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Espectroscopía Raman: el mar no es azul porque refleja el color del cielo.

¿Cuántas personas  han caído en señalar, de manera despreocupada , que el color del mar es azul porque refleja el color del cielo? Hace poco mi hijo me dijo eso, su profesora de Ciencias Naturales lo enseñó en la clase. Pasa desapercibido disfrazado de anécdota, en donde mi alegría de ver como un niño está interesado en aprender otra cosa que no sea videos juegos , me desentiende del foco principal. Pero lo cierto es que esta pequeña anécdota esconde en su error  un hallazgo enorme y feliz  desde el punto de vista histórico , sobre todo para el tema que nos convoca.

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Chandrasekhara Venkata Raman.
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K.S. Krishnan. ( Kariamanikkam Srinivasa Krishnan)

El físico Indio Chandrasekhara Venkata Raman, es el responsable y el que dio nombre al ” fenómeno inelástico de dispersión de la luz que permite el estudio de las rotaciones y vibraciones moleculares” es decir, la espectroscopia Raman. Durante siglos esta afirmación con respecto del color de las aguas de la tierra, sus océanos y mares se creía correcta. Fue Raman , quien ejecutando  un sencillo experimento, pudo tomar esa afirmación lógica  y descubrir que no es así. Durante este experimento , que estudiaba la dispersión de la luz en el agua y alcoholes purificados en 1923, uno de sus alumnos realizó una observación: obneoservó como un rayo de luz   solar filtrado y pasado por ese liquido, cambiaba de color.

La observación realizada por este pequeño detalle , fue algo muy similar a la famosa escena de matrix en donde el tiempo parece detenerse mientras se puede apreciar en cámara lenta, las balas  que pasan cerca de Neo mientras este, las esquiva hábilmente. Las observaciones que realizamos a diario con respecto al mundo y la sociedad, son como  balas en su velocidad habitual, no nos detenemos en su trayectoria, por dos motivos :

1- principalmente porque  transcurren a una velocidad excesiva (van y vienen). 2- Porque el cerebro maneja información de manera selectiva y actúa en consecuencia. Pero las balas de matrix, (la hermosa escena en sí, tan atractiva y llena de una fantasía posible )  nos permiten poder apreciar todo lo que ocurre en un lapso de tiempo vertiginoso e imposible para la observación “tradicional”. Pero hay instantes en que el mundo parece detenerse cuando una idea nos “ilumina ” la cabeza, todo cobra sentido, se atan cabos sueltos, sobrevienen imágenes retenidas en la mente , guardadas quizás de cuando, que vienen a auxiliarnos en la elaboración de alguna  hipótesis.  Me imagino que algo así  ocurrió en la observación de aquel alumno , de ese año joven de 1926, ¿que podría haber de extraño ese rayito de luz solar adquiría un color alternativo?  Esa pequeña visión llamó  la atención de los atentos investigadores,  que en un principio  denominaron al fenómeno  como una fluorescencia débil. El siguiente paso era eliminar esta fluorescencia  débil mediante la purificación de los líquidos pero al ver que no se podía, se llegó a la entrada de un nuevo indicio, ad portas de un hallazgo singular : el fenómeno aquel era una característica de la sustancia.

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 articulo natureDespués de exhaustivos y minuciosos experimentos y estudios, en donde experimentaron con líquidos  aromáticos,inorgánicos  y alifáticos, , Raman y su discípulo K.S Krishnan , publicaron 5 años después sus resultados ,a través del famoso articulo “Un nuevo tipo de radiación secundaria“, articulo aparecido en la conocida revista Nature en 1928. Con esta investigación, Raman obtuvo el premio Nobel de Física en 1930, convirtiéndose de paso, en el primer asiático en ganar un premio nobel de ciencias . (en el año 1901 se entrega por primera vez el premio Nobel).

La clave del efecto Raman es que es precisamente como su titulo lo señala: “nuevo tipo de radiación secundaria  , esta particularidad ayuda a conocer la geometría de las moléculas, información fundamental, que unido a otras fuentes de información especifica , permite  conocer la naturaleza de los pigmentos empleados en obras antiguas, conocer su fecha de elaboración, autenticidad y químicos para buscar la mejor manera de protegerlos, restaurarlos, preservarlos , entre otras cosas más.

