En este grupo En todos

Grupo de Física cuántica



La física cuántica y la fotosíntesis . debate especial

luis
Lic en biologia, msc bioquimic univer...
Escrito por Luis Arturo Ayarza Aguirre
el 23/03/2010

En este post participarán los estudiantes de Física y con sus aportaciones aprenderás la importancia de la física en el proceso de la fotosíntesis.

Jaime Caballero
Chiriqui, Panamá
Escrito por Jaime Caballero
el 23/03/2010

La célula fotovoltaica es un ejemplo claro y experimentalmente artificial en el estudio del comportamiento de las moléculas cuántica para producir energía eléctrica como lo hace en la fotosíntesis las plantas

En este link se le presentara como fabricar dicha celda en forma casera

https://www.miracomo.com/videos/como-fabricar-una-celula-fotovoltaica-casera-2424/

Isaac Alejandro Guerra
Bachiller en ciencias con orientación ...
Escrito por Isaac Alejandro Guerra
el 25/03/2010

Los científicos se han dado cuenta que la mecánica cuántica proporciona una gran eficacia a la fotosíntesis, gracias a la espectroscopia electrónica de dos dimensiones.

La cual captan la energía de la luz y la transfiere a los centros de las reacciones moleculares, convirtiéndolas así en energía química con una eficiencia del casi el 100% y a una velocidad casi instantánea.


Paúl Acosta, Concepción
Agrario y alimentario cambridge biling...
Escrito por Paúl Acosta, Concepción
el 28/03/2010

En el alga Chroomonas estas antenas tienen 8 moléculas de pigmentos tejidas en una estructura proteica más grande, y cada pigmento absorbe luz de una diferente gama de frecuencias (color) del espectro electromagnético.

En esencia la antena realiza una computación cuántica para determinar la mejor manera de transferir la energía.
En otras palabras, los complejos de captación convierten la luz en una onda que viaja desde la antena a los centros de reacción sin pérdida de energía.

Es sorprendente al darse cuenta de la supervivencia a largo plazo de los estados mecanico-cuánticos relacionados con ese movimiento de energía.

El descubrimiento va en contra de la idea supuesta que sostiene que la coherencia cuántica sólo puede ocurrir a temperaturas muy bajas cerca del cero absoluto, porque le calor ambiental la puede destruir.

EN MI OPINION YO PIENSO QUE ESTE ES UNA CLARA EVIDENCIA DE QUE LA NATURALEZA PUEDE TENER VARIACIONES DE TODO TIPO. AUNQUE PAREZCA IMPOSIBLE. ADEMÁS PUEDO AGREGAR QUE LAS LEYES DE PROBABILIDAD MECÁNICO-CUÁNTICAS PREVALECEN SOBRE LAS LEYES CLÁSICAS EN LOS SISTEMAS BIOLÓGICOS COMPLEJOS, INCLUSO A TEMPERATURA NORMAL.

Luis Arturo Ayarza Aguirre
Lic en biologia, msc bioquimic univer...
Escrito por Luis Arturo Ayarza Aguirre
el 29/03/2010

ESpero a los demás estudiantes para que participen del debate. Me gustaría que se expusiera primero la naturaleza de la luz segúan los principios físicos y como se está absorbiendo por la planta.

Daniel Villarreal
Lic. en física unachi, panamá
Escrito por Daniel Villarreal
el 02/04/2010

Mi opinión es la siguiente:

Primeramente, la luz la cual es una onda electromagnética se origina por la aceleración de una carga eléctrica que produce un campo eléctrico variable y este a su vez produce un campo magnético variable y así sucesivamente. Esta es la forma como se propaga la Luz por el vacío sin necesidad de acuerdo a la tercera y cuarta ley de Maxwell .

Conociendo esto , se puede pasar a exponer la naturaleza de la luz. La luz es una onda electromagnética, y las ondas no tienen masa, por consiguiente al ser una onda no tiene masa, pero lamentablemente existen muchas dudas con respecto a esto. , ahora bien lo que si se sabe es que la luz transporta energía, en algo que a mí criterio es un paquete de energía, estos paquetes son llamados: fotones o cuantos como decía Max Planck.

