A finales del siglo XIX la física trataba las ondas y las partículas como dos realidades diferentes.
Las partículas poseen masa definida y carga eléctrica, mientras que las ondas transportan
energía y cantidad de movimiento.
Sin embargo, a principios de siglo XX se pusieron de manifiesto una serie de hechos que no
podían explicarse mediante las leyes de la física conocidas hasta entonces. Las leyes de la
mecánica de Newton y la teoría electromagnética de Maxwell conocidas como física clásica
resultaban insuficientes para describir el comportamiento de los átomos y las partículas
atómicas surgiendo la llamada física cuántica que describe el comportamiento de los átomos y
partículas subatómicas.
HIPÓTESIS DE PLANK
Los cuerpos emiten energía en forma discontinua mediante paquetes o cuantos posteriormente
llamados fotones. Los fotones NO tienen masa, son todo energía siendo
𝐸 = ℎ · 𝑓
𝐶𝑡𝑒. 𝑑𝑒 𝑃𝑙𝑎𝑛𝑘 = ℎ = 6,6 ∙ 10−34 𝐽 · 𝑠
El efecto fotoeléctrico consiste en la emisión de fotones por la superficie de un metal cuando
sobre el incide luz de frecuencia suficientemente elevada (generalmente UV).
Hay una serie de características que son inexplicables mediante la teoría ondulatoria de la luz ya
que en ella se supone que la energía se transmite de forma continua
La E es independiente de I (intensidad de la onda de la luz incidente)
Los e- se emiten de forma instantánea a la llegada de la luz.
Es inexplicable que la energía cinética máxima de los electrones emitidos Ecmáx dependa de la
frecuencia umbral (u0) de la radiación incidente y que por debajo de esa frecuencia no exista
emisión electrónica (la frecuencia umbral es la E mínima para arrancar un electrón de la
superficie del metal)
La luz es considerada como un conjunto de partículas denominadas fotones de energía ( ℎ · 𝑓 ),
sin masa y sin carga 𝐸𝑐𝑚á𝑥 es la energía cinética máxima emitida por el electrón y h · f0 es el
trabajo de extracciones la energía mínima para desalojar un electrón d la superficie del metal.
1
𝐸𝑐𝑚á𝑥 = 𝑚 ∙ 𝑒 − ∙ 𝑣 2
2
I es proporcional a la intensidad luminosa de la luz, es decir, si se duplica la intensidad luminosa
se duplican los fotones y por tanto los electrones arrancados también
𝐸𝑓𝑜𝑡ó𝑛 𝑖𝑛𝑐𝑖𝑑𝑒𝑛𝑡𝑒 = 𝑊𝑒𝑥𝑡𝑟𝑎𝑐𝑐 + 𝐸𝑐𝑚á𝑥
h · f = h · f0 + Ecmáx
DUALIDAD ONDA-CORPÚSCULO ( HIPÓTESIS DE DE BROGLI)
De Broglie estudió como cualquier partícula material presenta propiedadeondulatorias.Cualquier
partiula de massa n y velocidad v tiene una onda asociada de longitud de onda (lambda). Este
comportamiendo como onda y partícula que presentan tantola luz como las partículas materiales
es
lo
que
se
denomina
onda-corpúsculo.
Foton: m = 0 E = h · f = h · (c/(lambda))
Einstein: E = m · cˆ2 = m · c · c (FOTO)
PRINCIPIO DE INCERTIDUMBRE DE HEISEMBERG
Es imposible determinar la trayectoria de un electron en contra de lo indicado por Borh. La medida
de la velocidad implica recurrir al caracter ondulatorio y entonces no tiene efecto el carácter
corcusplar. Para medir la posición o la trayectoria es necesario recurrir a si caracter corpuscular y
no se manifiesta el caracter ondulatorio. Existe pues un límite a la hora de medir al mismo tiempo
cantidad de movimiento (p) y l posicion (x). Enunciado: es imposible determinar simultaneamente
la posicion y la cantidad de movimiento de un electrón
(delta)p · (delta)x mayor o igual que h
BECQUEREL
BECQUEREL descubrió a finales del siglo XIX que un mineral era capaz de impresionar placas
fotográficas protegidas de la luz solar.
Vio q dicho mineral emite radiación. Esta radiación se dominó posteriormente radiactividad natural.
Tipos de radiación:
Rayos alfa: identificados por Rutherford como átomos de helio pero con los cargas electricas
positivas, es decir, núcleos de helio
Rayos beta: identificados por Becquerel como rayos catódicos y se llegó a la conclusión de q eran
electrones.
Rayos gamma: identificados como radiación electromagnética muy parecida a los rayos x pero de
mayor energia.
Rutherford propuso un modelo del átomo que consta de un núcleo muy pequeño donde se
xondentra la práctica totalidad de la masa del átomo y contiene un número Z de cargas positivas o
protones denominado número atómico. Los electrones tienen carga negativa y giran alrededor del
núcleo en órbitas que llamo planetarias constituyendo la corteza atomica.
Posteriormente Chadwick descubrió el neutrón, con masa parecida al portón pero sin carga.
