CAPÍTULO 5 / TEMA 5

EL SOL, LA TIERRA Y LA LUNA

EL LUGAR DONDE VIVIMOS, NUESTRO PLANETA, SE LLAMA LA TIERRA. EL SOL ES LA ESTRELLA MÁS CERCANA, QUE NOS DA LUZ Y CALOR TODOS LOS DÍAS. LA LUNA ES LA QUE GIRA ALREDEDOR DE LA TIERRA Y SALE DE NOCHE, A VECES VEMOS SÓLO UNA PARTE Y OTRAS VECES LA VEMOS LLENA. ¿LISTO PARA APRENDER MÁS SOBRE LA TIERRA, EL SOL Y LA LUNA?

UNA ESTRELLA MUY BRILLANTE

SABEMOS QUE ES DE DÍA “CUANDO SALE EL SOL”, PERO ALGUNA VEZ TE HAS PREGUNTADO ¿QUÉ ES EL SOL?. EL SOL ES UNA ESTRELLA BRILLANTE Y ENORME, LLENA DE GAS CALIENTE, QUE PODEMOS VER EN EL CIELO. ES LA QUE NOS PROVEE DE LUZ SOLAR O LUZ ULTRAVIOLETA Y AYUDA A QUE PODAMOS VIVIR EN NUESTRO PLANETA.

¿Sabías qué?

EL SOL BRILLA DESDE HACE APROXIMADAMENTE 4 BILLONES Y MEDIO DE AÑOS, UN NÚMERO QUE ES TAN GRANDE QUE ES DIFÍCIL DE IMAGINAR. Y PUEDE SEGUIR ASÍ POR MUCHOS BILLONES DE AÑOS MÁS.

¿QUÉ ES EL SISTEMA SOLAR? ES UN GRUPO DE PLANETAS QUE GIRAN ALREDEDOR DEL SOL, ENTRE ELLOS SE ENCUENTRA LA TIERRA, NUESTRO HOGAR.

EL SOL ES EL CENTRO DE NUESTRO SISTEMA SOLAR, TODOS LOS PLANETAS GIRAN ALREDEDOR DE ÉL. EXISTEN OTRAS ESTRELLAS MÁS GRANDES QUE EL SOL, PERO LAS VEMOS MÁS PEQUEÑAS PORQUE ESTAMOS MUY ALEJADOS DE ELLAS.

¡IDENTIFICA EL SOL!

TE PRESENTAMOS NUESTRO SISTEMA SOLAR, ¿CUÁL CREES QUE ES EL SOL?

DATOS CURIOSOS DEL SOL

  • TIENE MUCHA ENERGÍA, ESTO HACE QUE TENGA UNA TEMPERATURA DE MILES Y MILES DE GRADOS.
  • EL SOL ES TAN GRANDE QUE DENTRO DE EL PODRÍAMOS GUARDAR MAS DE MIL PLANETAS TIERRA.
  • LA LUZ QUE SALE DEL SOL LLEGA A NUESTRO PLANETA EN 8 MINUTOS, A PESAR DE QUE SE ENCUENTRA TAN LEJOS DE NOSOTROS.
LAS PLANTAS NECESITAN LA LUZ DEL SOL PARA PODER NUTRIRSE Y CRECER.

¿CÓMO PODEMOS VER LAS ESTRELLAS?

A PESAR DE QUE LAS ESTRELLAS SE ENCUENTRAN A UNA DISTANCIA MUY GRANDE DE NOSOTROS, EXISTE UN INSTRUMENTO QUE NOS PERMITE VERLAS CON MÁS DETALLE: EL TELESCOPIO.

UN PLANETA LLENO DE VIDA

LA TIERRA PERTENECE AL SISTEMA SOLAR Y ESTÁ UBICADO EN UN LUGAR MUY ESPECIAL DONDE LA TEMPERATURA Y LOS RAYOS SOLARES SON ADECUADOS PARA QUE PODAMOS VIVIR, NO ESTÁ NI MUY LEJOS NI MUY CERCA DEL SOL. ES EL ÚNICO PLANETA CONOCIDO DONDE EXISTE VIDA, POR ESO ES TAN IMPORTANTE PROTEGERLO.

¿DÓNDE ESTÁ LA TIERRA?

VISUALIZA ESTA IMAGEN E INDICA EN QUÉ LUGAR SE ENCUENTRA LA TIERRA.