Raman nació en Trichinópoly, estado de Tamil Nadu (extremo sureste de la India) en 1888 , fue hijo de un prestigioso matemático y físico , cursó sus estudios de secundaria en el prestigioso Presidency College, cursó física en la Universidad de Madrás y fue profesor de esta disciplina en la Universidad de Calcutta entre 1917 y 1933 . Al año siguiente , en 1934 fundó la Indian Academy of Science en Bangalore, y en 1948 fue nombrado director del Raman Research Institute, que había fundado en la misma ciudad.Fundó el Indian Journal of Physics (Gaceta India de la Física) En 1964 enunció una teoría de percepción del color contraria a la teoría tricromática de Maxwell. Una carrera brillante sin duda, en la próxima entrada seguiremos ahondando en esta fascinante técnica de la ciencia, que hace una increíble explosión cuando se une con la historia del arte.

Introducción a la espectroscopia Ramán: el fotón.

Vimos en entradas anteriores, lo que era un electrón, ahora veremos lo que es un fotón, y lo abordaremos por la simple razón de que la espectroscopia Ramán es una técnica fotonica de alta resolución, que proporciona  de manera casi instantánea  (en solo segundos) información química y estructural prácticamente de cualquier material orgánico o inorgánico permitiendo de este modo, su identificación. ( y en cuanto al tema que nos convoca aquí, al análisis de las obras de arte).

La palabra fotón no reviste mayor aura de misterio, todos estamos familiarizados con ella, palabras tales como “fotosíntesis” “fotometro” “fotografía” son de uso diario  , y como tal, entendemos que la palabra “foto” está relacionado con la luz. Fue el incombustible  Albert Einstein quien lo empleó a comienzos de siglo XX , pero utilizando bajo la terminología de  “cuanto de luz” , eso sí, basado en los  trabajos de Plank , quién utilizaba el termino “cuanta” , en donde él  él a su vez, recogió el termino anteriormente  de  otras esferas ajenas a la física .Posteriormente fue bautizado como “fotón” (del griego luz) por el físico químico estadounidense Gilbert Newton Lewis en el año 1926, este termino fue rápidamente empleado por la comunidad de científicos .

plank
Max Plank
von hel
Hermann von Helmholtz
julius von mayer
Julius von Mayer
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El incombustible Einstein
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Gilbert Newton Lewis
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Philipp Eduard Anton von Lenard

Un poco de historia del cuanto.

La historia , para ubicarnos mentalmente de manera un poco más precisa, comienza a gestarse prácticamente desde comienzo del siglo XX. La palabra cuanto, proviene originalmente de la palabra latina “quantum” (que es el plural de quanta) que hace alusión a una cantidad determinada. Este termino latino se usaba en el ámbito de la medicina, en especial de la farmacología,  la frase técnica-medica es Quantum satis , que quiere decir, “la medida precisa“, inclusive hoy en día , esta cita latina tiene uso dentro de la unión europea, el cual se utiliza para la seguridad alimentaria. En los años de principio de siglo, era usado por los médicos de manera constante, pero dos nombres se destacan en el traspaso de su uso medico al uso de la física, y corresponde a los doctores  Hermann von Helmholtz Julius von Mayer , que aparte de ser doctores , eran también físicos. El termino “quanto” aparece en el ambito de la física, en una carta de Mayer , describiendo la primera Ley de la Termodinámica , carta fechada el 24 de julio de 1841. El premio nobel de Física de 1905 Philipp Eduard Anton von Lenard lo abrevió como “quanta , ( en vez de utilizarla como “quanta de electricidad” ).

Como se ve, Einstein lo que hace es tomar la forma mas menos acabada de todo ese proceso que desarrolló Plank finalmente como “quanta” , en donde Plank lo atribuía a quanta de materia y electricidad , de calor y gas. Einstein sugiere de manera más especifica, que “quanta ” corresponde a “quantas de luz” , que son paquetes que forman la radiación.

La luz está conformada por paquetes de cuantos, estos fotones, que son una partícula elemental e indivisible , no posee masa, y viaja a la velocidad de la luz. Y según nuestros parámetros humanos, es la máxima velocidad posible que se puede alcanzar  en el universo. Esta cualidad asombrosa , se debe a que su masa es nula, cualquier elemento con algo de masa que intente competir en velocidad, sería un esfuerzo en vano, ya que la misma materia (su inercia) crearía resistencia al ser acelerada , la única manera de romper esa resistencia es aplicando más energía. Pero la cantidad de energía requerida para conseguir que ese cuerpo material logre una velocidad infinita, debería ser también infinita, y eso, no existe en la naturaleza.

