Física Atómica Y Nuclear Segundo Parcial PDF

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UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE SANTIAGO (UTESA)

ASIGNATURA: LAB. FISICA II MAT-501-009

TEMA: FÍSICA ATÓMICA Y NUCLEAR

NOMBRES: ESTEBAN ADONIS MANZUETA MARTE

MATRICULA___214-1430

PROFESOR: Lic. RAFAEL MORETA

SANTO DOMIGO RD.

TRABAJO DE INVESTIGACIÓN SEGUNDO PARCIAL

Introducción La física atómica es la rama de la física que estudia las propiedades y el comportamiento de los átomos (electrones y núcleos atómicos) así como las interacciones materia-materia y luz-materia en la escala de átomos individuales. El estudio de la física atómica incluye a los iones, así como a los átomos neutros y a cualquier otra partícula que sea considerada parte de los átomos. La física atómica incluye tratamientos tanto clásicos como cuánticos, ya que puede tratar sus problemas desde puntos de vista microscópicos y macroscópicos. La física atómica y la física nuclear tratan cuestiones distintas, la primera trata con todas las partes del átomo, mientras que la segunda lo hace solo con el núcleo del átomo, siendo este último especial por su complejidad. Se podría decir que la física atómica trata con las fuerzas electromagnéticas del átomo y convierte al núcleo en una partícula puntual, con determinadas propiedades intrínsecas de masa, carga y espín.

La investigación actual en física atómica se centra en actividades tales como el enfriamiento y captura de átomos e iones, lo cual es interesante para eliminar «ruido» en las medidas y evitar imprecisiones a la hora de realizar otros experimentos o medidas (por ejemplo, en los relojes atómicos); aumentar la precisión de las mediciones de constantes físicas fundamentales, lo cual ayuda a validar otras teorías como la relatividad o el modelo estándar; medir los efectos de correlación electrónica en la estructura y dinámica atómica y la medida y comprensión del comportamiento colectivo de los átomos de gases que interactúan débilmente (por ejemplo, en un condensado de Bose-Einstein de pocos átomos).

Cuestionario a) ¿Qué es el modelo atómico? b) Distinción entre el física atómica y nuclear. c) ¿Qué es la radioactividad natural? d) ¿Qué es el núcleo atómico? e) ¿Qué es la desintegración radiactiva? f) ¿Qué es la energía en las radiaciones nucleares?

Modelo atómico El modelo atómico es una representación estructural de un átomo que trata de explicar su comportamiento y propiedades.

Distinción entre el física atómica y nuclear La física atómica y la física nuclear tratan cuestiones distintas, la primera trata con todas las partes del átomo, mientras que la segunda lo hace solo con el núcleo del átomo, siendo este último especial por su complejidad. Se podría decir que la física atómica trata con las fuerzas electromagnéticas del átomo y convierte al núcleo en una partícula puntual, con determinadas propiedades intrínsecas de masa, carga y espín.

La radioactividad natural Se denomina radiactividad natural a la radiactividad que existe en la naturaleza sin intervención humana. Su descubridor fue Henri Becquerel, en 1896. Puede provenir de dos fuentes: 

Materiales radiactivos existentes en la Tierra desde su formación, los llamados primigenios.



Materiales radiactivos generados por interacción de rayos cósmicos con materiales de la Tierra que originalmente no eran radiactivos, los llamados cosmogénicos.

Adicionadas las radiaciones de rayos cósmicos -que provienen del exterior de la atmósfera- y las emitidas por estos materiales, constituyen la fuente de 80% de la dosis recibida por las personas en el mundo (en promedio). El resto lo provocan casi íntegramente los procedimientos médicos que utilizan radiaciones (diagnósticos por rayos X, TAC, etcétera).

El núcleo atómico El núcleo atómico es la parte central de un átomo, tiene carga positiva, y concentra más del 99,9 % de la masa total del átomo. Está formado por protones y neutrones (denominados nucleones) que se mantienen unidos por medio de la interacción nuclear fuerte, y detallada la cual permite que el núcleo sea estable, a pesar de que los protones se repelen entre sí (como los polos iguales de dos imanes). La cantidad de protones en el núcleo (número atómico), determina el elemento químico al que pertenece. Los núcleos atómicos no necesariamente tienen el mismo número de neutrones, ya que átomos de un mismo elemento pueden tener masas diferentes, es decir son isótopos del elemento. La existencia del núcleo atómico fue deducida del experimento de Rutherford, donde se bombardeó una lámina fina de oro con partículas alfa, que son núcleos atómicos de helio emitidos por rocas radiactivas. La mayoría de esas partículas traspasaban la lámina, pero algunas rebotaban, lo cual demostró la existencia de un minúsculo núcleo atómico.

La desintegración radiactiva Los núcleos están compuestos por protones y neutrones, que se mantienen unidos por la denominada fuerza fuerte. Algunos núcleos tienen una combinación de protones y neutrones que no conducen a una configuración estable. Estos núcleos son inestables o radiactivos. Los núcleos inestables tienden a aproximarse a la configuración estable emitiendo ciertas partículas. Los tipos de desintegración radiactiva se clasifican de acuerdo a la clase de partículas emitidas.