LA TIERRA ES EL ÚNICO PLANETA CONOCIDO EN EL QUE EXISTE VIDA, ES TERCER PLANETA DEL SISTEMA SOLAR, ANTES DE ELLA SE ENCUENTRA VENUS Y LUEGO DE ELLA SE ENCUENTRA EL PLANETA ROJO: MARTE.

¿CUÁLES SON LOS PLANETAS DEL SISTEMA SOLAR?

COMPLETA LOS NOMBRES DE LOS PLANETAS QUE FALTAN.

1.- ______________ 5.- JÚPITER
2.- VENUS 6.- ______________
3.- ______________ 7.- ______________
4.- MARTE 8.- NEPTUNO

DATOS SOBRE LA TIERRA

  • HACE MUCHOS AÑOS SE PENSABA QUE LA TIERRA ERA PLANA, SIN EMBARGO, AHORA SABEMOS QUE TIENE FORMA DE ESFERA.
  • LA TIERRA REALIZA UN MOVIMIENTO EN EL QUE GIRA SOBRE SÍ MISMA, SE CONOCE COMO ROTACIÓN, Y GRACIAS A ESTO ES QUE PODEMOS DISTINGUIR EL DÍA Y LA NOCHE. EL MOVIMIENTO DE ROTACIÓN DURA 24 HORAS.
  • LA TIERRA REALIZA UN MOVIMIENTO EN EL QUE GIRA ALREDEDOR DEL SOL, ESTE SE CONOCE COMO TRASLACIÓN. TARDA 365 DÍAS EN HACERLO. GRACIAS A ESTO PODEMOS DISTINGUIR LAS ESTACIONES.

¿CUÁLES SON LOS MOVIMIENTOS DE LA TIERRA?

INDICA EL MOVIMIENTO DE LA TIERRA QUE CORRESPONDE CON LA IMAGEN.

EN ESTE MOVIMIENTO LA TIERRA GIRA ALREDEDOR DEL SOL: _______________________________
EN ESTE MOVIMIENTO LA TIERRA GIRA SOBRE SÍ MISMA: _______________________________

EL SATÉLITE NATURAL DE LA TIERRA

SI MIRAMOS AL CIELO EN LAS NOCHES PODEMOS VER LA LUNA, A VECES SE VE COMPLETA, COMO UNA ESFERA Y OTRAS VECES NO. LA LUNA ES EL ÚNICO SATÉLITE NATURAL QUE TIENE LA TIERRA, GIRA ALREDEDOR DE ELLA Y TARDA 28 DÍAS EN DAR UNA VUELTA.

A MEDIDA QUE GIRA VEMOS LAS DISTINTAS FASES DE LA LUNA.

DATOS SOBRE LA LUNA

  • LA LUNA, AL IGUAL QUE LA TIERRA REALIZA EL MOVIMIENTO DE ROTACIÓN, ES DECIR, GIRA SOBRE SÍ MISMA; Y UN MOVIMIENTO DE TRASLACIÓN, ES DECIR, GIRA ALREDEDOR DE LA TIERRA. TARDA 28 DÍAS EN REALIZAR AMBOS MOVIMIENTOS.
  • LA LUNA ES CAPAZ DE REFLEJAR LA LUZ DEL SOL COMO SI FUERA UN ESPEJO.
  • ALGUNAS VECES CUANDO OBSERVAMOS LA LUNA SE VE DISTINTA, ESTOS CAMBIOS SON CONOCIDOS COMO FASES LUNARES.
  • LA LUNA NO TIENE UNA SUPERFICIE LISA, TIENE MUCHOS HUECOS Y ELEVACIONES.
RECURSOS PARA DOCENTES

Infografía “La Luna”

Esta infografía contiene información sobre las características de la Luna.

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Infografía “El Sol”

En esta infografía encontrará mayor información sobre el Sol.

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Artículo “Planeta Tierra”

Este artículo contiene información sobre las principales características del planeta Tierra.

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CAPÍTULO 14 / TEMA 2

Componentes del universo

Por definición, el universo es todo lo que existe como materia y energía. En consecuencia, el espacio es casi tan basto como su diversidad. Esto incluye una complejidad de componentes que resultaron del Big Bang: punto de partida a la expansión espacio-tiempo del universo.