Sabemos que los fotones viajan a la velocidad de la luz, esa velocidad no es negociable, es decir, un fotón no pfotonuede desacelerar ni menos detenerse. ¿y cómo se puede analizar si es imposible que se detenga ni menos alcanzar su velocidad? la respuesta es que no se puede, no se sabe que forma puede tener un fotón ni especular nada, las fotografías a baja exposición cuando captan la trayectoria de los fotones,  solo captan la huella fantasmal de la increíble velocidad que deja en su vertiginoso paso.  No vamos a encontrar nunca un fotón muerto en el camino, tomarlo con una pinza y decirle al mundo: “eh aquí un fotón, tiene forma de pera”. Para desgracia del ser humano que a todo le encanta encerrarlo, este no se puede.

Como  opera el foton.

Lo esencial del fotón, es que este se produce por cargas eléctricas en movimiento, lo loco es que estas cargas eléctricas  produce un espectáculo simultaneo de fuerzas magnéticas y eléctricas que se propagan por el espacio a la velocidad de la luz como ondas electromagneticas. Es sencillamente explosivo e inimaginable.

Aqui es necesario a comenzar a diseccionar la información:

1-Un fotón se mueve en direcciones precisas.

2-pero solo se les puede encontrar , en los puntos donde se producen las ondas generadas por las fuerzas eléctricas y magnéticas que se generan por las cargas antes mencionadas.

3-Como las ondas electromagnéticas se mueven en trayectorias  oscilantes , es posible hallar un fotón en una de las curvas (interferencia constructiva) que no es otra cosa que cuando dos ondas similares coinciden en la “cresta” o “cima”, lo que se traduce como una sumatoria de ambas generando una onda ampliada, cuya cúspide es el antinodo. Después de producido este antinodo, las ondas coincidentes decrecen.

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Interferencia constructiva: apréciese como dos ondas similares se superponen para formar una de mayor amplitud. Luego vuelve a separarse sus crestas.

Los fotones sefecto-comptone manifiestan como partículas,un choque entre un fotón con una partícula de carga negativa, como un electrón en una plancha de metal, hace que el electrón salga expulsado, este electrón en movimiento produce la corriente eléctrica(efecto fotoeléctrico). El fotón en este proceso cede toda su energía al electrón que es expulsado a otro átomo.Como el fotón no tiene masa y cede toda su energía, este desaparece como un fantasma durante la colisión.

Quizás el lector encuentre innecesario ahondar tanto en estos temas que conciernen más a la física,  (tratado muy superficialmente)pero este fenómeno es en si entretenido, la finalidad de entender sus aspectos básicos nos ayudará a comprender y visualizar el como  la espectroscopia puede analizar una obra de arte;  también servirá para comprender de mejor manera como se estructura la Teoría del color y otros temas .

Kindle o Tablet,¿ por cuál me decido para poder leer?

Me declaro un lector empedernido desde que tengo uso de memoria, aunque en el último año debo confesar que mi adicción a la lectura “mejoró” , porque ya no leo de la manera brutal que leía antes. El año 2013 pasé por una sequía de no leer como nunca, durante muchos meses fuí incapáz de leer siquiera tres lineas de cualquier cosa, de nada, era un desinterés gigante que nunca me había pasado, es decir, si me había ocurrido en contadas ocasiones (me duraban un par de días) , pero jamás, jamás durante tantos meses .

Cuando un día volvieron mis ganas , de manera paulatina y a sorbitos , logrando nuevamente leer un libro completo, decidí comprarme un lector de libro electrónico para leer todos los e-book del mundo que siempre quise. Aunque siempre había tenido claro que quería un Kindle , me encontré averiguando por todos lados, que era lo mejor que podía adquirir, y mi disyuntiva era si compraba una kindle o una tablet. 

Estoy muy convencido que en realidad no existen las buenos o malos productos electrónicos  de consumo, sino que todo depende del uso y los objetivos, como de las oportunidades de cada quien dispone . En mi caso, me decidí por una tablet, Me compré una tablet Samsung Galaxy y la verdad , no me arrepiento en absoluto. Lo que más me interesa leer viene en formato PDF. Es decir, con la tablet puedo bajar cualquier cosa sin restricciones para leer. SIN RESTRICCIONES NI LIMITACIONES. Este punto fue lo que inclinó en definitiva la balanza .

Es decir, se que existe convertidores de formato de cualquier cosa, y en el mundo de kindle, no es la excepción.

