Nuclear0
- 1. Fundamentos de la física moderna Lic. María Virginia Orellana Vinoya
- 2. Línea del tiempo de la física clásica
- 3. Problemas pendientes de la física clásica • Relatividad especial, según Einstein, la velocidad de la luz es constante en todos los sistemas inerciales La existencia del éter • Mecánica cuántica. Según Planck, la radiación electromagnética solo podía propagarse en paquetes de energía discretos a los que llamó quanta, la energía estaba dada por 𝐸 = ℎ𝑓 La radiación del cuerpo negro • Mecánica cuántica, según Bohr, los electrones se mueven en órbitas circulares ocupando el nivel de menor energía posible, la energía está cuantizada. Estabilidad de los átomos • La física clásica no podía explicar por qué algunos elementos emitían radiación y se convertían en otros sin presentar una reacción química. Este problema fue resuelto por varios científicos entre ellos los esposos Curie. Desintegración radiactiva
- 4. Línea del tiempo de la física moderna Dalton 1809 Desarrolla la teoría atómica Röntgen 1895 Descubrimiento de los rayos X Becquerel 1896 Descubrimiento de la radiactividad Thomson 1897 Descubrimiento del electrón Marie Curie Pierre Curie 1898 Descubrimiento del radio y polonio Einstein 1905 Relatividad Efecto fotoeléctrico Rutherford 1911 Propone un modelo atómico Bohr 1913 Propone un modelo atómico Einstein 1915 La teoría de la relatividad general Milllikan 1916 Se mide la constante cuántica De Broglie 1923 Dualidad onda partícula Pauli 1925 Principio de exclusión de Pauli Heinsenberg 1927 Principio de incertidumbre Dirac 1928 Relatividad en la mecánica cuántica Planck 1900 La energía está cuantificada
- 5. Partes de la física moderna Física moderna Relatividad Cosmología Física nuclear Física de partículas Mecánica cuántica
- 6. Conceptos de física moderna Relatividad • 𝐸 = 𝑚𝑐2 Mecánica cuántica • Niveles de energía • 𝐸 = ℎ𝑓
- 7. Evolución del modelo atómico
- 8. Modelos atómicos Dalton Thomson Rutherford Bohr Sommerfeld Schrödinger
- 9. El átomo Partícula Símbolo Masa Carga Electrón 𝑒− 9,11 × 10−31 𝑘𝑔 −1,6 × 10−19 C Protón 𝑝 1,673 × 10−27 𝑘𝑔 +1,6 × 10−19 C Neutrón 𝑛 1,675 × 10−27 𝑘𝑔 0
- 10. Radiación Es la emisión de energía que se propaga en el vacío o en la materia, puede ser transmitida por medio de ondas o partículas subatómicas, el calor, el sonido forman parte de esta emisión de energía.
- 11. Radiactividad La "Radiactividad" es un fenómeno nuclear (producido en el interior de los núcleos de los átomos), que consiste en la "radiación" de energía o partículas y es el resultado de la desintegración de un núcleo inestable en otro hasta lograr la estabilidad.
- 12. Clases de radiación electromagnética
- 13. • El núcleo atómico se describe con el número de protones y neutrones. Dado un elemento 𝑋, que tiene Z protones y 𝑁 neutrones: • 𝑍 𝐴 𝑋 Donde: 𝑍 = número atómico 𝐴 = número másico 𝐴 = 𝑁 + 𝑍 • Los núcleos que tienen el mismo Z pero diferente número másico se denominan isótopos, si son inestables se denominan radioisótopos Notación
- 14. Modelos del núcleo Modelo de la gota de líquido: los nucleones interaccionan como las moléculas de una gota de líquido Modelo de capas: los nucleones ocupan independientemente niveles de energía
- 15. Modelo de la gota de líquido • No distingue entre protones y neutrones • Supone que todos los nucleones están en movimiento en el interior del núcleo • Cada nucleón sólo interacciona con sus vecinos más próximos • Las interacciones interiores están compensadas • Las interacciones superficiales no están compensadas Según este modelo la fuerza nuclear:
- 16. Modelo de la gota de líquido La contribución a la energía de enlace de este modelo es debido a: Energía de volumen 𝐸 𝑉 = 𝑎 𝑉 𝐴 Energía superficial 𝐸𝑆 = −𝑎 𝑆 𝐴2/3 Energía de repulsión coulombiana 𝐸𝑐 = − 𝑎 𝑐 𝑍 𝑍−1 𝐴1/3
- 17. Modelo de capas • El núcleo atómico es un sistema cuántico de N cuerpos • El núcleo no es un sistema físico relativista, la ecuación de movimiento viene dada por una función de onda • Las interacciones entre los nucleones son de a dos cuerpos • Los nucleones se consideran partículas puntuales sin estructura Este modelo tiene las siguientes características
- 18. Modelo de capas Números mágicos • Algunos nucleones presentan gran estabilidad, estos números son: 2, 8, 20, 28, 50 y 82 para los protones. 126 y 152 para los neutrones • Los núcleos con número mágicos de neutrones o protones son esféricos • Los núcleos que tienen tanto el número de neutrones como el número de protones igual a uno de los números mágicos se denominan “doblemente mágicos” y son muy estables 2 4 𝐻𝑒, 8 16 𝑂, 20 40 𝐶𝑎, 20 48 𝐶𝑎, 82 208 𝑃𝑏
- 19. ¡Gracias !