MATERIA Y MATERIA OSCURA

La materia es todo aquello que tiene masa, ocupa un volumen en el espacio y tiene cierta cantidad de energía asociada. También es llamada materia ordinaria porque conforma todos los cuerpos con vida y todo lo que los rodea. Está constituida internamente de átomos que en su estructura tienen protones, neutrones y electrones.

¿Sabías qué?
Las propiedades de la materia pueden ser extensivas cuando dependen de la cantidad de materia, o intensivas cuando no dependen de su cantidad.
Aunque la materia ordinaria compone el gas, las nubes, las estrellas y las radiaciones del universo, también existe un tipo de materia que no emite luz: la materia oscura.

La materia oscura es llamada de ese modo porque no emite radiación electromagnética y por el momento no se ha podido ver ni registrar. No obstante, los efectos gravitatorios de este tipo de materia que ocupa casi el 25 % del universo sí han podido demostrarse.

Composición del universo.
¿Qué es la antimateria?

 

Es la materia formada por antipartículas. Se cree que en durante el origen del universo la materia y la antimateria estaban en iguales proporciones.

NEBULOSAS

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Las nebulosas son nubes de materia constituidas principalmente por hidrógeno que se distribuyen por todo el plano galáctico y se hacen visibles únicamente cuando las alcanza la luz de las estrellas cercanas o contenidas en su interior.

¿Sabías qué?
Las nebulosas no emiten luz propia, sino que absorben o reflejan la luz que emiten las estrellas más cercanas.

CLASIFICACIÓN DE LAS NEBULOSAS

Nebulosas planetarias

 

De forma generalmente circular con una estrella en el centro.

Nebulosas difusas

 

De forma irregular.

Nebulosas de reflexión

 

Reflejan la luz de las estrellas próximas.

ESTRELLAS

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Son masas de gases que producen calor, luz, rayos ultravioletas, rayos X y otras formas de radiación electromagnética como consecuencia de las reacciones nucleares que ocurren en su interior. Al igual que los seres vivos, nacen, crecen y mueren.

¿Sabías qué?
Durante la evolución de todas las estrellas, los núcleos de hidrógeno se fusionan y forman núcleos de helio, como en el caso del Sol.
¿Cómo se forma una estrella?

 

  1. La estrella comienza muy pequeña, como simples partículas de polvo y gas.
  2. A causa de algunas perturbaciones, las partículas empiezan a chocar y formar grumos, los cuales adquieren mayor masa y atraen más partículas.
  3. A medida de que el grupo de partículas adquiere masa se vuelve más denso y caliente. Comienza la formación de una protoestrella.
  4. Cuando la protoestrella se calienta lo suficiente, sus átomos de hidrógeno comienzan a fundirse y se produce helio, esto se conoce como fusión nuclear.
  5. Después de millones de años, en la protoestrella se produce un flujo bipolar que expulsa lejos de su superficie ardiente el gas y el polvo remanente.
  6. La estrella se estabiliza y se conoce ahora como estrella de secuencia principal o enana. La estrella continuará con la transformación de hidrogeno en helio y será una estrella de secuencia principal el 90 % de su vida.

Características de una estrella

Brillo

 

Cantidad de luz que percibimos. Depende de la distancia en la que se ubique.

Color

 

Según su temperatura puede ser azul, blanca, amarilla, naranja o roja.

Tamaño

 

En relación al tamaño del Sol pueden ser supergigantes, gigantes, medianas o enanas.

GALAXIAS

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Las galaxias son conjuntos o agrupaciones de estrellas, gas y polvo. Se las conoce también como universos islas. Contienen más de mil estrellas y el diámetro varía de los 1.500 a 3.000 años luz. Las galaxias tienen un movimiento de rotación en torno a su eje.

La Vía Láctea: nuestra galaxia

 

Es una galaxia grande con forma de espiral donde se concentran entre 200 mil y 400 mil millones de estrellas, entre ellas, el Sol. También dentro de esta galaxia se encuentra la Tierra. La Vía Láctea tiene un diámetro aproximado de 100 mil años luz y cuenta con más de 300 mil millones de estrellas.

En buenas condiciones de cielo nocturno, dentro de la constelación de Pegaso podemos ver a simple vista la galaxia de Andrómeda.

