Scielo RSS <![CDATA[Revista mexicana de física E]]> http://www.scielo.org.mx/rss.php?pid=1870-354220160002&lang=pt vol. 62 num. 2 lang. pt <![CDATA[SciELO Logo]]> http://www.scielo.org.mx/img/en/fbpelogp.gif http://www.scielo.org.mx <![CDATA[Análisis del coeficiente de amortiguamiento viscoso en un sistema masa-resorte-amortiguador utilizando PPLANE y GEOGEBRA]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1870-35422016000200066&lng=pt&nrm=iso&tlng=pt En el presente artículo se estudia un sistema masa-resorte-amotiguador. La influencia que ejerce la viscosidad del fluido y el valor del coeficiente de amortiguamiento viscoso es analizada mediante el empleo de tres fluidos, agua, aceite comestible y aceite para motor a gasolina SAE 10W-40. Se realizan las simulaciones numéricas utilizando PPLANE y GeoGebra bajo el paradigma del aprendizaje basado en problemas (ABP). Se hace la comparación de los tres amortiguadores.<hr/>In this article a mass-spring-damper system is studied. The influence of the viscosity of the fluid and the damping coefficient is analyzed by using three fluids, water, edible oil and gasoline engine oil SAE 10W-40. Numerical simulations using PPLANE and GeoGebra shown under the paradigm of problem-based learning (PBL) are performed. Comparing the three dampers it is made. <![CDATA[Desigualdades de Bell: un experimento sencillo para licenciatura]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1870-35422016000200073&lng=pt&nrm=iso&tlng=pt En este artículo se presenta un experimento adecuado para estudiantes de los últimos semestres de la licenciatura, el cual utiliza entrelazamiento entre polarizaciones de pares de fotones para demostrar la no localidad cuántica. El entrelazamiento se logra mediante conversión espontánea paramétrica descendente, utilizando un láser violeta y cristales no lineales BBO-II. Se comenta la idea detrás de la desigualdad de Bell y finalmente se hace una prueba para la versión de Clauser, Horne, Shimony y Holt de la desigualdad de Bell obteniendo S = -2.32 ± 0.045 en contradicción con las predicciones de teorías de variables ocultas. El experimento descrito aquí puede ser montado en un par de horas, mientras que la recolección de datos toma menos de diez minutos.<hr/>This paper presents an experiment suitable for advanced undergraduate students. We use polarization-entangled photon pairs in order to demonstrate quantum nonlocality. The entangled state is created by spontaneous parametric downconversion using a violet laser diode and nonlinear BBO-II crystals. The idea behind Bell’s inequality is commented, and finally a test of the Clauser, Horne, Shimony, and Holt version of the Bell inequality is performed, finding S = -2.32 ± 0.045 contradicting the hidden variables theories prediction. This experimental setup takes less than a few hours to be ready, while the data collection takes no more than ten minutes. <![CDATA[Comment to the article “On thermal waves velocity: some open questions in thermal waves physics”, Rev. Mex. Fis. E 62 (2016) 1-4]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1870-35422016000200078&lng=pt&nrm=iso&tlng=pt It is showed here that an upper limit must exist for the speed of thermal waves because Fourier’s laws of heat conduction cannot be used at very short length scales, but only over a length larger than the mean free path of the heat carriers. <![CDATA[Chua’s circuit from the linear system perspective]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1870-35422016000200080&lng=pt&nrm=iso&tlng=pt This paper analyzes the Chua’s circuit, considering it linear by parts in its internal representation model. This approach allows graduate students to develop skills in matrix algebra and linear systems, using physics as a fundamental tool to model and simulate dynamic systems. Through this approach, the student will understand the importance of the knowledge of state equations to form the matrices that represent the circuit, where the main matrix dictates its values and eigenvectors, as well as its similar matrix. A physical simulation of the Chua’s circuit is carried out, along with the corresponding experiments. The electric circuit is composed by resistors, capacitors, inductance, diodes and an operational amplifier.