Scielo RSS <![CDATA[Revista mexicana de física E]]> http://www.scielo.org.mx/rss.php?pid=1870-354220100002&lang=en vol. 56 num. 2 lang. en <![CDATA[SciELO Logo]]> http://www.scielo.org.mx/img/en/fbpelogp.gif http://www.scielo.org.mx <![CDATA[<b>Numerical calculation of near field scalar diffraction using angular spectrum of plane waves theory and FFT</b>]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1870-35422010000200001&lng=en&nrm=iso&tlng=en It is a known fact that near field diffraction or Fresnel diffraction calculations are difficult to perform exactly. It is in general necessary to make some approximations in order to obtain a more suitable form. In this work, a numerical implementation based on angular spectrum theory for near field diffraction is presented. The method uses Fast Fourier Transforms (FFT), and it turns out to be accurate and fast. In order to show the capabilities of the method, diffraction near field for a circular aperture and a spiral slit are studied. Numerical and experimental results are shown. This method could be useful to implement pc based physical optics learning.<hr/>Se sabe que los cálculos difracción de campo cercano o de Fresnel son difíciles de realizar de manera exacta. En general, es necesario realizar aproximaciones a fin de obtener expresiones con formas más manejables. En el presente trabajo se presenta una implementación numérica del cálculo del campo cercano usando la teoría del espectro angular. El método emplea la transformada rápida de Fourier (FFT) lo que le permite ser rápido y preciso. Con el propósito de mostrar la eficiencia del método, se presenta el estudio de la difracción producida por una abertura circular y por una rendija espiral. Se muestran los resultados numéricos y experimentales. Creemos que el presente método puede ser útil en la enseñanza de la óptica física en cursos soportados en el uso de pc. <![CDATA[<b>Un complemento al teorema de Nyquist</b>]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1870-35422010000200002&lng=en&nrm=iso&tlng=en Este trabajo está dirigido a estudiantes que por primera vez realizan la adquisición y el tratamiento de señales. En algunas carreras científicas puede ser debido a un curso obligatorio de los primeros semestres, en otras a un curso optativo y en otras carreras puede simplemente ser parte de un curso de laboratorio. Se presenta una revisión de los requisitos para hacer una buena adquisición de señales, de manera que en el espacio temporal se pueda reconstruir la señal original con sus características más importantes, y al transformar al espacio de las frecuencias, se obtenga también la resolución requerida. Se revisa el teorema de Nyquist y se muestra que éste no es suficiente para asegurar una resolución adecuada en el espacio de las frecuencias. Finalmente se hace una propuesta para escoger los parámetros de la adquisición de datos de la mejor manera posible.<hr/>The content of this article is specially designed for students that are starting their education in data acquisition and signal processing. In some scientific majors this can happen in a compulsory or an elective course or in an experimental one. We review some of the fundamental requirements for proper signal acquisition in order to reconstruct the most important characteristics of the original signal, and at the same time obtain the required resolution when transforming to frequency space. We show that the satisfaction of Nyquist criterion is not sufficient to assure adequate resolution in frequency space. Finally we suggest how to choose the parameters for the best possible acquisition. <![CDATA[<b>Some classical properties of the non-abelian Yang-Mills theories</b>]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1870-35422010000200003&lng=en&nrm=iso&tlng=en We present some classical properties for non-abelian Yang-Mills theories that we extract directly from the Maxwell's equations of the theory. We write the equations of motion for the SU (3) Yang-Mills theory using the language of Maxwell's equations in both differential and integral forms. We show that vectorial gauge fields in this theory are non-fermionic sources for non-abelian electric and magnetic fields. These vectorial gauge fields are also responsible for the existence of magnetic monopoles. We build the continuity equation and the energy-momentum tensor for the non-abelian case.<hr/>En este artículo se presentan algunas propiedades clásicas de las teorías de Yang-Mills no abelianas, que se extraen directamente de las ecuaciones de Maxwell de la teoría. Obtenemos las ecuaciones de movimiento para una teoría de Yang-Mills del grupo SU(3) en su forma diferencial e integral, utilizando el lenguaje de las ecuaciones de Maxwell. Mostramos que los campos gauge en esta teoría son fuentes no fermiónicas para campos eléctricos y magnéticos no abelianos. Estos campos de gauge son responsables de la existencia de monopolos magnéticos. Finalmente, se construyen la ecuación de continuidad y el tensor energía-impulso para el caso no abeliano. <![CDATA[<b>Unveiling the tachyon dynamics in the Carrollian limit</b>]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1870-35422010000200004&lng=en&nrm=iso&tlng=en We briefly study the dynamics at classical level of the Carrollian limit, with vanishing speed of light and no possible propagation of signals, for a simply effective action in a flat space with an open string tachyon as a scalar field. The canonical analysis of the theory indicates that the equation of motion is of Dirac type contrary to the non-relativistic case where the equation is of Schrodinger type. The ultimate intention is to analize the latter case with electromagnetic fluxes to find that in this case the open string tachyon cannot be interpreted as time.