Clasificación de las galaxias

Galaxias elípticas

Son las que tienen forma ovalada o de esfera achatada. Aproximadamente el 17 % de las galaxias son así, en su mayoría se conforman de estrellas viejas.

Galaxias espirales

El 80 % de las galaxias tienen esta forma, similar a un disco achatado; se distingue un núcleo que es atravesado por varios brazos. Se constituye por estrellas viejas, jóvenes, gas y polvo.

Galaxias irregulares

No tienen un formato específico porque los agregados están revueltos y rodeados por nebulosas. Están constituidas de gas, polvo y estrellas jóvenes. Representan el 3 % de las galaxias.

Galaxias lenticulares

Tienen forma de disco, sin embargo, son una clasificación intermedia entre las galaxias espirales y elípticas. Tienen en su centro una zona condensada y en su exterior una envoltura.

CONSTELACIONES

Son figuras en el cielo que los antiguos astrónomos formaron con las estrellas más brillantes de cielo nocturno a partir de su imaginación. Diferentes culturas han concebido ideas sobre diversas constelaciones.

¿Qué son las constelaciones zodiacales?

 

El zodiaco está basado en la división de 12 partes iguales de la banda zodiacal, cada división alberga una constelación de la que deriva el nombre; al mismo tiempo, definen que el recorrido del Sol por cada una de las divisiones se realiza en un mes exacto, por lo cual cada mes del año tiene una constelación del zodiaco asociada.

 

VER INFOGRAFÍA

 

SATÉLITES NATURALES

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Los satélites naturales son objetos que orbitan un planeta u otro cuerpo más grande. El término se usa generalmente para identificar satélites no artificiales de planetas o planetas enanos.

Nuestra Luna fue el primer satélite natural conocido.

Dentro del sistema solar hay 240 lunas: 163 orbitan los planetas, 4 orbitan los planetas enanos y docenas más que orbitan cuerpos pequeños del sistema solar.

¿Sabías qué?
La Red de Vigilancia Espacial detectó más de 26.000 objetos que orbitan la Tierra. Unos pocos son satélites en funcionamiento y el resto son diversos objetos, muchos de ellos convertidos en chatarra espacial.
¿Qué son los satélites artificiales?

 

Son satélites fabricados por el hombre y para ello fueron necesarias diversas tecnologías, la comprensión de leyes físicas y la inspiración de los propios astros. Pueden ser tripulados o automáticos. Luego de ser construidos, son lanzados al espacio y puestos en órbita.

AGUJEROS NEGROS

Los núcleos de las estrellas de mayor masa colapsan ya que consumen su combustible de hidrógeno relativamente rápido. Este proceso da lugar a una violenta explosión de supernova, mientras que sus capas externas son expulsadas al espacio. Si un núcleo es lo suficientemente masivo, la gravedad hará que colapse sobre sí mismo hasta convertirlo en un objeto extremadamente denso y compacto, con un campo gravitacional tan fuerte que ni siquiera la luz puede escapar de él: un agujero negro.

Cualquier tipo de material que sea capturado por la fuerte gravedad que poseen los agujeros negros se precipitará en una trayectoria en espiral sobre ellos para ser asimilado sin remedio.
¿Cuáles son las partes de un agujero negro?
¿Sabías qué?
Los materiales capturados por el agujero negro pueden alcanzar velocidades de hasta la mitad de la velocidad de la luz y transformar una parte de la inmensa energía gravitatoria que experimenta en emisiones de rayos X.

SISTEMAS PLANETARIOS

Los planetas son cuerpos celestes de forma casi esférica y aplanada en los polos. Se caracterizan porque:

  • Orbitan alrededor de una estrella.
  • Tienen cierta dominación de su órbita, por lo que no existen otros cuerpos que se ocupen o invadan su recorrido.
  • Su masa permite mantener el equilibrio hidrostático y la gravedad en su atmósfera.

Todo sistema planetario se conforma de una o varias estrellas centrales con objetos que giran alrededor. Se asume que estos sistemas se originan de la misma forma que se forman las estrellas.

Nuestro sistema solar está constituido por el Sol, los planetas y otros cuerpos celestes.
Sistema solar

 

Se denomina sistema solar al sistema planetario en el que los planetas y demás objetos astronómicos giran alrededor de una única estrella denominada Sol. Nuestro planeta forma parte de este sistema y, en conjunto con Mercurio, Venus y Marte, forman los llamados planetas terrestres y se encuentran constituidos por material rocoso y metal.