Los fotones viajan en lo haces de luz. Estos haces de luz llegan a las hojas de las plantas en donde sucede la fotosíntesis. Como dije anteriormente los fotones transportan energia, que al hacer contacto es absorvida por la clorofila contenida en los cloroplastos, este fenómeno es conocido como efecto fotoélectrico( descubierto por Hertz en 1887 y explicado por Einstein). Este fenómeno no es más que la emisión de electrones por parte de un material cuando está iluminado por radiación eletromágnetica, en este caso la luz solar.

Los fotones de la luz solar irradian a los electrones que estan las granas, excitandolos de tal forma que la corriente eléctrica que se produce en ellos los hace saltar de las pilas en las cuales se encuentran( granas dentro de los tilacoides), de allí se unen a la cadena de transporte de electrones, en donde van a completar una serie de procesos como por ejemplo romper las moléculas de agua para obtener iones de hidrógeno y liberar O2, y de esta forma llevar a cabo el proceso que sostiene la vida sobre el planeta.

En fin la fisica cuántica y la fotosíntesis son la una para la otra, porque la física cuántica quiere explicar el comportamiento de la luz y como esta da energía por medio de los fotones, para que la fotosíntesis se dé.



Escrito por Mayela Marquínez, Morales
el 03/04/2010

Bueno la Luz, es una forma de radiación electromagnética similar al calor radiante. La luz corresponde a oscilaciones extremadamente rápidas de un campo electromagnético. Las diferentes sensaciones de color corresponden a luz que vibra con distintas frecuencias, que van desde aproximadamente 4 × 1014 vibraciones por segundo en la luz roja hasta aproximadamente 7,5 × 1014 vibraciones por segundo en la luz violeta. El espectro de la luz visible suele definirse por su longitud de onda. La mayoría de la luz procede de electrones que vibran a esas frecuencias al ser calentados a una temperatura elevada. La definición de la naturaleza de la luz siempre ha sido un problema fundamental de la física. El matemático y físico británico Isaac Newton describió la luz como una emisión de partículas, y el astrónomo, matemático y físico holandés Christiaan Huygens desarrolló la teoría de que la luz se desplaza con un movimiento ondulatorio.
En la actualidad se cree que estas dos teorías son complementarias, y el desarrollo de la teoría cuántica ha llevado al reconocimiento de que en algunos experimentos la luz se comporta como una corriente de partículas y en otros como una onda.

El primero en medir la velocidad de la luz en un experimento de laboratorio fue el físico francés Armand Hippolyte Louis Fizeau, aunque observaciones astronómicas anteriores habían proporcionado una velocidad aproximadamente correcta. En la actualidad, la velocidad de la luz en el vacío se toma como 299 792 458 m/s, la velocidad de la luz en el aire es ligeramente distinta según la longitud de onda, y en promedio es un 3% menor que en el vacío; en el agua es aproximadamente un 25% menor, y en el vidrio ordinario un 33% menor.

La luz tiene un efecto importante en muchos compuestos químicos. Las plantas, por ejemplo, emplean la luz solar para llevar a cabo la fotosíntesis. La primera etapa de la fotosíntesis es la absorción de luz por los pigmentos. La clorofila es el más importante de éstos, y es esencial para el proceso. Captura la luz de las regiones violeta y roja del espectro y la transforma en energía química mediante una serie de reacciones. Los distintos tipos de clorofila y otros pigmentos, llamados carotenoides y ficobilinas, absorben longitudes de onda luminosas algo distintas y transfieren la energía a la clorofila A, que termina el proceso de transformación. Estos pigmentos accesorios amplían el espectro de energía luminosa que aprovecha la fotosíntesis.

En conclusión : La Física cuántica estudia el comportamiento de las partículas teniendo en cuenta su dualidad onda-corpúsculo. La Dualidad onda-corpúsculo, es la posesión de propiedades tanto ondulatorias como corpusculares por parte de los objetos subatómicos. El principio fundamental de la teoría cuántica es que una entidad que estamos acostumbrados a considerar como una partícula (por ejemplo, un electrón) puede comportarse también como una onda, mientras que otras entidades que solemos concebir como ondas (por ejemplo, la luz) también pueden describirse como corpúsculos. Esto nos lleva a una relación Física cuántica- fotosíntesis, ya que en la primera etapa de la fotosíntesis la luz es absorbida por los pigmentos para ser transformada en energía. En pocas palabras es la forma de proyección de la luz en las plantas.

