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MANUALES DE EUDEBA 1 FISICA
Técnicas de física
experimental
JOHN STRONG
en colaboración con
H. VICTOR NEHER, ALBERT E. WHITFORD,
C. HAWLEY CARTWRIGHT y ROGER HAYWARD
Ilustrado por RooER HAYWARD
EUDEBA EDITORIAL UNIVERSITARIA DE BUENOS AIRES
Título de la obra original:
Procedures in Experimental Physics
Englewood Cliffs, Nueva Jersey, Prentice Hall, Inc., 1938
Traducida de la decimonovena reimpresión, 1956, por
RAQUEL T. DE GoLDSCHVARTZ y
.J. M.
GoLDSCHVARTZ
La revisión técnica estuvo a cargo del doctor
MmsÉs SAMETBAND,
profesor de la Universidad de Buenos Aires
© 1965
EDITORIAL UNIVERSITARIA DE BUENOS AIRES - Viamonte 640
Fundada por !a Universidad de Buenos Aires
Hecho el depósito de ley
IMPRESO EN LA ARGENTINA - PRINTI!D IN ARGENTINA
INDICE DEL TOMO 1
Plu!:FACIO . . . • . . . . . . • . . . . . . . . . . . . • . . . . . . . • . . . . . . . . . . . XI
l. ÜPERACIONES FUNDAMENTALES PARA EL SOPLADO DE
VIDRIO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
Algunas propiedades físicas del vidrio, 3. Cómo
se cortan tubos y botellas, 6. Limpieza, 8. Calen
tamiento previo, 8. Curvado de tubos, 10. Con
tracción, 11. Recocido, 12. Estirar puntas, 12.
Cerrar un tubo, 15. Cómo cortar un tubo en la
llama, 15. Preparación para las uniones, 16. Cómo
hacer uniones, 18. Soldadura circular, 18. Soplado
de bulbos, 20. Construcciones, 21. Corrección de
defectos, 22. Soldaduras de platino-vidrio, 22. Sol
daduras de tungsteno-vidrio, 23. Soldadura de
cobre-vidrio, 25. Kovar y Fernico, 26. Soldaduras
de porcelana y Pyrex, 27.
Il. TÉCNICA PARA EL TALLER DE ÓPTICA 28
Procedimientos generales, 28. Teoría del esmeri
lado y pulido, 29. Métodos de pulido, 31. Técnicas
utilizadas para superficies ópticas de 8 a 15 centí
metros de diámetro y mayores, 32. Corte y des
bastado del objeto, 32. Cortavidrios circular, 34.
Sierras para vidrio, 37. Máquina de Draper modi
ficada, 37. Soporte de la pieza, 37. Esmerilado
de curvas, 39. Esmerilado fino, 42. Brea para
herramientas, 43. Pulido, 47. Figurado, 48. Zonas
de corte y zonas de transición, 48. Interpretación de
la acción de las herramientas de pulido y configu
ración, 49. Herramientas de figurado por zonas,
50. Procedimientos para figurar defectos zonales y
hacer superficies de revolución no esféricas, 53.
Astigmatismo, 58. Prueba óptica, 58. Franjas de
Newton, 60. Franja de Haidinger, 62. Pruebas con
el ocular, 62. Prueba de Foucault, 63. Prueba por
VII
ri:CNICAS DE F!SICA EXPERIMENTAL
zonas con la cuchilla de borde filoso, 68. Prueba
de Hartmann, 7 4. Alineación de un sistema de es
pejos, 74. Dos métodos para generar superficies
ópticas, 75. Trabajado de superficies ópticas en el
torno óptico con palanca manual, 75. Relación en
tre dos figuras ópticas, 78. Protección, 78. Cuarzo
calcita, 81. Trabajo óptico de cristales, 81. Pulido
de metales, 82. Cámara de Schmidt, 84.
III. LA TÉCNICA DEL ALTO VACÍO . . . . . . . . . . . . . . • • . • 87
Las leyes de los gases ideales, 87. El camino libre
medio, 88. Viscosidad y conductividad térmica, 89.