 

VER INFOGRAFÍA

Plutón fue descubierto en el año 1930 y se lo consideró un planeta del sistema solar hasta el año 2006, fecha en la que fue reasignado en la categoría de planeta enano.

ASTEROIDES, COMETAS Y METEOROS

Un asteroide es un cuerpo celeste conformado por trozos de roca, metal o una mezcla de ambos que orbita alrededor del Sol. Hay asteroides de roca sólida y otros de roca fragmentada; y la mayoría de ellos gira alrededor del Sol en una agrupación que se conoce con el nombre de cinturón de asteroides que se encuentra entre Marte y Júpiter. De ellos, Ceres, el más grande, fue clasificado como planeta enano en el 2006.

Clasificación de los asteroides

Tipo C         

Composición carbonosa. Refleja poca luz. Color gris. Corresponden al 75 % de los asteroides.

Tipo S

Composición de silicatos. Refleja luz. Color rojizo. Corresponden al 17 % de los asteroides.

Tipo M

Composición metálica. Hay escasos registros de este tipo de asteroides.

Se estima que la Tierra está en una trayectoria que podría colocarla en la ruta de colisión con varios asteroides de más de un kilómetro de diámetro.
Extinción de los dinosaurios

 

Un equipo internacional de 41 científicos confirmó que la extinción masiva producida hace 65,5 millones de años, que acabó con la era de los dinosaurios, fue provocada por el impacto de un asteroide de 12 kilómetros de diámetro en la península de Yucatán (México).

Los cometas son cuerpos celestes de formas irregulares que se encuentran formados por una mezcla de granos no volátiles y gases congelados con apariencia nebulosa. Sus órbitas son elípticas, y esto los lleva muy cerca del Sol y los devuelve al espacio profundo.

Un rasgo distintivo de los cometas es la cola larga y luminosa que se produce cuando está en las cercanías del Sol.

Los cometas tienen estructuras diversas y dinámicas, pero todos desarrollan una nube de material difuso que los rodea. Esa nube se denomina cabellera, y su tamaño y su brillo crecen con la aproximación al Sol. Por lo general, lo que se ve es el pequeño núcleo brillante que tiene menos de 10 kilómetros de diámetro.

Cometa Halley

 

El cometa Halley es probablemente el más famoso de todos los cometas. Edmund Halley fue el primero en calcular que la aparición de tres cometas distintos a lo largo de los años constituía en realidad, el retorno de un solo cometa cada 76 años.

Los planetas y satélites naturales del sistema solar suelen ser bombardeados por rocas o minerales de diversos tamaños. Son fragmentos de planetas, satélites, asteroides y cometas que son atraídos hacia los cuerpos celestes de mayor tamaño. Cuando el objeto se encuentra en el espacio fuera de la atmósfera de la Tierra se denomina meteroide, por su parte, si entra en la atmósfera terrestre se conoce como meteoro, y si llega a alcanzar el suelo sin desintegrarse se denomina meteorito.

RECURSOS PARA DOCENTES

Artículo destacado “¿Cómo se forman los planetas?”

Este artículo describe el origen de los planetas rocosos y de los gigantes gaseosos.

http://elbibliote.com/resources/Temas/html/909.php

Artículo destacado “Galaxias: Vía Láctea”

Apartado que explica los aspectos fundamentales de las galaxias y especifica los componentes de nuestra galaxia: la Vía Láctea.

http://elbibliote.com/resources/articulosdestacados/?p=7216

Artículo destacado “Al espacio y más allá: un océano desconocido”

Recurso explicativo de los avances más significativos que se hicieron para conocer qué hay más allá de nuestra galaxia y la posibilidad de explorar su inmensidad.

http://elbibliote.com/resources/Temas/html/1105.php

Rayos alfa, beta y gamma

Las radiaciones son partículas subatómicas. La estabilidad de un núcleo atómico depende de la cantidad de protones y neutrones en su interior, estos núcleos, cuando tienen una mayor cantidad de protones que de neutrones se consideran inestables y pueden emitir uno o vario tipos de radiaciones, como lo son las alfa, las beta y las gamma.  