Escrito por Mayela Marquínez, Morales
el 03/04/2010

Bueno la Luz, es una forma de radiación electromagnética similar al calor radiante. La luz corresponde a oscilaciones extremadamente rápidas de un campo electromagnético. Las diferentes sensaciones de color corresponden a luz que vibra con distintas frecuencias, que van desde aproximadamente 4 × 1014 vibraciones por segundo en la luz roja hasta aproximadamente 7,5 × 1014 vibraciones por segundo en la luz violeta. El espectro de la luz visible suele definirse por su longitud de onda. La mayoría de la luz procede de electrones que vibran a esas frecuencias al ser calentados a una temperatura elevada. La definición de la naturaleza de la luz siempre ha sido un problema fundamental de la física. El matemático y físico británico Isaac Newton describió la luz como una emisión de partículas, y el astrónomo, matemático y físico holandés Christiaan Huygens desarrolló la teoría de que la luz se desplaza con un movimiento ondulatorio.
En la actualidad se cree que estas dos teorías son complementarias, y el desarrollo de la teoría cuántica ha llevado al reconocimiento de que en algunos experimentos la luz se comporta como una corriente de partículas y en otros como una onda.

El primero en medir la velocidad de la luz en un experimento de laboratorio fue el físico francés Armand Hippolyte Louis Fizeau, aunque observaciones astronómicas anteriores habían proporcionado una velocidad aproximadamente correcta. En la actualidad, la velocidad de la luz en el vacío se toma como 299 792 458 m/s, la velocidad de la luz en el aire es ligeramente distinta según la longitud de onda, y en promedio es un 3% menor que en el vacío; en el agua es aproximadamente un 25% menor, y en el vidrio ordinario un 33% menor.
La luz tiene un efecto importante en muchos compuestos químicos. Las plantas, por ejemplo, emplean la luz solar para llevar a cabo la fotosíntesis. La primera etapa de la fotosíntesis es la absorción de luz por los pigmentos. La clorofila es el más importante de éstos, y es esencial para el proceso. Captura la luz de las regiones violeta y roja del espectro y la transforma en energía química mediante una serie de reacciones. Los distintos tipos de clorofila y otros pigmentos, llamados carotenoides y ficobilinas, absorben longitudes de onda luminosas algo distintas y transfieren la energía a la clorofila A, que termina el proceso de transformación. Estos pigmentos accesorios amplían el espectro de energía luminosa que aprovecha la fotosíntesis.

En conclusión : La Física cuántica estudia el comportamiento de las partículas teniendo en cuenta su dualidad onda-corpúsculo. La Dualidad onda-corpúsculo, es la posesión de propiedades tanto ondulatorias como corpusculares por parte de los objetos subatómicos. El principio fundamental de la teoría cuántica es que una entidad que estamos acostumbrados a considerar como una partícula (por ejemplo, un electrón) puede comportarse también como una onda, mientras que otras entidades que solemos concebir como ondas (por ejemplo, la luz) también pueden describirse como corpúsculos. Esto nos lleva a una relación Física cuántica- fotosíntesis, ya que en la primera etapa de la fotosíntesis la luz es absorbida por los pigmentos para ser transformada en energía. En pocas palabras es la forma de proyección de la luz en las plantas.


Luis Arturo Ayarza Aguirre
Lic en biologia, msc bioquimic univer...
Escrito por Luis Arturo Ayarza Aguirre
el 04/04/2010

Excelente participación Mayela Marquíneza. , así quiero que cada uno investigue y nos enseñe sobre las ecuaciones de Maxwell sobre la naturlaeza de la Luz y también de las hipótesis sobre como viaja la luz en el espacio.

Jaime Caballero
Chiriqui, Panamá
Escrito por Jaime Caballero
el 06/04/2010

La ecuación de Maxwell es una de la segunda teorías unificadora de la física propuesta por James Clerk Maxwell, dicha ecuación nos dice que las relaciones fundamentales entre las perturbaciones eléctricas y magnéticas, que simultáneamente permiten describir la propagación de las ondas electromagnéticas que tienen el mismo carácter que las ondas luminosas.