<hr/>Estudiaremos brevemente la dinámica del Límite de Carroll a nivel clásico de una acción efectiva en un espacio plano y con un campo escalar del tipo taquión de cuerda abierta. El análisis canónico de la teoría indica que la ecuación de movimiento es del tipo Dirac, contrario al caso no relativista donde la ecuación es del tipo Schrödinger. Finalmente, analizaremos el caso con flujos electromagnéticos y encontraremos que el taquión de cuerda abierta no puede ser interpretado como el tiempo. <![CDATA[<b>Reflexiones sobre los conceptos velocidad y rapidez de una partícula en física</b>]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1870-35422010000200005&lng=en&nrm=iso&tlng=en Se hace una revisión sobre los conceptos de velocidad y rapidez presentados en diversos libros de texto de física y artículos relacionados con los conceptos en cuestión encontrándose deficiencias en el contenido formativo asociado con dichos conceptos. Se propone el abordaje del contenido formativo relacionado con los conceptos mencionados desde el punto de vista de la formación de conceptos científicos en Física, lo cual consideramos, le permitirá al aprendiz de física y áreas afines, por un lado, familiarizarse con aspectos básicos en la formación de conceptos científicos, y por el otro, profundizar en los aspectos cinemáticos del movimiento.<hr/>The concepts velocity and speed in diverse physics text books and articles related with the concepts mentioned are revised. Lacks in the formative content associated with the above mentioned concepts are found. One proposes the boarding of the formative content related to the concepts mentioned from the point of view of the formation of scientific concepts in physics, which we consider, will allow the Physics apprentice and related areas, on the one hand, to familiarize with basic aspects in the formation of scientific concepts, and for other one, to penetrate into the cinematic aspects of the motion. <![CDATA[<b>Umbrales de percolación exactos en redes duales</b>]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1870-35422010000200006&lng=en&nrm=iso&tlng=en Usando la transformación triángulo -estrella y la dualidad de redes, se calcula el umbral de percolación de enlaces para redes con simetría hexagonal. Este cálculo es exacto y ampliamente conocido especialmente para la red triangular y hexagonal. Esta técnica aplicada a la red de Kagomé en sitios y enlaces reproduce los umbrales de percolación obtenidos por Scullard y Ziff. Este procedimiento se amplía en la red cuadrada de enlaces, obteniéndose el valor exacto del umbral de percolación. De acuerdo a la simplicidad de la metodología usada, ésta puede aplicarse a otras geometrías planas y eventualmente a redes 3D.<hr/>Bond percolation threshold is calculated for lattices with hexagonal symmetry, using the transformation triangle -star and the duality of lattices. This calculation is exact and widely well -known especially for triangular and hexagonal lattices. This technique applied to Kagomé lattice in sites and bonds reproduces the percolation thresholds obtained by Scullard and Ziff. This procedure is enlarged to square lattice of bonds, being obtained the exact value of the percolation threshold. According to the simplicity of the utilized methodology, this can be applied to other plane geometries and possibly to 3D lattices. <![CDATA[<b>Conceptos básicos acerca del espín, helicidad, quiralidad y polarización de una partícula de Dirac</b>]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1870-35422010000200007&lng=en&nrm=iso&tlng=en Los avances tecnológicos recientes, apoyados en una profunda comprensión de las características propias de los electrones, son los elementos que ya están listos para innovar la tecnología de la información, así como para refinar la técnica de imágenes mediante el efecto de la resonancia magnética (MRI), la cual es crucial como herramienta de diagnóstico para generar vistas de tejidos vivos sin invasión, ni daños, entre otras aplicaciones importantes. Así que, con la intensión de explicar los conceptos teóricos básicos que no son tratados, en general, con suficiente claridad en la literatura especializada y libros de texto tradicionales, relacionados con las partículas descritas mediante la ecuación de Dirac, analizamos los operadores cuánticos que proyectan sus peculiares características. Estos operadores están asociados con cantidades teóricas que se conservan y por ende están relacionadas con las simetrías del sistema. Consideramos la formulación Hamiltoniana para establecer el principio de conservación y las propiedades de los proyectores que determinan la de helicidad, quiralidad y polarización de las partículas de Dirac.<hr/>The recent technological advances, based on the profound understanding of the electron's inherent characteristics are the elements that are ready to innovate the technology of information, as well as to refine the (MRI) technique of imagery through the efect of magnetic resonance, which is crucial as a tool for diagnosis and generation of views of live tissues without invasion or harm. So, with the intention to explain the basic theoretical concepts, which are, in general, not clarified in the specialized literature and traditional textbooks, which are related with the particles in Dirac equation, we analize the quantum operators that project some of their peculiar characteristics. These operators are related with the conserved quantities in the theory and therefore with the symmetries of the system. We consider the Hamiltonian formulation to establish the conservation principle and the properties of the projectors that determine the helicity, quirality and polarization of