Rayos alfa (\alpha) Rayos beta (\beta) Rayos gamma (\gamma)
Otros nombres Partículas alfa (\alpha) Partículas beta (\beta) Partículas gamma (\gamma)
¿Qué son? Núcleos de átomos de helio-4. Electrones. Forma de radiación electromagnética.
¿Cómo se producen? Por aceleración artificial o expulsión a partir de un átomo mayor. Por medio de la desintegración nuclear ocurrida en el núcleo de los átomos. Por desexcitación de un nucleón a un menor nivel de energía o por desintegración de isótopos radioactivo.
Constituidos por: Dos protones y dos neutrones. Electrones. Fotones.
Unidad de carga +2 -1 0
Velocidad Aproximadamente 3 . 107 m/s Aproximadamente 2,7 . 108 m/s Aproximadamente 3 . 108 m/s
Acción de un campo eléctrico y magnético Son desviadas por los campos eléctricos y magnéticos.

 

Son desviadas por campos eléctricos y magnéticos en sentido opuesto a las partículas \alpha.

 

No son desviadas por campos eléctricos y magnéticos.

 

Poder de penetración Bajo. Recorren una distancia pequeña y son detenidas por una hoja de papel o por la piel del cuerpo humano. Media. Recorren hasta un metro de distancia en el aire y son detenidas por laminas delgadas de metal o madera. Alta. Recorren cientos de metros en el aire y son detenidas por paredes de cemento o concreto.
Ejemplo Cuando el núcleo del radio (Ra) se desintegra expulsa una partícula \alpha y forma el radón (Rn).

 

_{88}^{226}\textrm{Ra} \rightarrow _{86}^{222}\textrm{Rn} + _{2}^{4}\textrm{He}

Cuando el núcleo del polonio (Po) pierde un electrón y se convierte en astato (At).

 

_{84}^{218}\textrm{Po} \rightarrow _{85}^{218}\textrm{At} + _{-1}^{ 0}\textrm{e}

Cuando se desintegra el tecnecio (Te) emite rayos \gamma.

 

_{52}^{125}\textrm{Te} \rightarrow _{52}^{125}\textrm{Te} + \gamma

Lentes divergentes y lentes convergentes

Las lentes son dispositivos ópticos que permiten el paso de los rayos de luz y la desvían. Estos objetos son transparentes y por lo general están fabricados de vidrio o de cristal. Según el tipo de desviación pueden clasificarse en lentes convergentes y lentes divergentes.

Lente divergente Lente convergente
Otros nombres
  • Lente cóncava.
  • Lente negativa.
  • Lente convexa.
  • Lente positiva.
¿Qué hace con los rayos de luz? Separa hacia varios puntos los rayos de luz que le llegan. Concentra en un punto los rayos de luz que le llegan.
¿Qué hace con las imágenes? Reduce el tamaño de las imágenes. Amplía el tamaño de las imágenes.
Usos comunes
  • Lentes correctivos.
  • Telescopios.
  • Cámaras fotográficas.
  • Mirillas de las puertas.
  • Lupas.
  • Lentes correctivos.
  • Telescopios.
  • Binoculares.
  • Cámaras fotográficas.
  • Telescopios.
¿Cómo es la parte media? Más delgada que la de la lente convergente. Más gruesa que la de la lente divergente.
Representación

 

¿Qué son los rayos, truenos y relámpagos?

Mientras los científicos siguen debatiendo sobre cómo se inicia la descarga eléctrica, proponiendo hipótesis que van desde las perturbaciones atmosféricas hasta los efectos del viento solar y la acumulación de partículas solares cargadas, nosotros buscamos las respuestas a interrogantes más sencillos que nos dejan las tormentas eléctricas.

¿Qué es el rayo?

El rayo es una descarga natural de electricidad estática. Se produce durante una tormenta eléctrica y genera un pulso electromagnético.

¿Qué posibilidades hay de que nos alcance un rayo?

Cada año se registran en el mundo alrededor de 16.000.000 de tormentas eléctricas, sin embargo la posibilidad cierta de ser alcanzados por un rayo es de 1 en 2.320.000.

¿Cuánto mide un rayo?

El promedio de extensión de un rayo es de 1,5 km. El más grande que se registró cayó en Texas y su longitud fue de 190 km.

¿Qué produce los rayos?

