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Física moderna 2, Fernando González Fernández - Coggle Diagram

- - - - Dichos rayos invisibles, pero penetrantes, emitidos por los elementos radiactivos, recibieron el nombre de rayos Becquerel. Rutherford, con base en sus experimentos.
        
        los rayos Becquerel eran de tres tipos:
        
        Rayos a (alfa) constituidos por átomos de helio doblemente ionizados al haberles arrancado sus dos electrones, es decir, núcleos de helio cargados positiva-mente al tener en su interior 2 protones y 2 neutrones
        
        los rayos a por ser núcleos de helio con carga positiva se desvían dirigiéndose a la placa cargada negativamente;
        
        Rayos B (beta), que no eran otra cosa que electrones comunes
        
        los rayos B o electrones son atraídos hacia la placa positiva
        
        Ratos y(gamma), ondas electromagnéticas de mayo energía que los rayos X
        
        los rayos y al ser ondas electromagnéticas sin carga eléctrica no son desviados
  - - - los átomos con diferentes masas atómicas, pero que pertenecen al mismo elemento químico y tienen el mismo numero atómico (numero de protones en el núcleo), son los denominados isotopos.
        
        Cuando un isotopo es capaz de emitir radiaciones en forma espontanea recibe el nombre se radioisótopo.
        
        Puede obtenerse radioisotopos artificiales al bombardear con neutrones algunos elementos químicos.
        
        el descubrimiento de la radiactividad artificial ha sido uno de los logros mas importantes de la física nuclear
  - - - La semidesintegración o vida media de un elemento radiactivo es el tiempo que tarda la mitad de una cierta cantidad inicial del elemento en desintegrarse en otro diferente.
        
        Por lo general no basta con una desintegración para que un elemento inestable se convierta en otro estable, pues después de un tiempo que depende de su vida media se desintegra y produce a la vez un nuevo elemento radiactivo y así sucesivamente hasta una Ultima desintegración que da un elemento estable no radiactivo.
        
        hoy sabemos que la desintegración natural de los elementos mas pesados de la tabla periódica termina al obtener átomos estables de plomo
        
        la desintegración del elemento radio puede representarse de la siguiente forma
  - - - Medicina
        
        Para destruir tejidos cancerosos
        
        también pueden curarse tumores de la glándula tiroides
      - investigaciones científicas
        
        En las naves espaciales se usan generadores de energía eléctrica basados en el uso de radioisótopos.
        
        Otra aplicaciones importante de la radiactividad esta en la posibilidad de determinar la antigüedad de fósiles y de rocas primitivas
      - Agricultura
        
        debido al poder penetrante de los rayos emitidos por un elemento radioactivo, que les permite atravesar la materia y a la facilidad con la cual pueden ser detectados y medidos por los contadores Geigen y los contadores de centelleo que al agregar isotopos radiactivos los abonos y explorando continuamente las plantas con dichos instrumentos pueden determinarse la rapidez de asimilación de los abonos y la parte de los vegetales en donde se fijan de manera selectiva según el tipo de abono
        
        Como los rayos emitidos por los elementos radiactivos son ionizantes, tenemos que si la irradiación es suficientemente intensa y prolongada, no sólo sufren modificaciones los átomos, sino también las células, las cuales después de transformadas pueden ser destruidas. En nuestros días se experimenta con animales y plantas a los que se les provocan mutaciones al exponerlos a radiaciones controladas y se han obtenido especies mejoradas como es el caso de plantas a las que se les irradiaron sus semillas para hacerlas más resistentes a ciertas plagas.
      - Peligros
        
        son muy peligrosas para la salud si de reciben grandes cantidades, ya que pueden provocar mutaciones en los genes de las células sexuales y dar origen a nacimientos de seres anormales con graves deficiencias físicas y mentales
        
        pueden originar tejidos cancerosos
        
        en los laboratorios de investigación y de rayos X, en la industria y en cualquier parte donde existan materiales radiactivos deben extremarse las precauciones para evitar accidentes que siempre son de consecuencias muy lamentables
        
        para medir la radiacion se usa diferentes unidedes como son: el curio, el rad, el rep, el roentgen (R) y el sieverts (Sv)
        
        si una persona recibe una radiación de
        
        1 a 3 Sv padecerá vómitos y nauseas que desaparecerán espontáneamente después de un mes
        
        3 a 9 Sv la persona sufre diarrea, calvivie, afecciones en los tejodos generados de globulos de la sangre y depresiones psiquicas
        