La onda electromagnética es la forma de propagación de la radiación electromagnética a través del espacio, y sus aspectos teóricos están relacionados con la solución en forma de onda. Por tanto, nos dice que la trayectoria en la cual se propaga dicha onda no necesita de un medio material (puede desplazarse en el vacío). Las ondas luminosas son frecuencia de onda electromagnética en los rangos de luz visible.

La luz visible es mas que el espectro visible a una región electromagnético donde la vista humana es capaz de percibir. No existe límite exacto para el espectro, podemos destacar que hay un grupo promedio de vista humana responderá a longitudes de onda desde 400 a 700 nm ; pero algunas personas pueden ser capaces de percibir longitudes de onda desde 380 a 780 nm .

El primero en hacer estas observaciones fue Isaac Newton quien partió el espectro en siete colores que son rojo , anaranjado , amarillo , verde , azul , añil y violeta . Y observo en la fase de experimentación cuando un haz de luz solar incide sobre un prisma de vidrio triangular con un ángulo , una parte se refleja y otra pasa a través del vidrio, mostrando diferentes bandas de colores. La hipótesis de Newton era si una luz hecha de por corpúsculo de diferente colores y que la diferencia de colores era debido a la diferencia de velocidades de cada uno de ellos. El propuso un resultado que la luz roja es doblada menos que la luz violeta cuando pasaba por el prisma, creando así el espectro de colores. Se lo imagino los colores que producía debido a la creencia de aquella época de los sofista, en la creían que había conexión en el mundo en los colores los días de la semana y los planetas.

Esta experiencia conmociono algunos científicos como Isaac Asimov quien sugería que el color añil debería dejar de ser tomado como un color entre el azul y el violeta, por que el ojo humano es relativamente insensible a las frecuencias índigo y algunas personas no pueden distinguir del añil al azul y al violeta.

En años anteriores que publicara la sugerencia Isaac el científico alemán Johann Wolfgang von Goethe observo que una apertura más amplia no había en el espectro bordes amarillos ni del azul-cían con blanco entre ellos y el espectro solo aparecía cuando esos bordes eran muy cercanos al solapamiento por la cual que el espectro continuo era un fenómeno compuesto.

En la actualidad generalmente considera que la luz es formada por fotones y que toda la luz viaja en la misma velocidad en el vacío. La velocidad de la luz en un material es menor a la misma en el vacío y la proporción de velocidad es conocida como el Índice de refracción de un material.

POSTERIORMENTE LE TRAERE LA POSTERIOR ENTREGA DE LA ECUACION DE MAXWELL



Edward Saldaña
Lic. física universidad latina
Escrito por Edward Saldaña
el 06/04/2010

La fotosíntesis es un proceso fisico-quimico y consiste en la transformación primaria de la luz Solar en energía química mediante un pigmento. Parte del proceso es FÍSICO porque un pigmento es un material que cambia el color de la luz que refleja como resultado de la absorción selectiva del color. Los pigmentos producen sus colores debido a que selectivamente reflejan y absorben ciertas ondas luminosas. Cuando esta luz se encuentra con un pigmento, algunas ondas son absorbidas por los enlaces químicos y mientras otras son reflejadas. Este nuevo espectro de luz reflejado crea la apariencia del color. Y es QUÍMICO porque la fotosíntesis es un proceso que transforma la energía de la luz del sol en energía QUÍMICA, mediante un grupo de reacciones en las cuales interviene numerosas ENZIMAS. Consiste en la elaboración de azúcares a partir del CO2, minerales y H2O con la ayuda de la luz solar, en donde se produce la transferencia de ELECTRONES a niveles más altos para poder formar el alimento (Almidón). Por la fotosíntesis las plantas verdes producen alimentos y materia orgánica para si mismas y para alimentar a los animales herbívoros, y éstos, a su vez, a los animales carnívoros.

Luis Arturo Ayarza Aguirre
Lic en biologia, msc bioquimic univer...
Escrito por Luis Arturo Ayarza Aguirre
el 08/04/2010

Bien Edward , tu participación ha sido existosa. Esperamos la participación de otros en el grupo de estudiantes.