Por lo general los rayos se producen por la acción de partículas positivas de la tierra y negativas de nubes de desarrollo vertical, llamadas cumulonimbos. Cuando un cumulonimbo llega a la tropopausa1, las cargas positivas atraen a las negativas provocando el relámpago o rayo. Así se produce un efecto de ida y vuelta que al subir las partículas, instantáneamente regresan, provocando la impresión de que los rayos bajan.

1. Zona de transición entre la tropósfera y la estratósfera.

¿Cómo se forman los rayos?

Como se ha dicho, es aún un tema de debate. Las hipótesis son varias, pero la mayoría coincide en considerar al hielo como el elemento clave que propicia una separación de las cargas positivas y negativas en la nube.

El rayo de mayor extensión que se haya registrado alcanzó los 190 km. de longitud y cayó en Texas, Estados Unidos.

¿Cuáles son las hipótesis más firmes?

La hipótesis de la inducción electrostática y la hipótesis del mecanismo de polarización.

¿En qué consiste la hipótesis de la inducción electrostática?

Según esta hipótesis, las cargas son impulsadas por procesos inciertos. La separación de las mismas parece requerir de una fuerte corriente aérea ascendente que lleve las gotas de agua hacia arriba, enfriándolas entre los 10 y los 20° C bajo cero. Las gotas colisionan con los cristales de hielo formando una combinación de agua-hielo denominada granizo. Las colisiones producen que una carga ligeramente positiva sea transferida a los cristales de hielo, y una carga ligeramente negativa hacia el granizo. Las corrientes conducen los cristales de hielo menos pesados hacia arriba, haciendo que en la parte posterior de la nube se acumulen cargas positivas. La gravedad causa que el granizo más pesado con carga negativa caiga hacia el centro y a las partes más bajas de las nubes. La separación de cargas y la acumulación continúa hasta que el potencial eléctrico se vuelve suficiente para iniciar una descarga eléctrica, lo que ocurre cuando la distribución de las cargas positivas y negativas forman un campo eléctrico lo suficientemente fuerte.

¿Y en qué consiste la hipótesis del mecanismo de polarización?

El mecanismo de polarización tiene dos componentes:

– La caída de las gotas de hielo y agua se vuelven eléctricamente polarizadas en el momento en que caen a través del campo eléctrico natural de la Tierra.
– Las partículas de hielo que chocan se cargan por inducción electroestática.

Cuando un cumulonimbo llega a la tropopausa, las cargas positivas atraen a las negativas provocando el relámpago o rayo.
Las antenas son elementos de riesgo durante una tormenta eléctrica, debido a la atracción que ejercen sobre los rayos.

¿Se puede hacer una clasificación de los rayos?

Los rayos se pueden clasificar de acuerdo a su inicio y su destino.

Nube a cielo o “duendes”:
Son descargas hacia la atmósfera, más arriba de las nubes.

Nube a tierra:
Son los más típicos y espectaculares, y además peligrosos.

Intranubes:
Son la que se producen dentro de una misma nube, aparecen como relámpagos con algunos truenos.

Internubes:
Se producen de una nube a otra, con grandes truenos.

Los rayos denominados “nube a tierra” son los más llamativos.

¿Qué ideas equivocadas circulan en torno a los rayos?

1) Se dice que los rayos no caen dos veces sobre el mismo lugar. Pero está comprobado y hay pruebas fotográficas que lo documentan, que las estructuras elevadas como son los rascacielos, pueden ser golpeadas por rayos varias veces durante una sola tormenta.

2) Existe la creencia de que el lugar más seguro durante una tormenta eléctrica está bajo un árbol alto. Sin embargo los árboles altos están más propensos a ser atravesados por los rayos.

3) Los rayos están siempre asociados con truenos. Decididamente no es así. Los observadores que escuchen los truenos para contar los rayos pueden perderse hasta un 40% de estos últimos.

¿Los rayos caen en igual cantidad en cualquier parte del mundo?

No. Hay lugares como el Himalaya, en África Central, donde prácticamente hay tormentas durante todo el año, o la República Dominicana y Estados Unidos (sobre todo en Florida, Georgia, Carolina del Sur, Nueva York y Oklahoma), donde se concentra la mayor cantidad de rayos en el año.

¿Cuáles son los elementos más peligrosos ante una tormenta eléctrica?

Los elementos más peligrosos son las antenas, conducciones metálicas, vallas y alambradas, líneas telefónicas, tendidos eléctricos y, en general, los objetos metálicos, además de los árboles, sobre todo los más altos y aislados, que ejercen un elevado poder de atracción sobre los rayos.