        10 Sv las radiaciones son mortales
  - - - Su funcionamiento se basa en que los átomos de los gases se ionizan fácilmente al recibir al impacto de partículas cargadas mismas que les arrancan electrones; así como en el fenómeno de condensación de vapor de agua sobre los iones
        
        Haciendo visible sus trayectorias
  - - - El contador Geigen consta de un tubo de vidrio herméticamente cerrados en cuyo interior hay un cilindro de cobre abierto por lo extremos, tiene también un filamento delgado de tungsteno a lo alargo del eje central
        
        sirve para cuantificar el numero de partículas cargadas
        
        si se amplifica de manera conveniente los impulsos eléctricos, pueden accionar una aguja indicadora del numero de partículas por segundo. en la actualidad se cuenta con aparatos mas perfeccionados en los que la corriente amplificada mueve un contador numérico
    - - su funcionamiento se basa en la propiedad que tienen algunos cuerpos fluorescentes de iluminarse y producir un centelleo cuando una partícula cargada choca con sus átomos.
        
        al incidir una partícula en el material fluorescente, la luz producida expulsa electrones del foto-catado tal como sucede en el efecto fotoeléctrico
        
        Los impulsos se aprovechan de la misma manera que en el contador Geiger
        
        el contador de particulas se utilizan para: realizar investigaciones de fisica nuclear;detectar yacimientos de uranio(materia prima de los reactores nucleares); determinar la radiactividad del ambiente o en los alimentos; aplicaciones industriales de la radiactividad, etcétera
- - - - El efecto Compton se presento cuando un raso X sufre una colision con un electrón. Compton descubrió este electo al experimentar con rayos X, los cuales fueron dirigidos contra una de las caras de un bloque de carbón. Al chocar los rayos X con el bloque se difundieron en varias direcciones: a medida que el ángulo 0 de los rayos difundidos aumentaba también se incrementaba su longitud de onda.
        
        con base en la teoría cuántica , Compton afirmo que el efecto de debía a que el cuanto de rayos X actúas como una partícula material al chocar contra el electrón
        
        El cuanto al ser difundido tendrá una menor energía (hf'), pues ha aumentado su longitud de ondas y ha disminuido su frecuencia
        
        la energia original del cuento de rayo X antes del impacto equivale a:
        
        hf=hf'+ 1/2Mv2
        
        Después del impacto; se requiere conocer el angulo 0
        
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  - - - Características
        
        el numero de electrones que se desprende es proporcional al numero de fotones incidentes en la placa metálica y la magnitud de la velocidad adquirida por los electrones al ser desprendidos depende solo de la frecuencia del haz luminoso y no de si intensidad luminosa, hace pensar que la luz esta formada por partículas o corpúsculos y no por ondas
        
        la luz tiene una naturaleza dual
      - aplicaciones
        
        Tiene varias aplicaciones practicas tal es el caso de las celdas fotoeléctricas llamadas también ojo eléctrico , en alarmas contra robos,para el encendido automático del alumbrado publico al oscurecerse el día y antiguamente para la reproducción del sonido en las cintas fílmicas
    - - Einstein afirmó que un cuanto de luz, es decir, un fotón de determinada energía, es absorbido por un átomo de un sólido y es capaz de arrancarle un electrón.
        
        señalo también que si el haz luminoso tiene una longitud de onda larga y debido a ello una frecuencia menor, los fotones tendrán poca energía y no serán capaces de arrancar ningún electrón
        
        Wo recibe el nombre de función de trabajo y representa las energías perdidas por el electrón al escapar del metal. Por lo tanto, un electrón solo podrá ser arrancado del metal si la energía del foton es mayor que la función de trabajo
        
        como el electron pierde energia al ser arrancado y escapar de la superficie del emtal su energia cinetica maxima sera de
        
        1/2mv2Max=hf-W0
        
        Eisnten aplico la teoria dcuentica de Planck y considerando que si la energia de un foton es igual a hf la energica sinetica de un electron al ser arrancadao sera igual a
        
        1/2mv2=hf
    - - conclusiones obtenidas al realizar experimentos sobre el efecto fotoeléctrico
        
        La cantidad de electrones desprendida de la placa metálica es mayor a medida que recibe más iluminación, es decir, más cuantos.
        
        la emisión de electrones de la placa metálica se realiza inmediatamente después de que ha incidido sobre ella el haz luminoso.
        