Velocidad de bombeo, 90. Conductancia de las lí-
neas de bombeo, 92. Evacuación, 93. Bombas pre
liminares, 94. Desgasificación de vidrio y metales,
95. Tensión de vapor, 96. Absorbentes, 96. Siste-
mas de vacío estáticos y dinámicos, 99. Bombas de
difusión, 103. Bombas de difusión de aceite, 106.
Trampas de mercurio, 114. Construcción de sis
temas dinámicos de vacío, 118. Sellos, 122. Elec
trodos, 124. Válvulas, 125. Partes móviles, 127.
Pérdidas, 128. Vacuómetros, 130. El vacuómetro
de McLeod, 131. El vacuómetro de ionización, 135.
El vacuómetro de Langmuir, 139. El vacuómetro
de Knudsen, 142.
!V. REVESTIMIENTO DE SUPERFICIES: EVAPORACIÓN Y
143
PROYECCIÓN CATÓDICA ..•................•••..
Método de la combustión, 143. Método del platea-
do químico, 144. Limpieza, 144. Proceso Brashear,
146. El proceso de la sal de Rochelle, 148. Barni-
zado, 149. Superficies secas y limpias y superficies
empañadas, 155. Limpieza de espejos para su alu
minizado, 157. Evaporación, 158. Técnica de la
evaporación para el aluminio, 160. Espejo de
vacío, 165. Películas uniformes, 167. Paraboliza-
ción de un espejo esférico por aluminizado, 170.
Películas semirreflectoras, 175.
V. EL uso DEL CUARZO FUNDIDO . . . . . • . . . • . • • . . • • • 178
Observaciones generales sobre el cuarzo fundido,
178. Propiedades químicas, 179. Propiedades físi-
cas, 179. Equipo para hacer fibras de cuarzo y
trabajar con ellas, 184. Cómo se hacen las fibras,
VIII
íNDICE
191. Cuidado y conservacwn de fibras pequeñas,
197. Algunos métodos útiles para hacer fibras,
197. Otras aplicaciones del cuarzo, 203.
VI. 204
ELECTRÓMETROS y ELECTROSCOPIOS . . . . . . . • • . . . .
Definiciones, 204. Teoría general, 204. Aplicación
a los electroscopios, 205. Aplicación a los electró
metros, 206. Diferentes tipos de electroscopios, 212.
Algunos tipos de electrómetros, 219. Algunas con
sideraciones prácticas acerca del uso de los elec
trómetros y electroscopios, 230. Medición a desvia-
ción constante, 234. Limitaciones de los diversos
tipos de instrumentos, 235. Comparación de los
diversos tipos de instrumentos, 238. Técnicas para
hacer electroscopios y electrómetros, 239. Aislado-
res usados en la construcción de electrómetros y
electroscopios, 242.
VII. CoNTADORES GEIGER 243
El contador de punta, 243. El contador proporcio
nal, 244. El contador "Zahlvohv" o de Geiger
Müller, 246. Sensibilidad de los contadores a las
partículas ionizantes, 254. Tubos G-M para usos
especiales, 255. Distintos métodos para medir el
número de cómputos, 258. Circuitos de coinciden
cia, 270. Fuentes de alta tensión, 272. Reguladores
de tensión, 274. Discusión acerca de las probabili-
riArlo.c: u 01"'141"\'rDc.! f'lnn ~nn+arln,.&SC! r,.,:!i.¡O"O'r ?.7Q
IX
Tl:CNICAS DE F!SICA EXPERIMENTAL
INDICE ABREVIADO DEL TOMO 11
VIII. Pilas termoeléctricas en vacío y medición de la energía
radiante.
IX. Fuentes luminosas, filtros e instrumentos ópticos.
X. Células fotoeléctricas y amplificadores.
XI. La fotografía en el laboratorio.
XII. Calor y alta temperatura.
XIII. Notas acerca de materiales de investigación.
XIV. Notas sobre construcción y diseño de instrumentos y
aparatos.