KINDLE

Ventajas y desventajas de Kindle.

La batería dura bastante y se carga rápido. Me imagino que este ahorro de energía se debe que su lectura no se sustenta en la iluminación de la pantalla.(tiene luz, pero no es eficiente)

La carga de los ebook al aparato es rápida y eficaz, lo que quieres descargar, es lo que vas a obtener.

Cuenta con la famosa tinta electrónica, que imita al papel, pues la pantalla no tiene luz como los monitores de las laptop o tables,pues el papel no es luminoso. Para nuestros ojos, lo mejor, es tratar siempre de leer con luz natural y no abusar de la luz artificial.En este caso, la tinta electrónica es una gran razón para optar por este lector.

Es liviano y estéticamente no ofrece tanta tentación por sufrir un robo, pues no es tan atractivo como un ¡pod, (pero bueno, quizás nuestro ladrón sea un hombre versado y sepa perfectamente que aquello es un kindle)

Posee muchos sitios que son verdaderos universos de libros electrónicos en donde descargarlos , que no ofrecen nada complicado a la hora de acceder a ellos.

Existen sitios (como por ejemplo http://ebook.online-convert.com/es/convertir-a-azw3 ) para convertir los documentos a un formato reconocible por kindle que es AZW3, es decir , convierte los PDF o DOC, solo se introduce la URL del sitio y lo demás lo hace sólito.

Cuenta con sistema Text-To-Speech, que es el plus de este producto, y consiste en que el texto pueda ser escuchado.

Dentro de las desventajas , se encuentra que no posee luz propia EFICIENTE, asi es que si están en lugar con luz deficiente o nula (por ejemplo, un túnel, haciendo una fila para pagar algo y no tiene buena luz, si tu pareja está durmiendo , no sé , existen tantas cosas que podrían ocurrir) no puedes leer cómodamente.

La gran mayoría de libros existentes y disponibles, vienen en inglés, aunque el acceso a libros en español es cada vez más grande.

El sistema Text-To-Speech es fenomenal en inglés. Pero en español no es muy grato.

Si bien se pueden convertir a AZW 3 los documentos, hay ocasiones en que esta conversión no resulta de toda exacta, presentando anomalías en el resultado del texto final que lo hacen ilegible y molesto.

Tengo entendido que los libros que uno compra en Amazon , no son tuyos de verdad verdad de a de veras, pues cuenta con el formato propietario de Amazon (AZW) y con un programa anticopia  (DRM), lo que significa que a priori, los libros solo pueden ser leídos en sus dispositivos de Amazon, y al parecer, no puedes prestarle tu “libro” a otro usuario, a menos que le dejes tu Kindle también.

También Amazon tiene registros de tus tiempos de lecturas, de tus notas y de todo lo relacionado con lo que haces con tu libro. Supongo que a nadie le interesa realmente lo que tu leas y como lo leas, pero a mi siempre me ha molestado la invasión de la privacidad.

No se puede visualizar de manera óptima las imágenes o los colores, he aquí un problema para mi , ya que muchos PDF vienen con bastantes imágenes (sobre todo lo relacionado con arte o diseño) pero no es que Kindle sea malo, sino que sencillamente, el objetivo inicial , es cumplir con la correcta visualización de las palabras.

TABLET

TABLET Y LOS EBOOKS.

Suena como la saga perdida de  Star Wars, pero solo mencionaré pocas cosas referente a porque estoy tan contento con la tablet.

De partida, el tamaño de la pantalla,mi tablet es de 7″, pude optar por una de 9″, pero la encontré incomoda para portarla o demasiada ostentosa para leer en la vía pública.

Puedo leer todo lo que se me ocurra, sin necesidad de andar convirtiendo de formato en un sitio, ni buscando las URL para que los conviertan. Lo que leo en mi laptop o notebook, es lo que leeré en la tablet.

Puedo ver imágenes en todo su esplendor, con los colores originales de la publicación.

Al igual que Kindle, puedo tomar notas, pero también puedo complementar la lectura (cuando lo amerita) con vídeos relacionados con el tema.

Nadie me lleva el control o registro de lo que leo o como lo leo, lo puedo prestar a cualquier usuario sin restricciones de ninguna índole.

Conclusión.

Estoy más que feliz con mi elección , (recuerdo aquellos días de indecisión previa a la compra) espero que les sirva de algo esta información. Quizás algún día me compre la Kindle, nada más sea por la idea romántica de tener uno.