También se comprobó la existencia de los isótopos que son átomos de un mismo elemento con
mismo número de protones pero diferente número de neutrones.
RADIOACTIVIDAD ARTIFICIAL:
El matrimonio Curie fueron los descubridores de la radiactividad artificial al bombardear el aluminio
con núcleos de helio, obteniendo isótopos radioactivos, que producían emisiones radioactivas igual
q lo isótopos radioactivos naturales.
COMO SE PRODUCE LA RADIOACTIVIDAD ARRIFICIAL?
Consiste en bombardear ciertos núcleos estables con partículas apropiadas. Si la energía de estas
partículas tiene un valor adecuado, penetran en el núcleo bombardeando y forman un nuevo
núcleo que en caso de ser inestable se desintegra radiactivamente.Es decir, un átomo inestable
emite radiactividad para volverse estable.
LEYES DEL DESPLAZAMIENTO RADIOACTIVO:
Estás leyes se refieren a los tres tipos de radiación: alfa beta y gamma. En todas estas reacciones
nucleares debes conservarse el número másico y el número atomico.
Principio de conservación:
(Foto 2 )
Ley de la desintegración radioctiva:
En una muestra de material radiactivo tenemos N0 núcleos inicialmente, la cantidad de núcleos va
disminuyendo porque se van desintegrando. En un instante posterior se cumple (foto 3) se
demuestra en en un intervalo de tiempo de desintegra un numero de núcleos (incremento de N)
cuyo valor es proporcional al numero de nucleos existentes(N)
Lambda es la constante de desintegración (s - 1 ) representa la probabilidad por unidad de tiempo
de que se desintegre un nucleo radiactivo y tiene un valor caracteristico para dada uno.
Esa ley representa el numero de núcleos de una muestra que disminuye de forma exponencial con
el tiempo.
Para la masa es la misma ecuacion.
PERIODOA DE SEMIDESINTEGRACION O SEMIVIDA
Se desigana como (t su 1\2
Es el tiempo que tarde una muestra radiactiva de N0 núcleos en reducirse a la mitad (foto 4 )
Vida
media:
(tao)
De una muestra radiactiva es el tiempo promedio de vida de los núcleos presentes. Se cumple q tal
es q/ lambda.
Actividad (A):
También llamada velocidad de desintegración (foto 5 )
La actividad de en el SI se mide en Becquerel (Bq) que equivale a una desintegración por segundo.
También se usa el Curio (Ci) 3,7 • 10 ^10 Bq
FUERZAS NUCLEARE Y ENERGIA DE ENLACE
Las fuerza nucleares sn unas urzasque mantienen unidos en el núcleo atómico los protones y los
neutrones, veciendo así la repulsión electroestática que existe entre los portones.
Propiedades de las fueerzas nucleares- Son de atacción y unas 100veces mas intensas que las urzs
electromagnéticas
- Tienen muy corto alcance y son practiacmente nulas a disancias mayores del radio atómico. (10ˆ15 m )
- Son saturadas es decir, cada nucleón(protón mas neutrón) está ligado solamente a un número
determinado de otros los nucleones y no a todos losexistentes en el nucleo.
- Son fuerzas indepedientes de la carga eléctricas.
En 1935 el japonés Yukawa propuso que las fuerzas nucleares se deben a un intercambio cntinuode
unas partículas que denomino mesonescon una masa 200 veces mayo que la del electón
Actualmentelos nucleones se clasifican en:
Partículas que forman laa materia denominadas fermiones. Un ejemplo de estetiposon los
protones y los neutrones.- Partíulas que transmiten las fuerzas, denminadas bosnes, comolos
mesones.
Tanto los fermiones como los bodones estan constituidas por partículas mas elementales
denominadas quarks.
ENRGÍA DE ENLACE
Los núcleos estables poseen masas más pequeas que la suma de la masas de las partículas que los
constituyrn. La diferenca enetre la masa experimental de unnucleo y la teóica de llama defecto de
masa (incremento de m) (foto 6)
Se llama energía de enlace o energís de ligadura del nucleo a la energía que corresponde al defecto
de masa que se deprende en el proceso de formación del nucleo a partir de sus constituyentes. Es
la energía que da estabilidad al núcleo. Por tanto la energía de enlac que mantiene los nucleones
unidos es la energía equivalente al defecto de masa experimental del núcleo.
Enegía de enlace po nucleon (foto 6)
Es el cociente entre la energía deenlace y el nº de nucleones y reprsenta la energía necesaria para
extraer un nucleón del núcleo que olo contine y es una mediad de la estabilidad de un núcleo, los
más estables son Los que tienene mayor energía de enlace por nucleón.
REACCICONES NUCLEARES
as reacciones nucleares se procucen mediante ele choque de una partícula con un núcleo,
formando n íucleo exciatado, posterioenete este eoluciona o se divide y emide aguna partícula.
Fisión nuclear:
Es la escisión de núcleos, generalmente peados, con un número másico maypr de 230 en dos o mas
núcleos ligeros denominados fragmentos de fisión.
Fusión nuclear:
La unón de nucleos para formar uno mayor se llama fusión