El átomo y sus partículas subatómicas: estructura y fenómenos físicos

El átomo y sus partículas subatómicas

1.1 El átomo y sus partículas subatómicas

Núcleo y estructura interna del átomo

› Núcleo y Estructura interna del átomo e Quark Tamaño <15 m Electron d Núcleo Tamaño - 15/71 u Neutron d y U = +Proton Atomo d U e Si La leagen estuviera a escala y los antonces los quarks y electrones cedirian, 0,1 mai y al jeseks 10 km

El núcleo esta formado por neutrones y protones.

• Lo neutrones están formados por quarks, uno de tipo up y dos de tipo down.

Lo protones están formados por quarks, dos de tipo up y uno de tipo down. Afuera del núcleo están los Đĩa. Ma, de Lourdes Vinger HếtMi24 a.m. Jue 24 de ago

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Rayos catódicos

1.1.1 Rayos catódicos El aire enrarecido sirve efectivamente para que, si alguna partícula pequeña se desplaza y choca una molécula de Nitrógeno u Oxígeno, se produzca una iluminación en la dirección del flujo de partículas de modo que pueda ser identificado. Thomson encontró que cuando un voltaje suficientemente alto (proveniente de una pila o bobina) era aplicado entre los electrodos como lo muestra la Figura, un rayo que el llamó rayos catódicos (porque comenzaba en el electrodo negativo de la pila), se producía. Este rayo viajaba hacia el electrodo (+) por lo que dedujo que se trataba de un flujo de partículas repelídas por el electrodo (-) que necesariamente significaba que eran partículas cargadas (-) atraídas por el electrodo (+) y que llamó desde entonces electrones e. .

Fotele de podes Vacio Cátodo Pantalla Rayos calóčicol Abočo0

Rayos anódicos

1.1.1 Rayos anódicos Los rayos anódicos: también conocidos con el nombre de canales o positivos, son haces de rayos positivos construidos por cationes atómicos o moleculares que se desplazan hacia el electrodo negativo en un tubo de Crookes. Es un fenómeno químico-físico por el cual algunos cuerpos o elementos químicos, llamados radiactivos, emiten radiaciones que tienen la propiedad de impresionar placas radiográficas fecisterografias, ionizar gases, producir fluorescencia, atravesar cuerpos opacos a la luz ordinaria, entre otros. Descubrimiento del protón: Si se realiza la misma experiencia del tubo de descarga pero con la modificación de que el cátodo esté perforado, tal como lo hiciera Goldstein en 1886, se observa que en la parte posterior del cátodo aparecen rayos luminosos llamados rayos anódicos ó canales.

Placas de deflexión vertical Placas de deflexión horizontal Cálodo Ánodo + Haz de electreces C Pantalla fosforescente Entrada Barrido de diente de sierra de entrada = A< ilh. Jue 24 de ago

QUIMICA electo UI POR 1.1.1 Rayos anódicos Experimentos posteriores demostraron que los rayos anódicos son partículas de carga positiva debido a su comportamiento frente a los campos eléctricos y magnéticos. Pero estos rayos NO se producen en el ánodo sino que tienen su origen en el choque de los electrones de suficiente energía con los átomos neutros del gas contenido en el tubo a quienes arrancan nuevos electrones dejando partículas positivas residuales que se dirigen aceleradas al cátodo y algunas lo atraviesan. Estas partículas positivas se desvían en sentido inverso a los rayos catódicos frente a campos eléctricos y magnéticos. Midiendo la relación masa/carga se encontró que son mucho más pesadas que los electrones y que dependía del gas encerrado en el tubo.

