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FÍSICA MODERNA. ÍNDICE. MECÁNICA CUÁNTICA – PLANCK EFECTO FOTOELÉCTRICO – EINSTEIN DUALIDAD ONDA-PARTÍCULA – DE BROGLIE RELATIVIDAD GENERAL – EINSTEIN POSTULADOS GENERALES CONTRACCIÓN DEL TIEMPO FÍSICA NUCLEAR EL NÚCLEO DEFECTO DE MASA Y ESTABILIDAD ENERGÉTICA RADIACTIVIDAD - PowerPoint PPT Presentation
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MECÁNICA CUÁNTICA – PLANCK
EFECTO FOTOELÉCTRICO – EINSTEIN
DUALIDAD ONDA-PARTÍCULA – DE BROGLIE
RELATIVIDAD GENERAL – EINSTEIN
POSTULADOS GENERALES
CONTRACCIÓN DEL TIEMPO
FÍSICA NUCLEAR
EL NÚCLEO
DEFECTO DE MASA Y ESTABILIDAD ENERGÉTICA
RADIACTIVIDAD
EMISIONES RADIACTIVAS
LEY DE DESINTEGRACIÓN
REACCIONES NUCLEARES:FISIÓN Y FUSIÓN
energía de cuantoun de enteros múltiplos - nhfE
radiación la de frecuencia - f
6,624x10Planck constante -h siendo hfE
radiación. la de frecuencia la a alesproporcion
tones),energía(fo de cuantos llamó que discretas, cantidadesen
adiscontinu manera de sino continua, manera de produce se no
materia la de partepor radiación deemisión La
Planck - 1900 Año
34-
Js
iluminadaser al metalun de superficie la desde electrones deEmisión
Einstein - icoFotoeléctr efecto El
-
Nota: Se puede hablar indistintamente de
frecuencia o longitud de onda, ya que ambas se
relacionan con la velocidad de propagación.
En el caso de la luz=c
c=f
1ev =1,6x10-19J
cinética. energíamayor
darles pero ,electrones de númeromayor un arrancar
es sconseguimo que único lo intensidad la aumentamos Si
intensidadsu de noy emitida luz la de
frecuencia la de únicamente depende cinética energía Esta
)fh(f hf - hf W- EEc
Ecinética ecomunicarlen sobra que loy
electrónun extraer poder para Mínima
metal cada de ticaCaracterís - umbral frecuencia - f
electrón del extracción de umbral) ergíaTrabajo(En - hf W
invierte se hfE
221
0 0L
0
0L
mvEc
-
1ev =1,6x10-19J
frenado de potencial denomina se potencial de diferencia Esta qdVEc
potencial de diferencia la fijando cinética, energía dichacalcular puede Se
-
T=qdV
G
emitidos electrones los de cinética energía
lacalcular podemos frenado de frenado de potencial el Ajustando
placas. entre electrones de salto elevitar para necesario el Es :frenado de Potencial
-
T=qdV
G
hfE
ph
lineal otracon aondulatori magnitud una relaciona queecuación una Es
r)corpuscula solamente a(naturalez 0 grande nterelativame es m"" si
onda de longitud una asocia que la a m"" masa de partícula otracualquier
extiende lay naturaleza doble esta tieneluz la que de idea la de Parte
partícula Como
onda Como
dual entocomportamiun tienepartícula Toda
luz la de dual demostrada ya naturaleza lapor motivada Teoría
mvh
sistema dicho moviendo esté se que lacon velocidadla igual da
inerciales referencia de sistemas los en todos
valormismo el toma vacíoelen luz la de velocidadLa 2.
inercial referencia de sistemacualquier en cumplen se físicas leyes las Todas 1.