¿Qué es el relámpago?

Es una emisión de luz que acompaña a la descarga eléctrica precipitada del rayo, que se produce por el paso de corriente eléctrica que ioniza las moléculas de aire.

¿Cómo se clasifican?

Según el origen y destino de estas descargas en la atmósfera terrestre, se pueden clasificar en tres grupos:

Descargas dentro de una misma nube (intranubes).
Descargas entre una nube y otra nube (internubes).
Descargas entre una nube y la ionósfera.

¿Representan algún peligro?

Son peligrosos para los aviones en vuelo, fuera de esto, no representan ninguna otra peligrosidad, aunque este tipo de descargas entre nubes es 80% mayor que la de los rayos que derivan a tierra.

¿Qué es el trueno?

Es el potente sonido que se desarrolla por la onda de choque. Al pasar la electricidad a través de la atmósfera, calienta y expande el aire produciendo el sonido del trueno.

El relámpago es una emisión de luz que acompaña a la descarga eléctrica del rayo.

¿Cómo se produce la onda de choque?

Está comprobado que la temperatura de un rayo alcanza a los 20.100 º C. Esta elevada temperatura hace que el rayo se expanda a través del aire más frío circundante, a una velocidad mayor que la del sonido, de este modo se produce la onda de choque, muchas veces similar a la de una explosión.

¿Qué intensidad alcanza el sonido de los truenos?

Dependiendo de la naturaleza del rayo y de la distancia de la persona, el sonido del trueno puede variar desde un marcado y fuerte crujido hasta un largo estruendo, y a veces puede alcanzar hasta 110 decibelios, cercano al umbral de dolor para el oído humano.

¿Qué explicación se daba en la antigüedad sobre los truenos?

La primera explicación data del siglo III cuando Aristóteles consideró que se producían por choques entre las nubes. Las teorías han variado a lo largo de la historia, hasta que actualmente se ha llegado al consenso.

¿Qué se produce primero, el relámpago o el trueno?

Ocurren en forma casi simultánea, sin embargo, primero se observa el relámpago y después se escucha el trueno, esto se debe a que la luz se transmite más rápido que el sonido. La velocidad de la luz es tan rápida que se ve el relámpago inmediatamente, pero como el sonido se propaga solo algo más de 300 m por segundo, el ruido del trueno llega después.

¿Relámpago y trueno nos dan algún indicio de la distancia a la que estamos de la tormenta?

Si. Lo que tenemos que hacer para obtener ese dato es dividir el intervalo entre la luz del relámpago y el sonido del trueno, por la velocidad del sonido (aproximadamente 330 m/seg.). Si vemos un relámpago, seguro que antes de contar hasta cuatro escucharemos el sonido del trueno.

El rayo es una descarga natural de electricidad estática.
Curiosidades

RELÁMPAGO DE CATATUMBO

¿A qué se llama “relámpago del Catatumbo”?

A un particular fenómeno meteorológico que se da principalmente en la zona sur del lago de Maracaibo, en Venezuela, y en la cuenca inferior del río Catatumbo, de ahí su nombre.

¿Cuáles son las características que hacen tan particular a este fenómeno?

Se caracteriza por la aparición de una serie de relámpagos de manera casi continua y prácticamente silenciosa, debido a las grandes distancias que se necesitan para observar el fenómeno, el cual se produce en nubes de gran desarrollo vertical formando descargas eléctricas entre los 2 y los 10 kilómetros de altura (o más), a medida que los vientos alisios penetran en la superficie del lago en horas de la tarde (cuando la evaporación es mayor) y se ven obligados a ascender por el sistema montañoso de Perijá (de 3.750 msnm) y la Cordillera de Mérida, el ramal venezolano de los Andes (de hasta 5.000 msnm, aproximadamente).

¿Cuál es el origen de este fenómeno?

El origen de este fenómeno está en el efecto orográfico de estas cordilleras que encierran y frenan a los vientos del noreste produciéndose nubes de gran desarrollo vertical, concentradas principalmente en la cuenca del río Catatumbo.

¿Cada cuánto ocurre?

Ocurre hasta 260 noches al año, durando hasta 10 horas por noche y pueden evidenciarse al producir en ciertos momentos una tasa de hasta 60 descargas por minuto.