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FÍSICA S. XX

Manuel de Cabo Spanish

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FÍSICA S. XX

SISTEMAS DE REFERENCIA
- Aristóteles
  - No existe movimiento absoluto
    - Pues se toma un sistema de referencia que también está en movimiento
  - El movimiento será absoluto si el sistema de referencia está en reposo
- Galileo
  - Las leyes de la mecánica son invariantes respecto de todos los sistemas inerciales
    - La aceleración es igual en todos los sistemas que se mueven entre sí con movimiento uniforme
- Experimento de Michelson-Morley
  - Búsqueda de un sist. de referencia absoluto
  - Descubrimientos
    - Inexistencia del Éter
    - Velocidad de la luz constante e invariable
- Relatividad de Einstein
  - Postulado 1
    - No existe ningún experimento que permita detectar el movimiento absoluto
  - Postulado 2
    - La velocidad de la luz en el vacío es siempre la misma y es independiente del movimiento del observador
- Relatividad Especial
  - Simultaneidad de sucesos
    - El tiempo no es absoluto, sino que depende del sistema de referencia
  - Contracción de la longitud
    - El observador situado en el sistema de referencia móvil ve la varilla más corta que el observador situado sobre la varilla
    - Lo=longitud en reposo
  - Dilatación del tiempo
    - El intervalo de tiempo que medimos en el sistema de referencia en movimiento con respecto al sistema de referencia en el que el suceso se encuentra, es más largo.
    - To=tiempo medido en el sist. de referencia
Ecuaciones Relatividad
- Masa relativista
  - Sirve para introducir la idea cualitativa de que un sistema en movimiento tiene mayor inercia y necesita mayor fuerza y cantidad de energía para ser acelerado
  - La masa que posee un cuerpo en reposo es independiente del observador
- Lorentz-Fitzgerald
- Energía relativista
  - Total
  - Cinética
- Principio de equivalencia masa-eergía
  - La energía se puede convertir en materia y la materia en energía. Por tanto, lo que se conserva es el conjunto masa-energía.
Cuántica
- Radiación del cuerpo negro
  - Cuerpo en el que la cantidad de radiación que emiten y absorben es la misma
  - Exitancia
    - Densidad de energía por unidad de tiempo y de superficie, y depende de la temperatura, de la naturaleza de su superficie y de la longitud de onda
  - Ley de Stefan-Boltzmann
    - Relaciona la energía emitida por el cuerpo negro y la temperatura a la que se encuentra
  - Ley de Wien
    - Proporciona la longitud de onda a la que se produce el máximo de radiación, para cada temperatura
- Ecuación de Planck-Einstein
  - Fotón
    - Energía de un fotón: energía transportada por un único fotón con una cierta longitud de onda y frecuencia electromagnética. A mayor frecuencia del fotón, mayor es su energía
    - Partícula elemental responsable de las manifestaciones cuánticas del fenómeno electromagnético
- Efecto Compton
  - Cuando un fotón, cuya energía E=h·ν es suficientemente grande, incide sobre un electrón que se considera libre, se observa que éste sale con velocidad v r que forma un ángulo f con el fotón incidente y, al mismo tiempo, aparece otro fotón difundido, formando otro ángulo θ (ángulo de difusión) con dicha dirección de incidencia
- Dualidad Onda-Corpúsculo
- Modelo Atómico de Bohr
  - 1er Postulado
    - El electrón sólo puede moverse en ciertas órbitas perfectamente definidas
  - 2o Postulado
    - Mientras permanece en alguna de las órbitas, el electrón no emite ni absorbe energía y en ella son aplicables las leyes de la mecánica clásica
  - 3er Postulado
    - La emisión o absorción de energía corresponde al paso de una órbita estacionaria a otra
  - 4o Postulado
    - Las únicas órbitas estables son aquellas en las que el momento angular del electrón respecto del núcleo es un múltiplo entero
- Principio de Indeterminación de Heisenberg
  - Es imposible determinar simultáneamente la posición y la cantidad de movimiento exactas de un electrón, por lo que es imposible determinar su trayectoria
- Modelo mecanocuántico del electrón
  - Ecuación de Ondas de Schrödinger
    - Explica el comportamiento del electrón en el átomo
  - Orbital
    - Zona del espacio que rodea al núcleo donde existe la máxima probabilidad de encontrar al electrón
Física Nuclear
- Núcleo Atómico
  - Número Atómico
    - Es el número de protones
    - Define el elemento
  - Número Másico
    - Suma de protones y neutrones
  - Isótopo
    - Átomos del mismo elemento químico que tienen distinto número de neutrones en su núcleo
- Energía de enlace nuclear
  - Energía de enlace
    - Energía liberada en la formación de éste a partir de los nucleones libres
  - Defecto másico
    - Diferencia de masa de los nucleones libres y la del núcleo en reposo
  - Energía de enlace por nucleón
    - División de la energía de Enlace entre el número de nucleos
      - A mayor energía por nucleón mayor estabilidad
- Radiactividad y desintegración
  - Desintegración Alpha
    - Se emiten núcleos de He 4
  - Desintegración Beta
    - Se emite un electrón
    - Se emite un positrón
  - Radiación γ
    - Radiación electromagnética
  - Dependiendo de a qué tipo de radiación se exponga un ser vivo, las alteraciones sufridas en sus tejidos pueden llegar a causas grandes males como tumores o la muerte
- Ley de Desintegración radiactiva
  - Actividad Radiactiva
    - Número de desintegraciones que se producen en la unidad de tiempo (Bequerel->Bq)
  - Constante radiactiva (λ)
    - Depende de cada isótopo
  - Periodo de semidesintegración
    - Tiempo que tardaría en desintegrarse la mitad de los núcleos de la muestra inicia
- Series Radiactivas
  - Conjunto de núclidos radiactivos naturales que proceden de un mismo núclido inicial que tras un tiempo acaban en un mismo núclido estable
- Reacciones nucleares
  - Cambio en la composición del núcleo
    - Pero conserva
      - Carga eléctrica
      - Número de nucleones
      - Conjunto masa-energía
      - Cantidad de movimiento
  - Fisión
    - Un núcleo, generalmente pesado, se rompe en dos fracciones más ligeras
  - Fusión
    - Dos o más núcleos ligeros dan lugar a otro más pesado y una o más partículas y radiación
  - La liberación de energía viene dada por el defecto másico en la ecuación masa-energía de Einstein
- Partículas elementales
  - Spin
    - Medio
      - Fermiones
    - Entero
      - Bosones
  - Carga
    - Positivas
      - Protones
    - Negativas
      - Electrones
    - Neutra
      - Neutrones
  - Masa
    - Ligeras
      - Leptones
    - Pesadas
      - Hadrones
  - Vida media
    - Estables
      - Electron
      - Prontón
      - Fotón
    - Inestables
      - Neutrones