Física Moderna

Relatividad
1. Un principio de relatividad establece con respecto a que sistemas de referencia las leyes de la Física son invariantes.
2. Galileo enuncia el principio de relatividad que dice:
  1. Las leyes de la mecánica son invariantes respecto de todos los sistemas de referencia que se mueven unos con respecto a otros con movimiento rectilineo y uniforme..
3. Principio de la relatividad especial de Einsten
  1. Todas las leyes de la física son invariantes en sistemas de referencia inerciales.
  2. La velocidad de la luz siempre tiene el mismo valor independientemente del sistema de referencia.
  3. Consecuencias de la relatividad especial.
    1. Simultaneidad de sucesos
      1. El tiempo no transcurre igual en todos los sistemas de referencia inerciales; El tiempo no es absoluto sino que depende del sistema de referencia.
      2. Si dos sucesos son simultáneos en un sistema de referencia no lo serán en cualquier otro sistema que se mueva respecto al primero con movimiento rectilineo y uniforme.
    2. Contracción de longitudes
      1. Cuando un objeto viaja a velocidades cercanas a la velocidad de la luz, la apreciación de la longitud de otros objetos varía, siendo la relación entre la las longitudes
        Siendo l` la longitud propia, que se mide desde un sistema en el que el objeto este en reposo.
    3. Dilatación de tiempos
      1. Cunado un objeto viaja a velocidades altas, en él el tiempo transcurrirá de manera mas lenta que en otros sistemas, siendo la relación entre ambos tiempos
        Siendo T0 el intervalo de tiempo para un observador situado en un sistema de referencia inercial incercial.
    4. Masa y energía relativista
      1. Al igual que hay cambio en la longitud y el tiempo a altas velocidades cercanas a la velocidad de la luz, tambien ocurre con la masa y la energía de una paríicula.
        Siendo m0 y el producto mc^2 la masa y la energía en reposo respectivamente.
    5. Principio de conservación del conujnto masa-energía
Física cuántica
1. Surge como consecuencia de las diferentes teorías sobre la naturaleza de la luz.
  1. Teoría ondulatoria
  2. Teoría corpuscular
  3. Teoría electromagnetica
  4. Sin embargo surgen diferentes experimentos que desacreditan las diferentes teorías
    1. Radiación del cuerpo negro.
      1. Un cuerpo negro es un objeto que absorbe toda la luz y energía que incide sobre él
      2. Leyes experimentales del cuerpo negro.
        Ley Stefan Boltzmann
        Relaciona la energía emitida y la temperatura.
        Ley Wien
        Proporciona la longitud de onda máxima que se produce con cada temperatura
    2. Efecto Fotoeléctrico.
      1. Se conoce como efecto fotoelectrico a la capacidad de la luz para arrancar electrones de un metal cuando incide con una determinada energía.
        Por cada fotón que incide sobre el metal es arrancado un electrón si la energía de la luz es superior a la energía umbral propia del metal. El efecto fotoeléctrico no depende de la intensidad de la luz sino solo de su energía
    3. Efecto Compton
      1. Dice que cuando un fotón impacta sobre un electrón se observa que el fotón sale despedido y que a su vez aparece otro fotón.
2. Otros principios de la física cuántica
  1. Principio de dualidad onda-corpúsculo
    1. Enunciado por De Broglie, defiende que toda partícula de masa m que se mueve con cierta velocidad lleva asociada una longitud de onda y frecuencia que vienen definidas por
  2. Principio de incertidumbre de Heisemberg
    1. Surge tras el modelo atómico de Borh y determina que es imposible conocer simultaneamente la posición y la cantidad de movimiento de un electrón
3. Modelo Atómico de Bohr
  1. Se basa en el modelo de Rutherford
  2. Primer postulado.
    1. El átomo de hidrógeno esta formado por un núcleo positivo en torno al cual gira un electrón. El electrón solo puede moverse en ciertas órbitas definidas.
  3. Segundo postulado
    1. Mientras permanece en alguna de las órbitas, denominadas estacionarias, el electrón no emite ni absorbe energía y en esa órbita son inaplicables las leyes de la mecánica clásica.
  4. Tercer postulado
    1. La emisión o absorción de energía corresponde al paso de una órbita a otra. La emisión o absorción de energía se realiza mediante la absorción o emisión de un fotón.
  5. Cuarto postulado
    1. Las únicas órbitas estables son aquellas en las que el momento angular del electrón es un múltiplo de
  6. El modelo de Borh explica muy bien el átomo de hidrógeno pero no era capaz de explicar los átomos con mas de un electrón.
4. Modelo mecanocuántico del átomo
  1. Ante la imposibilidad de situar el electrón el átomo Schrödinger plantea la ecuación de ondas. Se sustituye el concepto de órbita por orbital que hace referencia a la zona del espacio en la cual hay grandes posibilidades de encontrar el electrón.
    1. Estos orbitales en los cuales se puede encontrar el electrón dependen de tres números cuánticos que son n (número cuántico principal) l (número cuántico secundario) y m (número cuántico magnético)
Física Nuclear.
1. Los núcleos de los átomos están formados por protones y neutrones.
  1. Numero atómico: Número de protones.
  2. Número másico: número de nucleones (protones+neutrones)
2. Formación del núcleo
  1. Para que en núcleo haya tantos protones sin repelerse debe haber una gran energía. Esa energía proviene de una pequeña perdida de masa conocida como defecto másico.
  2. La diferencia entre masa teorica y masa real es la que se transforma en energía que mantiene el núcleo unido.
3. Radioactividad
  1. Desprendimiento de masa y energía por parte de sustancias inestables para así estabilizarse.
  2. Tipos de desintegraciones
    1. Desintegración alpha
      1. Consiste en la emisión por parte del átomo de núcleos de helio. Es la que menos poder de penetración posee y el que mayor poder de ionización.
    2. Desintegración Beta.
      1. Consiste en la emisión de un electrón. En el núcleo del átomo un neutrón se convierte en un protón, un electrón y un antineutrón. Poder de ionización y penetración medio.
    3. Radiación gamma
      1. Consiste en radiación electromagnética.
  3. Actividad radiactiva
    1. Mide la velocidad a la que se produce la variación de núcleos inestables. la actividad es el numero de desintegraciones por segundo
    2. La vida media es el tiempo medio necesario para que se produzca la desintegración.
    3. Periodo de semidesintegración es el tiempo que tarda en desitengrarse la mitad de nucleos del átomo
    4. Fisión Nuclear
      1. Proceso por el que un núcleo pesado se rompe en dos fracciones mas ligeras como consecuencia del choque con un neutrón. Como consecuencia de la fisión se produce una pérdida de masa, emisión de energía y emisión de neutrones, que provocaran a su vez mas fisiones
    5. Fusión nuclear
      1. Proceso por el que dos núcleos ligeros dan lugar a otro mas pesado y radiación. Se produce de forma espontanea en las estrellas y necesita de un gran aporte de energía.
4. Partículas elementales
  1. Se denomina partícula elemental a aquellas que ni son núcleo atómico ni átomo

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