Desintegración alfa: El elemento radiactivo de número atómico Z, emite un núcleo de Helio (dos protones y dos neutrones), el número atómico disminuye en dos unidades y el número másico en cuatro unidades, produciéndose un nuevo elemento situado en el lugar Z-2 de la Tabla Periódica. Desintegración beta: El núcleo del elemento radiactivo emite un electrón, en consecuencia, su número atómico aumenta en una unidad, pero el número másico no se altera. El nuevo elemento producido se encuentra el lugar Z+1 de la Tabla Periódica. Desintegración gamma: El núcleo del elemento radiactivo emite un fotón de alta energía, la masa y el número atómico no cambian, solamente ocurre un reajuste de los niveles de energía ocupados por los nucleones.

El programa interactivo describe un modelo de sustancia radiactiva A que se desintegra en una sustancia estable B. Se disponen N núcleos radiactivos de la sustancia inestable A. Se introduce la constante de desintegración l. A medida que transcurre el tiempo se anota el número de núcleos que permanecen sin desintegrar. Posteriormente, se comprobará la ley exponencial decreciente a partir de los datos tomados. De la observación del proceso de desintegración podemos extraer las siguientes relaciones cualitativas:



La velocidad de desintegración decrece a medida que los núcleos radiactivos se van desintegrando.



No podemos predecir en que instante se desintegrará un núcleo concreto, ni qué núcleo se va a desintegrar en un determinado instante.

La energía en las radiaciones nucleares La energía nuclear es la energía proveniente de reacciones nucleares o de la desintegración de los núcleos de algunos átomos. Procede de la liberación de la energía almacenada en el núcleo de los mismos. Una central nuclear es una central termoeléctrica, es decir, una instalación que aprovecha una fuente de calor para convertir en vapor a alta temperatura un líquido que circula por un conjunto de conductos; y que utiliza dicho vapor para accionar un grupo turbina-alternador, produciendo así energía eléctrica. La principal diferencia entre las centrales termoeléctricas convencionales y las centrales termoeléctricas nucleares es la reacción que libera la energía necesaria para conseguir la fuente de calor para la producción del vapor. En el caso de las centrales convencionales, se trata de la reacción de combustión del carbono (carbón, gas o fuelóleo), en el segundo de la reacción nuclear de fisión de núcleos de uranio. En este último caso, la energía liberada por reacción es del orden de millones de veces superior a la del caso primero, lo que explica el menor consumo de combustible y producción de residuos, éstos de naturaleza distinta, en una central nuclear en comparación con una central convencional, a igualdad de potencias de producción.

Conclusión Al contrario de la creencia popular, la radiación no sólo la produce la industria nuclear o las armas nucleares a partir de la desintegración de núcleos pesados. En efecto, un 87% de la dosis de radiación que recibes proviene de fuentes naturales. La radiación está en todas partes: en los hogares, en el aire que se respira, en los alimentos que se ingieren; incluso el cuerpo es radiactivo. La propia Tierra es radiactiva por naturaleza y expone a los habitantes a la radiación proveniente de las rocas superficiales y los suelos. El resto de la radiación proviene de las actividades humanas. La fuente más conocida y más amplia es la aplicación médica. Innumerables son los beneficios que reporta el uso de la radiación en el diagnóstico y tratamiento de enfermedades. Con ella se ha podido realizar exploraciones al cerebro y los huesos, tratar el cáncer y usar elementos radiactivos para dar seguimiento a hormonas y hasta para medir espesores de materiales de la construcción. Las radiaciones son importantes para la vida, pero debes conocerlas y aprender a convivir con ellas.

Bibliografía https://es.wikipedia.org/wiki/F%C3%ADsica_at%C3%B3mica https://es.wikipedia.org/wiki/F%C3%ADsica_at%C3%B3mica#:~:text=La%20f%C3%ADsica%20at%C3%B3mica%20y%20la,%C3%BAltimo %20especial%20por%20su%20complejidad. https://es.wikipedia.org/wiki/Radiactividad_natural https://es.wikipedia.org/wiki/N%C3%BAcleo_at%C3%B3mico http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/cuantica/desintegracion/radio.htm#:~:text=Algunos%20n%C3%BAcleos%20tienen%20una%20combinaci %C3%B3n,n%C3%BAcleos%20son%20inestables%20o%20radiactivos.&text=Desintegraci%C3%B3n%20beta%3A%20El%20n%C3%BAcleo %20del,n%C3%BAmero%20m%C3%A1sico%20no%20se%20altera. https://rinconeducativo.org/contenidoextra/radiacio/7_energa_nuclear.html http://fisica.cubaeduca.cu/media/fisica.cubaeduca.cu/medias/interactividades/12FetcNuclear/co/modulo_contenido_11.html...