Zuleika Atencio
Chiriqui, Panamá
Escrito por Zuleika Atencio
el 13/04/2010

En primera instancia debemos recordar el concepto de luz. La luz es un tipo de energía radiante electromagnética que todos los seres humanos podemos percibir ante nuestros ojos, no olvidando que en sentido más científico o amplio la misma se le conoce como espectro electromagnético.

Para un mayor y mejor estudio de la luz contamos con la óptica, que es la ciencia que se encarga de estudiar las principales aplicaciones y formas en que se propaga la luz.

Por otra parte, tenemos la óptica física, que es la rama de la óptica que toma la luz como una onda y explica algunos fenómenos que de cierta manera no se pueden explicar tomando la luz como un rayo.

La óptica física comparte dos fenómenos; la difracción, que es la capacidad de las ondas para cambiar de dirección alrededor de obstáculos en su trayectoria, lo que se debe a una propiedad que tienen las ondas de generar nuevas frentes de onda y el segundo fenómeno que es la polarización, esta es la propiedad por la que uno o más de los múltiples planos en que vibran las ondas de luz se filtra impidiendo su paso.

Con relación directamente a la física cuántica y la fotosíntesis pudo mencionar:

LA luz es el factor más importante para el desarrollo de las plantas ya que con esta las plantas realizan el proceso de fotosíntesis que les permite crear el alimento que necesita su organismo.

La luz depende de factores como la intensidad y la intensidad de la luz a su vez depende de la luminosidad o del nivel de luz.

En estudios realizados se ha confirmado que de la fotosíntesis subyace un mecanismo cuántico, que el secreto de la eficiencia de este proceso y clave de para muchas formas de vida, podría hallarse en un mecanismo cuántico, todo esto ha podido observarse por primera vez mediante la técnica conocida como espectroscopia electrónica de dos dimensiones.

Se considera que el descubrimiento de un notable tiempo de vida de la llamada coherencia cuántica proporciona a la fotosíntesis una extrema eficacia y que capacita al sistema para probar simultáneamente las posibilidades de que conduzca energía potencial.


Miguel Coba
Doctor en medicina universidad autonom...
Escrito por Miguel Coba
el 17/06/2010

Raul Santiago Denis Colman
Quimica univrrsidad de la republica or...
Escrito por Raul Santiago Denis Colman
el 19/06/2010

Pase por aquí y no me contuve el deseo de saludar a Luis y felicitar a los participantes de este grupo, han creado un debate muy interesante. Felicitaciones.

Reciban un abrazo de raulDC.

Luis Arturo Ayarza Aguirre
Lic en biologia, msc bioquimic univer...
Escrito por Luis Arturo Ayarza Aguirre
el 25/06/2010

Gracias Raúl por tu interés.

Luis Arturo Ayarza Aguirre
Lic en biologia, msc bioquimic univer...
Escrito por Luis Arturo Ayarza Aguirre
el 02/07/2010

SAbías que la fotosíntesis sólo utiliza el 5 % de la energía del Sol y que el resto se basorbe en los océanos o se refleja al espacio exterior.

La fotosíntesis es la clave para explicar como se mantiene los istemas de Temeperaturas globales , cómo la misma logar a trapar la molécula de CO2 y trnafomrarlo , ese hecho simple es importante desde el punto de vista de la termodinámica global y también desde el punto de vista de la interacción de un tipo de radiación , los rayos inflarrojos del sol

Miguel Coba
Doctor en medicina universidad autonom...
Escrito por Miguel Coba
el 05/07/2010

Miguel Coba
Doctor en medicina universidad autonom...
Escrito por Miguel Coba
el 05/07/2010

La fotosíntesis ocurre en organelas específicas llamadas cloroplastos, que se encuentran en células fotosintéticas, es decir, en células de productores expuestas al sol. En plantas terrestres estas células están en hojas y tallos verdes (los tallos leñosos tienen células muertas que forman la corteza). Existen también algas fotosintéticas que no poseen cloroplastos, pues son organismos unicelulares procariontes (sin núcleo verdadero ni compartimientos celulares) y también realizan la fotosíntesis. Estas células, llamadas cianofitas o algas verde azules, son seguramente muy similares a los primeros organismos fotosintéticos que habitaron nuestro planeta y realizan la fotosíntesis en prolongaciones de su membrana plasmática y en su citoplasma.