<hr/>Este trabajo analiza el circuito de Chua tomado lineal por partes en su modelo de representación interna. Este enfoque permite a los estudiantes de ciencias desarrollar sus competencias en algebra matricial y sistemas lineales, con el uso de la física como herramienta fundamental para modelar y simular sistemas dinámicos. El estudiante aprenderá que esta herramienta necesita del conocimiento de las ecuaciones de estado para formar las matrices que representan dicho circuito. Donde la matriz principal dicta sus valores y vectores propios, así como su matriz similar. Posteriormente se procederá a simular físicamente el circuito de Chua y finalmente se realizarán los experimentos correspondientes. El circuito eléctrico esta constituido por resistencias, capacitores, bobina, diodos y amplificador operacional. <![CDATA[Simetrías en la naturaleza y efecto túnel: breve estudio de pozos cuánticos dobles]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1870-35422016000200086&lng=pt&nrm=iso&tlng=pt Es interesante entender el mecanismo por el cual se forman, en la naturaleza, materiales que presentan una asimetría en su aspecto y relacionar esto con un problema cuántico. Para ello analizamos detalladamente el comportamiento de una partícula cuántica en un doble pozo de potencial finito y otro parecido, el pozo doble tipo delta de Dirac, con el propósito de explicar cómo y cuándo se presenta el rompimiento de la simetría en estos casos. Por sencillez, consideramos ambos potenciales en una sola dimensión (x) y enfocamos nuestra atención en la simetría V(x) = V(-x) de los potenciales. Encontramos, e ilustramos con detalle, los auto-estados (y sus energías) del operador Hamiltoniano H y del operador de simetría de paridad π . Determinamos la evolución temporal de los auto-estados de paridad y observamos un rompimiento de la simetría al combinarlos en una forma especial y planteamos las consecuencias de este rompimiento. Resaltamos la relevancia del efecto túnel que surge en el tratamiento cuántico de los problemas y relacionamos los resultados obtenidos con situaciones y materiales presentes en la naturaleza (NH3), su posible influencia en nuestro entorno y en particular, con la física involucrada en el funcionamiento del Máser.<hr/>It is interesting to understand the mechanism by which some materials in nature, with an asymmetrical appearance, are formed and to relate it with a quantum problem. For this reason, we analyze with full details the behavior of a quantum particle in a finite double well potential and in a similar one, a double Dirac delta function well in order to explain, how and when, the symmetry breakup takes place in these cases. For simplicity we consider both potentials in one dimension (x) and we focus our attention on the symmetry V(x) = V(-x) of the potentials. We find, and illustrate in detail, the eigenstates (and energies) of the Hamiltonian H and of the parity symmetry π operator. We determine the time evolution of the parity-eigenstates, we find that the parity symmetry is broken when they are combined in a special way and we set out the consequences of this breaking. We emphasize the relevance of the tunnel effect which arises in the quantum treatment of the problems and we relate the obtained results with naturally occurring situations and materials (NH3), its possible influence on our environment and particularly, with the physics involved in the operation of the Maser. <![CDATA[Solving Schrödinger equation by meshless methods]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1870-35422016000200096&lng=pt&nrm=iso&tlng=pt In this paper we apply a numerical meshless scheme for solving one and two dimensional time independent Schrödinger equation by means of collocation method with Radial Basis Functions interpolants. In particular we approximate the solutions using multiquadrics. The method is tested with some of the well-known configurations of Schrödinger equation and compared with analytical solutions, showing a great accuracy and stability. We also provide some insight on how to use meshless algorithms for obtaining the eigenenergies and wavefunctions of one- and two-dimensional Schrodinger problems. <![CDATA[Simulación computacional de una fibra óptica con índice escalonado y propagación multimodal]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1870-35422016000200108&lng=pt&nrm=iso&tlng=pt En el presente trabajo se realiza la simulación computacional de la propagación electromagnética multimodal en el interior de una fibra óptica con índice escalonado. Una fuente senoidal colocada en el extremo izquierdo alimenta un campo electromagnético a la fibra óptica; las capas de la fibra se modelan de forma escalonadas para lograr la reflexión total interna de la luz incidente de acuerdo con la teoría ondulatoria de la luz. La simulación se realiza utilizando herramientas del electromagnetismo computacional tales como el Método de Diferencias Finitas en el Dominio del Tiempo (FDTD) y el método de capas perfectamente acopladas (PML) como condición de frontera de absorción para evitar que la propagación electromagnética continúe hasta el infinito. La frecuencia de operación utilizada es de 187 THz y la longitud de onda es de 1600nm, esta simulación se logra desarrollando un algoritmo computacional en Matlab. Se obtienen los parámetros electromagnéticos propagados en el núcleo de la fibra óptica tales como componentes de campo magnético Hx y Hy y de campo eléctrico Ez. Deseamos que los alumnos logren comprender el comportamiento de la luz como onda electromagnética en el interior de la fibra óptica, puede ser algo que tal vez se perciba como sencillo, sin embargo, estamos seguros que al visualizar la propagación electromagnética de acuerdo a los resultados obtenidos, permite interpretar con claridad estos fenómenos ópticos.