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par Daniel Martín Il y a 3 années

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Física del S.XX

El desarrollo de la física en el siglo XX trajo consigo la teoría de la relatividad y la mecánica cuántica, dos pilares fundamentales que transformaron nuestra comprensión del universo.

Física del S.XX

Física del S.XX

NUCLEAR

REACCIONES NUCLEARES
Estudio energético

Δmc2=Q

Q=factor Q

Q=0 ==> difusión elástica

p=cte

Q<0 ==> Δm<0 ==> gana masa ==> endoenergética

Q>0 ==> Δm>0 ==> pierde masa ==> exoenergética

E=m0c2

Solo por tener masa, tiene energía

Conservación de la energía

Tipos

Fusión

X y a = núcleos ligeros

Fisión

b= núcleo pesado

a=altas energías

Radiactividad

X(-,b)Y

No tiene proyectil

Captura radiactiva

X(n,γ)Y

Difusión

X=Y a=b

Transmutación

147N(42α,11p)178O

X+a==>X(a,b)Y

Otra nomenclatura

X+a==>Y+b

a=proyectil

LEYES DE DESINTEGRACIÓN RADIACTIVA
Vida media

τ=1/λ

Periodo de semidesintegración

T=ln2/λ

N=N0e-λt
Actividad=λN

A=A0e-λt

[act]=bq o ds/s

1Ci=3.7*1010Bq

-dN=λNdt

N=Nº de núcleos

λ=cte radiactiva

dN=Nº núcleos convertidos

Emisión radiactiva=probabilístico
LA RADIACTIVIDAD NATURAL. TIPOS DE EMISIÓN
Leyes de Soddy-Fajans

γ

AZX*==>AZX+γ

*=exceso de energía

β+

AZX==>AZ-1X+01e++00antineutrino

β-

AZX==>AZ+1X+0-1e++00antineutrino

α

AZX==>A-4Z-2Y+42α

Fuerza nuclear débil

Muy corto alcance

Desintegra neutrones

Radiación β

20881Tl==>0-1e- +20882Y+00antineutrino

10n==>11p+0-1e+00antineutrino

Radiación γ

23892U==>γ

Radiación α

21283Bi==>42α+20881Tl

42α=42He

ESTABILIDAD NUCLEAR. ENERGÍA DE ENLACE NUCLEAR
Un núcleo es más estable conta menos energía tiene

Al formar un núcleo se pierde masa, que es energía liberada

E=Δm*c2

Fuerza nuclear fuerte

Características

Entre nucleones

Corto alcance

Muy intensa

Impide que los núcleos sean inestables por la repulsión de los protones

EL NÚCLEO ATÓMICO. CARACTERÍSTICAS
Tamaño

Densidad

Densidad no muy alta en todo el átomo

densidad muy alta en el núcleo

m/v

r≈1'2A1/3 fm

fm=fermi=10-15

Masa

1Z≈1N≈u

1 mol=NA=6.022*1023 partículas

1 mol es la cantidad de sustancia cuya masa en gramos coincide con su peso atómico/molecular

Unidad de masa atómica (u)

1u=1/12 m(126C)

1u=1.66*10-27 kg

Nomenclatura

Nucleones=Nº másico=Z+N=A

Nº neutrones (q=0) =N

Nº protones (+)=Nº atómico=Z

Nombre del elemento=X

CUÁNTICA

PRINCIPIO DE INCERTIDUMBRE DE HEISEMBERG
Paso del determinismo al probabilismo
No podemos medir a la vez con precisión la posición y la velocidad de una partícula
Δx o Δp no pueden ser "0" exactos
Si Δp=0

Δx=∞

Si Δx=0

Δp=∞

Δx * Δp ≥ h/4π

Δp= indeterminación en el momento lineal

Δx = indeterminación en la posición

Para medir algo hay que interactuar con él

cambio en el sistema

DUALIDAD ONDA-PARTÍCULA. HOPÓTESIS DE DE BROGLIE
De Broglie dice que todos los sistemas físicos tienen naturaleza dual.
E=h*frec=mc2

h/frec = p

Einstein dice que la luz tiene naturaleza dual
ESPECTROS ATÓMICOS. EXPLICACIÓN DE BOHR
Efotón = Ec-Ep=ΔE=h*frec
En un átomo, un electrón solo se puede mover por unas órbitas sefinidas
Espectro: Estudia la energía absorbida o emitida por un átomo cuando interacciona con el campo electromagnético de la radiación
EFECTO FOTOELÉCTRICO
e*v0=1/2 mv2max
1Å=1*10-10m
Eγ = W0+Ec

h*frec = h*frec0 + 1/2 mv2max

h*frec = h*frec0 + q*V0

W0=trabajo de extracción del electrón

Eγ= Energia del fotón

Einstein creía que la luz está formada por fotones (paquetes)

Leyes experimentales

El efecto es instantáneo

Ec no depende de I, solo de la frecuencia

I=0 cuando V=-V0 (potencial de frenado)

V0 no depende de I, solo de la frecuencia

I de fotocorriente depende de V

I max = I saturación

∃ fotocorriente si frec ≥ frec umbral

Fenómeno mediante el cual la luz, al incidir sobre un metal, le arranca electrones.

Los electrones arrancados son fotoelectrones

RADIACIÓN DEL CUERPO NEGRO
Planck

E=h*frecuencia

La energía se intercambia de forma discreta (paquetes)

h=6.626*10-34

Quanto

Partículas solo pueden absorber y emitir en una frecuencia determinada

Ley de Wien

λmax*T=2.898-10-3m*k

Ley de Stefan-Boltzman

I=P/S=αT4

Cuerpo negro: Objeto que toda la radiación que le llega la absorve.
No pueden explicar

Expectros atómicos

Efecto fotoeléctrico

Radiación del cuerpo negro

F. clásica

Termodinámica de Clausius y Boltzman

Electrodinámica de Maxwell

Mecánica de Newton

Paso de mecánica clásica a cuántica ==> paso del determinismo al probabilismo

RELATIVIDAD

DINÁMICA RELATIVISTA. MASA Y MOMENTO
Ec=Erelat - Ereposo

Ec=mc2-m0*c2

Ec=Δm*c2

Erelat=Ec+E0

E0=m0*c2

E=mc2

Δm = Δm'/(raiz(1-(v2/c2)))
Ec=1/2 mv2
CONSECUENCIAS
Contracción de la longitud

Viaje de los muones

L0= ΔL

ΔL = ΔL'/(raiz(1-(v2/c2)))

Dilatación del tiempo

Caso de los gemelos

t0= Δt'

Δt = Δt'/(raiz(1-(v2/c2)))

POSTULADOS
La velocidad de la luz en el vacío (c) es igual para todos los sistemas de referencia inerciales, independientemente del movimiento relativo entre fuente y observador
Todas las leyes físicas se cumplen por igual en todos los sistemas de referencia inerciales
INTRODUCCIÓN
Ftiz Gerald - Lenz
Experiencia de Michelson y Morley

Éter no existe