INTRODUCCIÓN
La física es una
ciencia que
tiene por objeto el descubrimiento y estudio de los
fenómenos de la naturaleza,
para esto se apoya en el uso de instrumentos que facilitan su
labor.
Estos instrumentos podemos clasificarlos en:
- Instrumentos de Medición
- Instrumentos Ópticos
…Ambos cumplen tareas específicas en el
proceso que
lleva el conocer del porqué de un
fenómeno.
En la física e
ingeniería, medir
es la actividad de comparar magnitudes
físicas de objetos
y sucesos del mundo real.
Como unidades se utilizan objetos y
sucesos previamente establecidos como estándares, y la
medición da como resultado un número
que es la relación entre el objeto de estudio y la unidad
de referencia. Los instrumentos de
medición son el medio por el que se hace esta
conversión.
Además de éstos también aportan al
estudio los llamados instrumentos ópticos, que no son
más que combinaciones de lentes, espejos y prismas
utilizados con el fin de apreciar los objetos con mayor nitidez,
revelando detalles que no logran ser vistos a simple
vista.
Instrumentos de
Medición
Los físicos utilizan una gran variedad de
instrumentos para llevar a cabo sus mediciones. Desde objetos
sencillos como reglas y
cronómetros hasta
microscopios electrónicos y
aceleradores de partículas.
Existe gran variedad de instrumentos de medición;
podemos clasificarlos comúnmente en instrumentos para
medir masa, temperatura,
propiedades eléctricas, longitud, entre otros.
Para medir masa
La balanza es uno de los instrumentos u
operadores técnicos que se han
inventado para medir la masa de un
cuerpo. Sin embargo, el uso más frecuente es utilizarlas
en la superficie terrestre asociando la masa al
peso correspondiente, por lo cual suele
referirse a esta magnitud.
La balanza se utiliza para pesar masas pequeñas
de solo unos kilos y a nivel de laboratorio.
La evolución de las balanzas en los
últimos tiempos ha sido muy acusada, porque se ha pasado
de utilizar las balanzas tradicionales de funcionamiento
mecánico a balanzas electrónicas de lectura
directa y precisa.
Los principales usos de las balanzas actualmente son
para pesar los alimentos que se
venden a granel al peso: carne, pescado, frutas, etc.
Entre otros usos uno de los más importantes es
para pesar pequeñas cantidades de masa en los laboratorios
para hacer pruebas o
análisis de determinados materiales.
Estas balanzas destacan por su gran precisión.
Balanza de Laboratorio
La báscula junto con la
balanza son instrumentos u operadores
técnicos que se han diseñado e inventado para
determinar el peso de masas.
La báscula fue el operador que se inventó
para pesar las masas que no se podían pesar en otros
instrumentos, bien porque fuesen demasiado pesadas o bien porque
no se pudiesen colgar de ganchos. Así que lo
característico de las básculas es que tienen una
plataforma al ras con el suelo, donde
resulta fácil colocar la masa que se quiere
pesar.
El sistema original
de funcionamiento estaba basado en un juego de
palancas que se activaban al colocar la masa en la plataforma y
que luego se equilibraba con el desplazamiento de un pilón
a lo largo de una barra graduada donde se leía el peso de
la masa.
Esta facilidad para poner masas grandes y pesadas encima
de la plataforma es lo que ha hecho posible construir
básculas con una capacidad de peso muy grande que son
utilizadas para pesar camiones de gran tonelaje.
Las básculas miden la fuerza
ejercida por un objeto sujeto a la fuerza de gravedad. Gracias a
la relación F = m x a, siendo a: la gravedad, es posible
calcular la masa.
Las básculas se tienen que "calibrar" en donde se
vayan a utilizar, debido a las diferencias en la fuerza de
gravedad en diferentes partes del planeta. El método
utilizado para calibrar es por comparación a
estándares o patrones internacionales definidos de masa
(el kilogramo, la libra, etc.).
El espectrómetro de masas es un
instrumento que permite analizar con una gran precisión la
composición de diferentes elementos químicos
e isótopos atómicos,
separando los núcleos atómicos en función de
su relación
masa-carga
(m/z).
Puede utilizarse para identificar los diferentes
elementos químicos que forman un compuesto o determinar el
contenido isotópico de diferentes elementos en un mismo
compuesto.
El espectrómetro de masas mide razones carga/masa
de iones, calentando un haz de material del compuesto a analizar
hasta vaporizarlo y ionizar los diferentes átomos. El haz
de iones produce un patrón específico en el
detector que permite analizar el compuesto
químico.
El primer instrumento similar a un espectrómetro
de masas fue descrito en 1899 por el
científico inglés
J. J. Thomson quien estaba interesado en
medir la relación masa-carga del electrón.
En 1918
y 1919
A. J. Dempster y
F. W. Aston construyeron los primeros
instrumentos capaces de actuar como un espectrómetro de
masas.
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