Radiactividad

01.1.2 Radiactividad » La radiactividad fue descubierta por el científico francés Antoine Henri Becquerel en 1896 de forma casi ocasional al realizar investigaciones sobre la fluorescencia del sulfato doble de uranio y potasio. Descubrió que el uranio emitía espontáneamente una radiación misteriosa. Esta propiedad del uranio, después se vería que hay otros elementos que la poseen, de emitir radiaciones, sin ser excitado previamente, recibió el nombre de radiactividad. La radiactividad es una reacción nuclear de "descomposición espontánea", es decir, un nucleido inestable se descompone en otro más estable que él, a la vez que emite una "radiación". El nucleido hijo (el que resulta de la desintegración) puede no ser estable, y entonces se desintegra en un tercero, el cual puede continuar el proceso, hasta que finalmente se llega a un nucleido estable. Se dice que los sucesivos nucleidos de un conjunto de desintegraciones forman una serie radiactiva o familia radiactiva.

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Base experimental de la teoría cuántica

1.2 Base experimental de la teoría cuántica

Teoría ondulatoria de la luz

1.2.1 Teoría ondulatoria de la luz Cuando en un estanque lleno de agua se deja caer una piedra, se produce una perturbación en la superficie del líquido, generando ondas en formas de círculos. Al observar la propagación de estas ondas, se tiene la impresión de que el agua se mueve hacia la orilla. Esto no es así; en su avance las ondas no arrastran consigo el agua. Para comprobar lo anterior, basta con colocar una hoja u otro objeto flotante sobre el líquido. Podremos observar como sube y baja, pero sin moverse en la dirección de propagación. A este tipo de ondas se les llama ondas transversales.

Radiactividad natural y artificial

A1.1.2 Radiactividad Se puede considerar que todos los isótopos de los elementos con número atómico igual o mayor a 84 (el polonio es el primero de ellos) son radiactivos (radiactividad natural) pero que, actualmente, se pueden obtener en el laboratorio isótopos radiactivos de elementos cuyos isótopos naturales son estables (radiactividad artificial). Las radiaciones ionizantes generadas en la desintegración radiactivas pueden ser de tres tipos:

• alfa, es un flujo de partículas positivas constituido por dos protones y dos neutrones.
• beta, es un flujo de electrones producido por la desintegración de neutrones en los núcleos radiactivos.
• gamma, es un flujo de ondas electromagnéticas de alta energía si proviene de la reestructuración del núcleo o de mucha energía si proviene de la reestructuración de capas profundas del átomo (rayos X).

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Masa atómica

MASA ATÓMICA

• La masa atómica puede ser considerada como la masa total de protones y neutrones
• La masa atómica es algunas veces usada incorrectamente como un sinónimo de masa atómica relativa, masa atómica media y peso atómico; estos últimos difieren sutilmente de la masa atómica. La masa atómica está definida como la masa de un átomo, que sólo puede ser de un isótopo a la vez, y no es un promedio ponderado en las abundancias de los isótopos. En el caso de muchos olomontre aux tionen

0 Número másico 23 11 Na 1 Número atómico Dra. Ma. de Lourdes Vel quez Hdz. A 60 Co

Radiación del cuerpo negro y teoría de Planck

1.2.2 Radiación del cuerpo negro y teoría de Planck Sobre la superficie de un cuerpo incide constantemente energía radiante, una parte de la cual se refleja y la otra se transmite. Si la superficie del cuerpo es lisa y pulimentada, como la de un espejo, la mayor parte de la energía incidente se refleja, el resto atraviesa la superficie del cuerpo es absorbida por sus átomos o moléculas. La superficie de un cuerpo negro (el nombre cuerpo negro fue introducido por Gustav Kirchhoff en 1862) es un caso limite, en el que se considera que toda la energía que incide sobre él es absorbida. Sin embargo, no existe en la naturaleza un cuerpo negro ideal, ya que incluso el negro de humo refleja, aproximadamente, el 1% de la energía incidente