:Postulados
EL TIEMPO SE CONTRAE
H
c
2ht
:SISTEMA DEL DENTRO DE OBSERVADOR ELPARA
EL TIEMPO SE CONTRAE
22
ct2s
2
22
:SISTEMA DELFUERA DE OBSERVADOR ELPARA
22 vt
hctvt
hs
h
d=vt
EL TIEMPO SE CONTRAE
2
222
2222
222
1
22
4)(
24(ct)
TIEMPO EL DESPEJANDO
c
vc
h
vc
ht
hvct
vth
h
EL TIEMPO SE CONTRAE
fuera situado observador el para deprisa más Transcurre
fuera situado observador el paramayor es tiempoEl
11
22
12
2
2
1
2
2222
tt
cvc
v
t
c
vc
h
vc
ht
h
)(10
)(1
..1
:eequivalent atómica, masa de unidad la utiliza se pequeñas,muy masas Para
109)103(10E 1gr m :Ejemplo
cluz la de velocidadla mediante relaciones Ambas
ay vicevers
energéticación gran varia una supone masa de pequeñavariación Cualquier
energía. de forma una es masa la decir, es
ntes,independie asconsiderad momento ese hasta magnitudes dos las Relaciona
:energíay masa entre arelativistRelación
3
13283-
2cmE
KgN
grN
amu
Js
mKg
AA
1ev =1,6x10-19J
EL NUCLEO:
oRUTHERFORD – 1911- LANZANDO ALFA, OBSERVO DESVIACIONES GRANDES EN ALGUNAS DE ELLAS
oZONA CENTRAL QUE CONCENTRA TODA LA MASA DEL ÁTOMO
oDE CARGA POSITIVA
oCONSTITUIDO POR NUCLEONES: PROTONES Y NEUTRONES
X
Neutrones) Protonesnucleones( de Número:Másico NúmeroA
protones de Número :Atómico NúmeroZ
AZ
nuclear nivel a actúa solamente alcance, corto De
unidos neutronesy protones los Mantiene :Actractiva
eléctricarepulsión de la asuperior :conoce se que intensa más La
fuertenuclear fuerza una de Existencia
:núcleos los de dEstabilida
núcleoneutrónprotón
núcleonucleones
m)mZ)-A(m(Zm
mmmmasa de Defecto
:núcleo delformación laen masa de defectoun Existe
núcleo del masa la quemayor es nucleones los todosde masas la de suma La
nucleonespor oconstituid está núcleo El
:menteEnergética
1ev =1,6x10-19J
nucleónpor enlace de Energía En)constituye lo que nucleones de A(número
E
:másico número elpor Dividiendo
nuclear. enlace de energía la es
decir, es núcleo,un disgregar para neceasaria la sería energía Esta
mcE
:núcleo delformación laen libera se que Energía
energíamenor poseer a Tiende
separadopor nucleones los de energía la quemenor es núcleo del energía La
:porque estable Es
2
n
1ev =1,6x10-19J
LOS NÚCLEOS A PARTIR DE UN CIERTO TAMAÑO (NÚMERO DE PROTONES Y NEUTRONES) COMIENZAN A SER INESTABLES PORQUE LAS FUERZAS DE REPULSIÓN ELÉCTRICAS SON MUY INTENSAS
PARA INTENTAR ESTABILIZARSE:
PRODUCEN EMISIONES DE PARTÍCULAS – ESTAS EMISIONES ES LO QUE LLAMAMOS RADIACTIVIDAD
TRES TIPOS DE EMISIONES:
RADIACIÓN ALFA
RADIACIÓN BETA
RADIACIÓN GAMMA
RADIACIÓN ALFA:
HeXX
He
AZ
AZ
42
42
2
42
:Mecanismo
Km/s 16000emisión de velocidadBaja
npenetració depoder Bajo
)electrones(sin He de iones los de la que
misma la era que viose carga/masarelación la que comprobó Se
Helio de núcleosSon
RADIACIÓN BETA:
eXX AZ
AZ
011 :Mecanismo
Km/s 260.000emisión de cidadMayor velo
npenetració depoder Mayor
negativa Carga
neutrónun deción desintegrapor producen se que electronesSon
RADIACIÓN GAMMA:
energéticaemisión con pero cambioSin
:Mecanismo
néticaelectromag onda - luz la de Velocidad
npenetració depoder Máximo
eléctrica cargaposeen No
néticaelectromagradiación una Es
XX AZ
AZ
NOTA:
CARGA- se mide al hacerlas atravesar un campo magnético y observar la desviación sufrida
rido transcur tiempoel es t donde
:
mitad la a reducidohan se que hasta e transcurrque TiempoT
egraciónsemidesint de PeriodoTellos de mitad La
2
N
iniciales núcleos de NúmeroN
tiempo.elcon
lmenteexponencia disminuye radiactiva sustancia una de actividad La
:radiactivación desintegra deLey
20NN
(1)radiactivación desintegra deley La
0
0
Tt
ido transcurr tiempoel es t donde
N
NLn
radiactiva Constante T
Ln2 Ln2
T
t-
N
NLn
lados ambos a Neperiano logaritmo tomamos 2NN
:anterior la de Partiendo
:radiactivación desintegra deLey la paracomún másExpresión
0NN
:(2)Radiactivación Desintegra deLey 0
0
0
te
t
T
t
ido transcurr tiempoel es t donde
2
1medio vidade Tiempo
medio vidade tiempodelfunción en Ponerla
0NN
:(3)Radiactivación Desintegra deLey
0NN
:Radiactivación Desintegra deLey
t
e
te
Ln
T
REACCIONES NUCLEARES:
FISIÓN NUCLEAR:
oNeutrón lanzado contra un núcleo (Uranio-235)
oEl núcleo absorbe el neutrón Se excita Se deforma Se fragmenta en dos núcleos Emite nuevos neutrones al fragmentarse(reacción en cadena)
oEsta reacción es la que es difícil de controlar(centrales)
oEn este proceso se libera gran cantidad de energía por núcleo fisionado
oSe debe a que la masa del núcleo original (Uranio) es mayor que la suma de las masas de los núcleos formados.
oEste defecto de masa Energía E=mc2
REACCIONES NUCLEARES(II):
FUSIÓN NUCLEAR:
oNúcleos pequeños se unen para formar otros mayores
o2 Núcleos de Hidrógeno se unen para formar núcleos de Helio( partículas alfa).
oEn este proceso se libera gran cantidad de energía por núcleo formado
oSe debe a que la masa de los reactivos es mayor que la la masa de los productos.
oEste defecto de masa Energía E=mc2
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