<hr/>In this paper the computational simulation of electromagnetic propagation multimodal inside an optical fiber with step index is performed. A sinusoidal source placed at the left end feeds an electromagnetic field to the optical fiber; fiber layers are modeled staggered to achieve total internal reflection of the incident light according to the wave theory of light. The simulation is performed using tools of computational electromagnetics such as Method Finite Difference Time Domain (FDTD) and the method of perfectly matched layers (PML) as boundary condition absorption to prevent electromagnetic propagation continue to infinity. The operating frequency is 187 THz used and the wavelength of 1600nm is, this simulation is achieved by developing a computational algorithm in Matlab. electromagnetic parameters propagated in the core of the optical fiber such as magnetic field components Hx and Hy and Ez electric field are obtained. We want students to achieve understanding of the behavior of light as an electromagnetic wave inside the optical fiber, it may be something that might be perceived as simple, however, we are sure to see the electromagnetic propagation according to the results allowing clearly interpret these optical phenomena. <![CDATA[One-dimensional point interactions and bound states]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1870-35422016000200117&lng=pt&nrm=iso&tlng=pt We analyze various representative examples of nonrelativistic (Schrödinger) point interactions in one dimension, with boundary conditions and with singular potentials, and study their corresponding bound states. <![CDATA[Interferometria speckle para evaluar la flexión de una barra de aluminio]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1870-35422016000200125&lng=pt&nrm=iso&tlng=pt En un interferómetro DSPI (Digital Speckle Pattern Interferometry) se produce la superposición de dos frentes de onda de luz coherente provenientes de dos superficies, el primero desde una barra de aluminio que se analiza y el segundo desde un vidrio esmerilado que se considera como referencia. Aquí, estudiamos la deformación de una barra de aluminio de dimensiones 15.20 mm x 158.00 mm x 0.72 mm, en la que un extremo está firmemente anclado a una base y el otro extremo está sujetado a un contenedor donde se aplican diferentes cargas mecánicas que generan sendos esfuerzos de flexión. Los correlogramas son adquiridos digitalmente mediante un sistema de visión, antes y después de aplicar las diferentes cargas a la barra, estos correlogramas representan las diferencias de fase de los haces provenientes de las dos superficies, que permiten evaluar las deformaciones de la barra producidas por los esfuerzos mecánicos aplicados. Se aplican algoritmos para determinar la deformación de la barra y finalmente deducir el módulo de Young.<hr/>In a Digital Speckle Pattern Interferometry, DSPI, a two light coherent wavefront superposition from two surfaces is produced; the first one from the object under study, the aluminum bar, and the other from the reference ground glass. Here, we study the aluminum bar deformation with dimensions of 15.20 mm x 158.00 mm x 0.72 mm, with an extreme fixed in a base and the other extreme subjected to a container in which diferent mechanical charges are applied generating a serie of flexion stresses. The correlograms are digitally acquired by a vision system, before and after, different loads to bar extreme are applied, these correlograms represent the phase differences of the beams from the two surfaces, that permit us to determine the bar deformations produced by applied mechanical stresses. Algorithms are applied to determine the bar deformation and the Young modulus. <![CDATA[Geodesic time travel in Gödel’s universe]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1870-35422016000200135&lng=pt&nrm=iso&tlng=pt This work is an introduction at a beginning graduate or advanced undergraduate level to Kurt Gödel's foray into cosmology. After an elementary introduction to the basics of Einstein's theory of gravitation, we simply present the Gödel's solution and the geodesic equations associated with it. This equations are then explicitly solved obtaining its full set of temporal geodesics. Armed with such explicit expressions, the geodesic time-travelling possibilities of Gödel's universe are discussed. We search for their time-like closed geodesics that, following Gödel's analysis, other people has imagined as possible routes for time-travel. We next exhibit that such time-travelling possibility do not exist in his model universe. This is done in the most straightforward way possible, framing the discussion as to serve as a simple example for students of General Relativity.