Comportamiento ondulatorio de la luz

A1.2.1 Teoría ondulatoria de la luz Este mismo comportamiento ondulatorio lo presenta el fenómeno de la luz, pero con la gran diferencia de que ésta no necesita un medio material para propagarse, como las ondas en el agua. Así como la luz puede viajar en el espacio vacio, como el existente entre el Sol y la Tierra, también lo puede hacer a través de sustancias sólidas, líquidas y gaseosas. Todo fenómeno ondulatorio presenta dos características fundamentales: la longitud de onda y la frecuencia. La longitud de onda es ladistancia entre dos crestas consecutivas o partes altas de la onda. En el agua esta distancia puede ser de varios centímetros, mientras que en la luz es menor a una milésima de milimetro. La frecuencia es el número de crestas que se forman en un intervalo de tiempo determinado. Cuando este tiempo lo fijamos en un segundo, la unidad de medida es el Hertz (Hz). Christian Huygens La teoría ondulatoria de la luz se atribuye al físico holandés Christian Huygens (1629- 1695). En la primera exposición que hizo Huygens de esta teoría, dijo que la luz se propaga por medio de ondas mecánicas que son producidas por un foco luminoso.

Radiación del cuerpo negro

1.22 Radiación del cuerna no Planck D El término radiación se refiere a la emisión continua de energía desde la superficie de cualquier cuerpo. Esta energía se denomina radiante y es transportada por las ondas electromagnéticas que viajan en el vacío a la velocidad de la luz. Las ondas de radio, las radiaciones infrarrojas, la luz visible, la luz ultravioleta, los rayos x y los rayos y, constituyen distintas regiones del espectro electromagnético. ESPECTRO ELECTROMAGNÉTICO Ïas - ESPECTRO VISIBLE --

Efecto fotoeléctrico

1.2.3 Efecto fotoeléctrico El efecto fotoeléctrico consiste en la emisión de electrones por un material cuando se le ilumina con radiación electromagnética (luz visible o ultravioleta, en general). A veces se incluye en el término otros tipos de interacción entre la luz y la materia:

• Fotoconductividad: es el aumento de la conductividad eléctrica de la materia o en diodos provocada por la luz. Descubierta por Willoughby Smith en el selenio hacia la mitad del siglo XIX.
• Efecto fotovoltaico: transformación parcial de la energía luminosa en energía eléctrica. La primera célula solar fue fabricada por Charles Fritts en 1884. Estaba formada por selenio recubierto de una fina capa de oro.

El efecto fotoeléctrico fue descubierto y descrito por Heinrich Hertz en 1887. La explicación teórica solo fue hecha por Albert Einstein en 1905 quien basó su formulación de la fotoelectricidad en una extensión del trabajo sobre los cuantos de Max Planck. Más tarde Robert Andrews Millikan pasó diez años experimentando para demostrar que la teoría de Einstein no era correcta ... y demostró que sí lo era. Eso permitió que Einstein y Millikan compartiesen el premio Nobel en 1921 y 1923 respectivamente.

Fórmula de radiación de cuerpo negro

teoria de Planck vil del cuerpo negro y En el año de 1900, Max Planck propuso la famosa fórmula de radiación de cuerpo negro, que anunció el surgimiento de la teoría cuántica. Ésta surgió a raíz de la observación que hizo Planck de la fórmula de Wien, en el sentido de que esta última coincidía bastante bien con los datos experimentales a altas frecuencias (longitudes de onda pequeñas), pero que discrepaba a bajas frecuencias, de tal manera que él estableció una fórmula general que predecía el comportamiento correcto en toda la gama de frecuencias: u(v,T) = 8Thv3 c3 exp(hv/kT)-1) 1 > expresión en la que ooo, do representa la densidad de energía espectral por unidad de frecuencia (J/m 3 )·s; c, es la constance de Planck (6.62×10 -34 (J.s)); a, es la frecuencia de la radiación electromagnética (s -1 ); c es la velocidad de la luz en el vacío (3×10 8 (m/s)); k, es la constante de Boltzmann (1.3805 x 10 -23 (J/K)), y T es la temperatura, en (K), del cuerpo negro.