        La magnitud de la velocidad que adquieren los electrones al ser desprendidos de la placa metálica depende únicamente de la frecuencia de las ondas luminosas, por lo cual es independiente de la mayor o menor iluminación que recibe la superficie.
  - - - se represente con la letra h y su valor en el sistema internacional de unidades es igual a
        
        h=6062x10-34 Joules segundo
  - - - En la mecánica Clásica se acepta que un oscilador puede ganar o perder cualquier cantidad de energía
        
        Para un oscilador de frecuencia natural el físico alemán Max Planck(1858-947) considero:
        
        para el caso de osciladores que emiten radiaciones electromagnéticas no es posible aceptar la ganancia, o la perdida, de cualquier cantidad fraccionaria de energía, sino solo es posible hacerlo en cantidades discretas o en paquetes de energía radiante
        
        Un cuanto es una porción de energía que posee, emite o absorbe una fuente de ondas electromagnéticas es decir, un oscilador de frecuencias natural
        
        Planck propuso que los cuantos emitidos por un oscilador se fusionan para formar ondas continuas
        
        formula las siguientes teorías
        
        un oscilador no puede tener cualquier cantidad de energia, sino cantidades discretas de ekka constituidas en paquetes; el paquete vasico de energia para todos ascilador recibe el nombre de cuanto.
        
        Un Oscilador solo puede absorber o radiar energía en paquetes o cuantos que siempre son múltiplos enteros de hf y no partes fraccionarias de ellos
        
        la energia de un cuanto es igual a la frecuencia del oscilador f multiplicada por una constante h llamada constante de planck.
        
        E=hf
  - - - Los rayos son de pequeñas longitudes de onda cuyo orden magnitudes es de 1 A, es decir 1x10-10M, esto implica que si frecuencia sea muy alta
        
        Los rayos X se producen de la siguiente manera: el cátodo caliente emite una gran cantidad de electrones altamen-te acelerados, éstos al chocar en forma violenta contra el ánodo son frenados de manera brusca perdiendo parte de su energía cinética, la cual es convertida en radiaciones electromagnéticas de elevadísima frecuencia y pequeña longitud de onda denominadas rayos X.
        
        La producción de rayos X se explica mediante el efecto Compton, pues la energía cinética perdida por los electrones es convertida en radiación.
- - - - la hipotesis de De Broglie fue comprobada mas tarde al observar el fenomeno de dofraccion en los electrones y otras particulas
- - - - En la actualidad se considera que cada partícula elemental tiene su antiparticula, caracterizada por tener distinta carga eléctrica o diferente momento magnético, solo se exceptúan al mesón pi neutro y al foton. En virtud de que la lista de partículas elementales es grande y aun sigue creciendo, se han clasificado en tres grupos principales
        
        a) Bariones, son las mas pesadas pues su masa es igual o superior a la del protón y se subdividen en nucleones (protón y neutron) y en hiperones (partfculas lambda, omega, sigma).
        
        b) Mesones, partículas de masa intermedia entre el electron y el proton, que tienen alta energía y pertenecen a las radiaciones cósmicas u originadas artificialmente por potentes aceleradores de partículas.
        
        Se dividen en dos grupos:
        
        mesones pi o piones, y mesones ka (k) o kaones (los mesones mu (u) actualmente se consideran como leptones).
        
        Los mesones pi existen en las tres formal: positivo , negativo y neutro .
        
        Los mesones pi positivo y negativo tienen una masa igual a 274 veces la del electron y cada uno de ellos es la antiparticula del otro
        
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        c) Leptones son las partículas más ligeras como el electrón, neutrino y muón.
        
        d) Por último, podemos mencionar al fotón, partícula aso-ciada a las radiaciones luminosas y cuya masa en re-poso es igual a cero.
      - Por ejemplo: el neutron, al desintegrarse, emite un proton, un electron y un neutrino, este es difícil de detectar porque carece de carga electrica; el meson pi emite, al desintegrarse, un mesón mu y un neutrino.
- - - - la emisión estimulada se presenta cuando uno de los muchos electrones que se encuentran en un estado meta-estable regresa a su estado fundamental emitiendo un foton paralelo a la longitud de la barra de rubí
        
        Esto origina el rápido aumento de fotones, por tanto, aquellos que escapan a través del extremo semitransparente produce un haz unidireccional de gran intensidad y longitud de onda definida que constituye el rayo láser
        
        el proceso continua hasta agotarse la población de electrones en el estado meta-estable , pero entonces otro destello luminosa del tubo fluorescente inicia el bombeo óptico y el proceso se repite .