El proceso de fotosíntesis ocurre en 2 etapas, la primera, llamada etapa fotodependiente, ocurre sólo en presencia de luz y la segunda, llamada etapa bioquímica o ciclo de Calvin, ocurre de manera Independiente de la luz. Pero antes de comenzar a estudiar ambas etapas es conveniente ver algunas características de los cloroplastos que permiten la realización de la captación de energía lumínica.

En principio, los cloroplastos tienen pigmentos que son moléculas capaces de "capturar" ciertas cantidades de energía lumínica. Dentro de los pigmentos más comunes se encuentra la clorofila a y la clorofila b, típica de plantas terrestres, los carotenos, las xantóficas, fucoeritrinas y fucocianinas, cada uno de estos últimos característico de ciertas especies. Cada uno de estos pigmentos se "especializa" en captar cierto tipo de luz.

Como sabemos el espectro lumínico que proviene del sol se puede descomponer en diferentes colores a través de un prisma, cada color corresponde a una cierta intensidad de luz, que puede medirse en longitudes de onda. Cada pigmento puede capturar un tipo distinto de longitud de onda ß.

Miguel Coba
Doctor en medicina universidad autonom...
Escrito por Miguel Coba
el 05/07/2010
Estrés

El estrés

El término estrés se aplica generalmente a las presiones que las personas tienen en su vida diaria. Se manifiesta como una descarga en nuestro organismo producto de la acumulación de tensión física o sociológica. En este proceso participan casi todos los órganos y funciones del cuerpo, incluidos cerebro, nervios, corazón, digestión, función muscular y otras.

El estrés puede generar un resultado positivo o negativo, el estrés positivo es la energía que motiva a las personas para hacer diferentes cosas y el estrés negativo es el que produce daño a nuestro organismo.

Como se produce el estrés

Existen dos tipos de factores que pueden producir estrés : a)Estímulos Externos: problemas económicos, familiares, exceso de trabajo, temor entre otros. B) Estímulos Internos: son propios del organismo, por ejemplo un dolor, una enfermedad, sentimientos de inferioridad, problemas sociológicos y otros.

Existen dos tipos de estrés : 1). Estrés Físico. 2) Estrés Mental. El estrés físico es producido por el desarrollo de una enfermedad, por un infección aguda, por traumas, embarazo etc, mientras que el estrés mental es aquel que se produce por angustias, preocupaciones en muchos casos de tipo económico, afectivo, problemas en el trabajo entre otros.

Síntomas del estrés

Los síntomas físicos, pueden ser dolor de cabeza, de espalda, cansancio, sudoración, gastritis etc. Entre los síntomas sociológicos puede señalarse cuando una persona se le olvidan todas las cosas, se siente cansado, alterado, las relaciones con otras personas enmpiezan a fallar, se pelea con todo el mundo.

Cuando una persona se enfrenta a una situación de estrés el sueño es lo primero que se pierde (insomnio), tiene pesadillas, aumenta el apetito o por el contrario no le da hambre.

Una persona expuesta a situaciones de estrés constante tiene mucha probabilidad de desarrollar problemas de hipertensión

Cómo combatir el estrés

Cuando el estrés lo amenace, solicite ayuda, generalmente la persona efectada es la última en saberlo y puede enfrentarse al estrés cuando ya haya causado daños al organismo.

Algunos aspectos importantes para combatir el estrés :

1. Compartir con alguien cualquier situación estresante. Si lo asaltan en la calle no se guarde este sentimiento de miedo, cuénteselo a un pariente o amigo.
2. Resuelva los problemas en el momento en que se le presenten, no permita que se le acumulen.
3. Mantenga una nutrición adecuada, pues el organismo debe estar preparado para el gasto adicional de energía que genera una situación de estrés.
4. Haga ejercicio físico, esto le permitirá deshacerse de sustancias tóxicas que se acumulan en el organismo y además, le fortalece el sistema circulatorio y el músculo del corazón.
5. Es importante organizar su vida, tener metas y administrar el tiempo adecuadamente.