XV. Moldeo y fundición.
~DICE ALFABÉ~ICO
X
PREFACIO
Describir los procedimientos importantes empleados en la física
experimental es d propó~ito de t.ste libro. Lús autores han elegido
temas que han resultado de interés y valor especiales en s·us pro
pias investigaciones. Muchas ck las técnicas y los resultados de 1.1.s
investigaciones aparecen impresos aquí por vez primera.
El sistema ideal para aprender los procedimien'ros utilizados en
la física experimental es el contacto directr, con f'llos en el labo
ratorio. Al romprenderlo así hemos intentad,__ salvar, mediante el
uso de abundantes figuras, la dl.,fancia que ext~te entre la.s demos
traciones de laboratorio y la e:rperiencw, pm· un lado, y la e;rpo
S1.ción, por el otro.
Quiero exp1 esar mi reconocimiento al señor ]). O. Hendrix por
la mayor parte de los rnétod.os presentados en el capitulo II, y al
doctor R. M. Langer por el tratamiento del flujo no esta.cMfta.rio
de calor expu~sto en el capítulo XII.
He extractado material de muchos libros y revista& cientfficos.
Espero que no haya incu1-rido en omisiones lf~ nombrar las di.fi1tfas
fuentes del contenido de este libro.
Me es muy grato reconocer aquí la ayuda de mi esposa, d.f la señora
Elizabeth Hayward y del señor James T. Barkelew en la prepam
ción del manuscrito. As1"mismo, la ayuda y cortesía de la edit,,,.,nl
Prentice-Hall.
J. STRO.:\G
XI
CAPíTULO l
OPERACIONES FUNDAMENTALES PARA
EL SOPLADO DEL VIDRIO
Las operaciones fundamentales para realizar el soplado del vi
drio, en trabajos de laboratorio, son: cortar, rotar, doblar, soplar
y soldar. Combinadas de diversos modos estas operaciones prin
cipales, se construyen aparatos con tubos o varillaJS de vidrio.
Describiremos en este capítulo cómo se realizan aquPllas. Aetual
me_nte se usa mucho el vidrio duro, el Pyrex por ejemplo, para hacPr
aparatos de laboratorio. Es más difícil de manipular que el vidrio
blando, porque su temperatura de trabajo es más alta y se enfría
con rapidez cuando se lo aparta de la llama. Sin embargo. resulta
menos difíc·il el recocido del vidrio duro, por su dilatación térmi
ca pequPña y gran resistencia. Como esta ventaja compensa la difi
cultad ele la manipulación, nos ocuparemos más del vidrio duro 1•
La figura 1 muestra un banco df' trabajo para el soplado del vi
drio. Se ven allí sopletes, o mecheros de fuego cruzado, para ca•
lentar el vidrio hasta ablandarlo, método que denominaremo~ ame
ricano, puet'l los sopletes ale.nanes utilizan por lo general meche
ros simples. Comparados con estos últimos, los sopletes de fuego
cruzado calientan con más rapidez y uniformidad. Para la mayor
parte de las operaciones puede usarse un método u otro, pero al
gunos trabajos requieren llama puntiforme, que se logra mejor
con un mechero simple.
Como nos ocupamos aquí del método americano, la llama punti
forme se obtiene con el soplete de mano, montado según lo indiea
la línea de puntos de la figura l. Como combustible se usa gas na
tural o artificial. Para trabajar vidrio blando se utiliza aire oom
primido; pero la temperatura necesaria para trabajar el vidrio duro,
se logra usando oxígeno o una mezela de oxígeno y aire. En un so
plete común puede utilizarse acetilf'no con aire comprimido.
Los accesorios del equipo de trabajo iacluyen tapones de varios
tamaños, algunoo adaptados a tubos de vidrio cerrados, de mód(}
1 El vidrio puede ob1enerse en la Corning (.las~. Corning, Nueva York. Se ob·
tiene también en el me1cado lo(al. [N. del T.J
