Pamela SuchLos beneficios del campo magntico terrestre son:?Procesos GeolgicosMagnetismo y el Planeta Tierra





Unidad Temtica Nro. 1Procesos GeolgicosIngeniera Civil de MinasGeol. Pamela SuchCul es la influencia del campo magntico terrestre en los materiales de la Tierra?Procesos GeolgicosMagnetismo y el Planeta Tierra


Procesos GeolgicosRadioactividad

Unidad Temtica Nro. 1Procesos GeolgicosIngeniera Civil de MinasGeol. Pamela SuchLa radiactividad o radioactividad es un fenmeno fsico por el cual los ncleos de algunos elementos qumicos, llamados radiactivos, emiten radiaciones que tienen la propiedad de impresionar placas radiogrficas, ionizar gases, producir fluorescencia, atravesar cuerpos opacos a la luz ordinaria, entre otros.Procesos GeolgicosRadioactividad

Unidad Temtica Nro. 1Procesos GeolgicosIngeniera Civil de MinasGeol. Pamela SuchLas radiaciones emitidas pueden ser electromagnticas, en forma de rayos X o rayos gamma, o bien corpusculares, como pueden ser ncleos de helio, electrones o positrones, protones u otras. En resumen, es un fenmeno que ocurre en los ncleos de ciertos elementos, inestables, que son capaces de transformarse, o decaer, espontneamente, en ncleos atmicos de otros elementos ms estables.


Unidad Temtica Nro. 1Procesos GeolgicosIngeniera Civil de MinasGeol. Pamela SuchEn 1896 Henri Becquerel descubri que ciertas sales de uranio emiten radiaciones espontneamente, al observar que velaban las placas fotogrficas envueltas en papel negro. Hizo ensayos con el mineral en caliente, en fro, pulverizado, disuelto en cidos y la intensidad de la misteriosa radiacin era siempre la misma.


Unidad Temtica Nro. 1Procesos GeolgicosIngeniera Civil de MinasGeol. Pamela SuchPor tanto, esta nueva propiedad de la materia, que recibi el nombre de radiactividad, no dependa de la forma fsica o qumica en la que se encontraban los tomos del cuerpo radiactivo, sino que era una propiedad que radicaba en el interior mismo del tomo.Procesos GeolgicosRadioactividad

Unidad Temtica Nro. 1Procesos GeolgicosIngeniera Civil de MinasGeol. Pamela SuchEl estudio del nuevo fenmeno y su desarrollo posterior se debe casi exclusivamente al matrimonio de Marie y Pierre Curie, quienes encontraron otras sustancias radiactivas: el torio, el polonio y el radio. La intensidad de la radiacin emitida era proporcional a la cantidad de uranio presente, por lo que Marie Curie dedujo que la radiactividad es una propiedad atmica.


Unidad Temtica Nro. 1Procesos GeolgicosIngeniera Civil de MinasGeol. Pamela SuchEl fenmeno de la radiactividad se origina exclusivamente en el ncleo de los tomos radiactivos.

Se cree que se origina debido a la interaccin neutrn-protn.

Al estudiar la radiacin emitida por el radio, se comprob que era compleja, pues al aplicarle un campo magntico parte de ella se desviaba de su trayectoria y otra parte no.Procesos GeolgicosRadioactividad

Unidad Temtica Nro. 1Procesos GeolgicosIngeniera Civil de MinasGeol. Pamela SuchPronto se vio que todas estas reacciones provienen del ncleo atmico que describi Ernest Rutherford en 1911, quien tambin demostr que las radiaciones emitidas por las sales de uranio pueden ionizar el aire y producir la descarga de cuerpos cargados elctricamente.Procesos GeolgicosRadioactividad

Unidad Temtica Nro. 1Procesos GeolgicosIngeniera Civil de MinasGeol. Pamela SuchCon el uso del neutrn, partcula teorizada en 1920 por Ernest Rutherford, se consigui describir la radiacin beta.

En 1932, James Chadwick descubri la existencia del neutrn que Rutherford haba predicho en 1920, e inmediatamente despus Enrico Fermi descubri que ciertas radiaciones emitidas en fenmenos no muy comunes de desintegracin son en realidad neutrones.


