MECÁNICA CUÁNTICA – PLANCKEFECTO FOTOELÉCTRICO – EINSTEINDUALIDAD ONDA-PARTÍCULA – DE BROGLIERELATIVIDAD GENERAL – EINSTEIN

POSTULADOS GENERALESCONTRACCIÓN DEL TIEMPO

FÍSICA NUCLEAREL NÚCLEO

DEFECTO DE MASA Y ESTABILIDAD ENERGÉTICA

RADIACTIVIDADEMISIONES RADIACTIVASLEY 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 alesproporciontones),energía(fo de cuantos llamó que discretas, cantidadesen

adiscontinu manera de sino continua, manera de produce se nomateria 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=f1ev =1,6x10-19J

cinética. energíamayor darles pero ,electrones de númeromayor un arrancar

es sconseguimo que único lo intensidad la aumentamos Siintensidadsu de noy emitida luz la de

frecuencia la de únicamente depende cinética energía Esta

)fh(f hf - hf W- EEcEcinética 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 qdVEcpotencial 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 Comoonda Como

dual entocomportamiun tienepartícula Todaluz la de dual demostrada ya naturaleza lapor motivada Teoría

mvh

sistema dicho moviendo esté se que lacon velocidadla igual dainerciales 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 vthctvths

h

d=vt

EL TIEMPO SE CONTRAE

2

222

2222

222

1

224)(

24(ct)

TIEMPO EL DESPEJANDO

cvc

h

vc

ht

hvct

vth

h

EL TIEMPO SE CONTRAE

fuera situado observador el para deprisa más Transcurrefuera situado observador el paramayor es tiempoEl

11

22

12

2

2

1

2

2222

ttcv

cv

t

cvc

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 Ambasay vicevers

energéticación gran varia una supone masa de pequeñavariación Cualquier

energía. de forma una es masa la decir, esntes,independie asconsiderad momento ese hasta magnitudes dos las Relaciona

:energíay masa entre arelativistRelación

3

13283-

2cmE

KgN

grN

amu

JsmKg

AA

1ev =1,6x10-19J

EL NUCLEO:o RUTHERFORD – 1911- LANZANDO ALFA, OBSERVO

DESVIACIONES GRANDES EN ALGUNAS DE ELLASo ZONA CENTRAL QUE CONCENTRA TODA LA MASA

DEL ÁTOMOo DE CARGA POSITIVAo CONSTITUIDO POR NUCLEONES: PROTONES Y

NEUTRONES

X

Neutrones) Protonesnucleones( de Número:Másico NúmeroAprotones 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 Lanucleonespor 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 Energíaenergíamenor 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

2N

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

NNLn

radiactiva Constante T

Ln2 Ln2Tt-

NNLn

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

Tt

ido transcurr tiempoel es t donde

21medio vidade Tiempo

medio vidade tiempodelfunción en Ponerla

0NN

:(3)Radiactivación Desintegra deLey

0NN

:Radiactivación Desintegra deLey

t

e

te

LnT

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 fisionadooSe 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 mayoreso2 Núcleos de Hidrógeno se unen para formar núcleos de

Helio( partículas alfa).oEn este proceso se libera gran cantidad de energía por

núcleo formadooSe debe a que la masa de los reactivos es mayor que la

la masa de los productos.oEste defecto de masa Energía E=mc2