Física Moderna

La fisica ha sido considerada siempre como una ciencia con sus leyes y pricipios , y que todo lo que apareciese seria explicado con las leyes de Newton y Maxwell
1. Aparecen nuevos fenómenos, imposibles de explicar, de esta manera, surgen explicaciones como la relatividad, la teoría cuántica y la radiactividad.
Física Relativista
1. La mecánica clásica presuponía que no existen movimientos absolutos, y que la luz, al tratarse de una onda, ha de propagarse necesariamente por un medio material:
  1. 1º El movimiento de los cuerpos a grandes velocidades no se puede explicar por medio de las ecuaciones de la Mecánica Clásica.
  2. 2º En los procesos de aceleración de electrones, no toda la energía comunicada se invierte en aumentar la velocidad del electrón.
  3. 3º La aberración existente en la luz emitida por las estrellas impide la existencia de un éter que arrastraría el haz de luz junto con la Tierra.
  4. 4º El experimento de Michelson-Morley determina que la velocidad de la luz es independiente del estado de reposo o movimiento de la fuente.
2. La hipótesis fundamental de la física relativista es la limitación de la velocidad con que puede moverse un cuerpo.
3. El movimiento será absoluto si el sistema de referencia está en reposo.
  1. sistemas de referancia
    1. Sistemas de referencia inerciales: son aquellosque se encuentren en reposo o en movimiento uniforme respecto a los primeros.
    2. Principio de relatividad de Galileo: Las leyes de la mecánica son invariantes respecto de todos los sistemas inerciales
    3. Michelson y Morley idearon un experimento que tenía por objeto establecer un sistema de referencia absoluto, lo que descubrieron fue la inexistencia del éter y que la velocidad de la luz, c, es constante, independientemente del sistema de referencia utilizado para medirse.
4. Principio de relatividad de Einstein
  1. Primer postulado: No existe ningún experimento físico, mecánico u óptico, que permita detectar el movimiento absoluto, los sistemas de referencia inerciales son todos equivalentes.
  2. Segundo postulado: Medida desde un sistema de referencia inercial, la velocidad de la luz en el vacío es siempre la misma y es independiente del movimiento del observador o de la fuente luminosa.
5. Consecuencias de la relatividad espacial
  1. Simultaneidad de sucesos
    1. El tiempo no transcurre de la misma manera en todos los sistemas de referencia inerciales
  2. Contracción de la longitud
    1. Se define la longitud propia l0 como la distancia que entre los puntos extremos de un objeto, cuando se mide desde un sistema de referencia en el que el objeto está en reposo.
  3. La dilatación del tiempo
    1. El intervalo de tiempo que transcurre entre dos sucesos que se producen en el mismo lugar en un sistema de referencia se denomina tiempo propio t0.
  4. Masa y energía de una partícula
    1. La energía de una partícula libre en movimiento viene dada por: E=m•c2, donde m es la masa relativista, que no coincide con la masa inercial (en reposo). La energía de una partícula en reposo es: E0=m0•c2
6. Principio de la conservación de la energía mecánica
  1. La energía se puede convertir en materia y la materia en energía. Por tanto, lo que se conserva es el conjunto masa-energía.
Física Cuántica
1. naturaleza de la luz
  1. Ondulatoria (Huygens)
  2. Corpuscular (Newton)
  3. Electromagnética (Maxwell)
2. Teoria Cuántica de la luz. Fotones
  1. Surgió para explicar el efecto fotoeléctrico, propuesta por Einstein establece que la luz se concentra en pequeñas regiones llamadas cuantos de luz.
    1. E=hv, donde h es la constante de Planck.
3. Emisión térmica y teoría cuántica de Plank
  1. -Ley de Stefan-Boltzmann: relaciona la energía emitida por el cuerpo negro y la temperatura a la que se encuentra
  2. -Ley de Wien: proporciona la longitud de onda a la que se produce el máximo de radiación, para cada temperatura
4. Efecto Fotoeléctrico
5. Efecto Compton
6. Dualidad onda-corpúsculo
  1. Esta teoría establece que la luz tiene doble carácter, ondulatorio y corpuscular, lo cual queda de manifiesto en experimentos como la interferencia y la difracción.
7. Cuantización de la energía y modelo atómico de Bohr
  1. -Primer postulado: El átomo de hidrógeno está formado por un núcleo positivo (un protón) en torno al cual gira el electrón.
  2. -Segundo postulado: Mientras permanece en alguna de las órbitas, el electrón no emite ni absorbe energía
  3. -Tercer postulado: La emisión o absorción de energía corresponde al paso de una órbita estacionaria a otra.
  4. -Cuarto postulado: Las únicas órbitas estables son aquellas en las que el momento angular del electrón respecto del núcleo es un múltiplo entero.
  5. El modelo de Bohr fue muy aplicable al átomo de hidrógeno.
8. Principio de indeterminación de Heisenberg
  1. Este físico postuló que era imposible determinar simultáneamente la posición y la cantidad de movimiento exactas de un electrón.
9. Modelo mecanocuántico del átomo
  1. El modelo de la Mecánica cuántica permite describir el comportamiento de los electrones y de los fotones
  2. Orbita
    1. lugar del espacio por el que circula el electrón
    2. orbital
      1. lugar del espacio donde la probabilidad de encontrar un electro es muy alta
Física Nuclear
1. Núcleo atómico
  1. constituido por protones y neutrones
  2. los dos números que lo caracterizan son:
    1. número atómico (Z), es el número de protones
    2. número másico (A), es el número de protones y neutrones
2. Masa y Energía
  1. se dan juntas
3. Energía de enlace
  1. La energía de enlace de un núcleo es la energía liberada en la formación de éste a partir de los nucleones libres o la necesaria para disgregar un núcleo y separar sus nucleones
4. Radiactividad
  1. La radiactividad es un fenómeno nuclear que consiste en la emisión espontánea y continua de radiaciones por ciertas sustancias radiactivas
5. Tipos desintegración radiactiva
  1. Desintegración alfa: se emiten núcleos de 4,2 He
  2. Desintegración beta : se emite un electrón
  3. Radiación : radiación electromagnética
6. Actividad radiactiva
  1. número de desintegraciones por unidad de tiempo
  2. Ley desintegración radiactiva
  3. Vida media
    1. es el tiempo medio necesario para que se produzca la desintegración de un núcleo
  4. Periodo semidesintegración
    1. tiempo que tardaría en desintegrarse la mitad de los núcleos de la muestra inicial
7. Familias radiactivas
  1. Una serie o familia radiactiva está formada por el conjunto de núclidos radiactivos naturales que proceden de un mismo núclido inicial y que, por desintegraciones sucesivas, acaban en un mismo núclido estable.
8. Reacciones nucleares
  1. Las reacciones nucleares son los procesos en los que los núcleos cambian de composición
9. Fisión nuclear
  1. La fisión nuclear es el proceso en el que un núcleo, generalmente pesado, se rompe en dos fracciones más ligeras.
10. Clasificación particulas elementales
  1. masa
    1. Leptones, mesiones, bariones
  2. carga
    1. proton, neutron, electron
  3. spin
    1. fermiones, bosones
  4. vida media
    1. estables, inestables

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