Unidad Temtica Nro. 1Procesos GeolgicosIngeniera Civil de MinasGeol. Pamela SuchLa radiactividad artificial, tambin llamada radiactividad inducida, se produce cuando se bombardean ciertos ncleos estables con partculas apropiadas. Si la energa de estas partculas tiene un valor adecuado, penetran el ncleo bombardeado y forman un nuevo ncleo que, en caso de ser inestable, se desintegra despus radiactivamente.Procesos GeolgicosRadioactividad


Tipos de partculas Radioactivas:

Alfa: Son flujos de partculas cargadas positivamente compuestas por dos neutrones y dos protones (ncleos de helio). Son desviadas por campos elctricos y magnticos. Son poco penetrantes, aunque muy ionizantes. Son muy energticas.

Gama: Se trata de ondas electromagnticas. Es el tipo ms penetrante de radiacin. Al ser ondas electromagnticas de longitud de onda corta, tienen mayor penetracin y se necesitan capas muy gruesas de plomo u hormign para detenerlas.

Beta: Son flujos de electrones (beta negativas) o positrones (beta positivas) resultantes de la desintegracin de los neutrones o protones del ncleo cuando ste se encuentra en un estado excitado. Es desviada por campos magnticos.Procesos GeolgicosRadioactividad y la Geologa

Unidad Temtica Nro. 1Procesos GeolgicosIngeniera Civil de MinasGeol. Pamela SuchEl mtodo ms seguro para obtener la edad de una roca; se basa en la observacin de que el periodo de desintegracin de un elemento radiactivo es constante (Edad de la Tierra).Procesos GeolgicosRadioactividad y la Geologa


El principio bsico que preside todos los mtodos es que un elemento radiactivo padre pasa a ser un elemento hijo estable en una proporcin constante.Procesos GeolgicosRadioactividad y la Geologa


Procesos GeolgicosRadioactividad y la Geologa

Unidad Temtica Nro. 1Procesos GeolgicosIngeniera Civil de MinasGeol. Pamela SuchMtodos de Datacin:

Mtodo uranio - plomo: Se pueden utilizar dos istopos del uranio: U238 dando Pb206+8He4 y U235 dando Pb207+7He4 .La vida media de estos procesos es de 4.498 y 713 millones de aos, respectivamente. Actualmente el zircn, que generalmente contiene pequeas trazas de uranio, es el mineral preferido para esta determinacin, ya que la cantidad de plomo (i.e. la cantidad de plomo no radiactivo) original es muy baja y el mineral es muy resistente, previniendo la lixiviacin del uranio.


Unidad Temtica Nro. 1Procesos GeolgicosIngeniera Civil de MinasGeol. Pamela SuchTorio - plomo: Th232 da Pb208 + 6He4, vida media 13.900 m.a. Por una u otra razn, este mtodo da resultados dispares, por lo que nunca se consideran definitivos.

Plomo plomo: Debido a que el Pb207se acumula aproximadamente seis veces ms de prisa que el Pb206 se puede obtener una edad, si nos basamos en que el material a datar, en principio, no tena ninguno de estos dos istopos del plomo.


Unidad Temtica Nro. 1Procesos GeolgicosIngeniera Civil de MinasGeol. Pamela SuchPotasio - argn: 11% de K40 da Ar40, el 89% restante da Ca40: las vidas medias de estos dos procesos son 11.850 m.a. y 1.470 m.a. respectivamente. Desgraciadamente, el sistema K40 Ca40 es difcil de utilizar, debido a la abundancia, en condiciones normales, de Ca no radiactivo.


Unidad Temtica Nro. 1Procesos GeolgicosIngeniera Civil de MinasGeol. Pamela SuchRubidio estroncio: Rb87da Sr87: vjda media de aproximadamente 50.000 m.a. Debido a esta vida media tan grande, se utiliza principalmente el mtodo para rocas Precmbricas, aunque tambin se ha utilizado pata algunas Paleozoicas. Es un mtodo particularmente valioso para rocas metamrficas.Carbono 14: N14 (en la atmsfera) se convierte en C14 como resultado de reacciones de los rayos csmicos. El C14 es radiactivo y su vida media es de 5.570 aos, degenerando de nuevo en N14. Esta vida media tan corta hace el sistema especialmente til para datar materiales relativamente recientes, hasta 70.000, aos.Procesos GeolgicosRadioactividad y la Geologa




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