the Dirac particles. <![CDATA[<b>Scattering matrix of elliptically polarized waves</b>]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1870-35422010000200008&lng=en&nrm=iso&tlng=en We analyze the scattering of elliptically polarized plane waves normally incident at the planar interface between two different materials; we consider two cases: dielectric-dielectric and dielectric-conductor interfaces. The scattering S matrix in both cases is obtained using the boundary conditions and Poynting's theorem. In the dielectric-dielectric case we write S using two different basis, the usual xy and a rotated one. For the dielectric-conductor interface, the use of the rotated basis together with an energy balance argument leads us, in a natural way, to construct a unitary S matrix after recognizing the need to introduce two equivalent parasitic channels due to dissipation in the conductor, and the transmission coefficient into these parasitic channels measures the absorption strength.<hr/>Analizamos la dispersión de ondas electromagnéticas que inciden normalmente sobre una interfaz plana entre dos diferentes materiales; consideramos dos casos: interfaz dieléctrico-dieléctrico e interfaz -dieléctrico-conductor. En ambos casos obtenemos la matriz S al usar las condiciones de frontera y el teorema de Poynting. En el caso dieléctrico-dieléctrico escribimos a S usando dos diferentes bases, la usual xy y una rotada. Para la interfaz dieléctrico-conductor, el usar la base rotada junto con un argumento de balance de energía nos lleva, de manera natural, a construir un matriz S que es unitaria después de reconocer la necesidad de introducir dos canales parasíticos, equivalentes entre sí, que son debidos a la disipación en el conductor, siendo el coeficiente de transmisión hacia estos canales parasíticos la medida de la capacidad de absorción del conductor mismo. <![CDATA[<b>Radiación de Hawking</b>]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1870-35422010000200009&lng=en&nrm=iso&tlng=en Con un enfoque fundamentalmente didáctico se pretende dar una amplia visión de la denominada radiación de Hawking de los agujeros negros, lo que implica una pequeña introducción a la cuantización en espacios curvos. Se señalan dos de los principales métodos de obtener el espectro de la radiación: el original, debido a Hawking, y el conocido por efecto túnel. Así mismo, se hace extensión del segundo mecanismo para la obtención de radiación en otro tipo de horizontes: concretamente para el horizonte aparente asociado a la métrica de Friedmann-Robertson-Walker. Se señala alguna objeción surgida recientemente a la derivación por este método y, finalmente, se hace una breve discusión sobre el método de Gibbons-Hawking.<hr/>The aim of this article is to provide a general analysis of the so-called Hawking radiation in black holes from a didactic perspective, including a brief introduction to quantization in curved spacetime. Two main methods for obtaining the radiation spectrum are explained: the original one due to Hawking and the tunneling method. Also, it is shown how the second mechanism can be extended to obtain the radiation spectrum in a different kind of horizon, that associated to the Friedmann-Robertson-Walker metric. Finally, some recent objections to the derivation by the tunneling method are mentioned. <![CDATA[<b>On a tautochrone-related family of paths</b>]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1870-35422010000200010&lng=en&nrm=iso&tlng=en An alternative approach to the properties of the tautochrone and brachistochrone curves is used to introduce a family of curves complying with relations where the time of descent is proportional to a fractional power of the height difference. These curves are classified acording with their symmetries. Further properties of these curves are studied.<hr/>Utilizamos un tratamiento alternativo de las curvas tautocrona y braquistocrona para introducir una familia de curvas que cumplen con relaciones en las que el tiempo de descenso es directamente proporcional a la altura descendida, elevada a un valor fraccionario. Las mencionadas curvas son clasificadas de acuerdo con sus simetrías. Se estudian otras propiedades de dichas curvas. <![CDATA[<b>Fuentes para la biografía del profesor de física Ladislao de la Pascua Martínez (1815-1891)</b>]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1870-35422010000200011&lng=en&nrm=iso&tlng=en Ladislao de la Pascua fue profesor de física en la Ciudad de México entre 1838 y 1872 en el Colegio Militar, la Escuela de Medicina, la Preparatoria Nacional y otras instituciones. Escribió un libro de física general, cuya primera edición es de 1853. Tuvo una vida muy rica, donde destaca también su labor como médico y como presbítero. Se ha escrito mucho sobre él y sin embargo muchas de sus biografías están incompletas y en algunas de ellas se han sustituido datos históricos por leyendas inexactas. En este trabajo se ha puesto algún énfasis en buscar fuentes originales de documentos de sus expedientes y fuentes contemporáneas del siglo XIX donde se le menciona. Algunas lagunas se completan con pocas fuentes de historiadores de los siglos XX y XXI.<hr/>Ladislao de la Pascua was a Teacher of Physics in Mexico City between 1838 and 1872 at the Military Academy, School of Medicine, the Preparatoria Nacional and other schools. He wrote a text to teach Physics in 1853. He had a rich life with important activities as a physician and as a priest. There is a large amount of literature on his life, however his biographies are incomplete and some with inexact legend. In this work emphasis is given to original documents and sources of the XIX Century completed by some few sources from the XX and XXI Centuries.