FÍSICA CONTEMPORANEA

Question 1

ESTRUCTURA ATÓMICA DE LA MATERIA

Answer 1

–La estructura atómica de la materia se refiere a la disposición de las partículas más pequeñas que conforman la materia: los átomos, los electrones, los protones y los neutrones

–El átomo es la unidad básica que conforma a un elemento y que puede intervenir en una reacción química

–La corona electrónica es la parte exterior del núcleo en donde se encuentran orbitando los electrones alrededor del centro.

—Partículas Subatómicas—

Las partículas subatómicas del átomo son los neutrones, protones (partículas nucleares) y electrones.

-Electrones: Los electrones se denotan con el símbolo “e-“. Su masa es de 9.10938×10−28 g. Los electrones se encuentran girando alrededor del núcleo atómico a grandes velocidades.

–Protones: Los protones se encuentran en el núcleo del átomo y tienen una carga positiva.

–Neutrones: Los neutrones también se encuentran en el núcleo del átomo y no tienen carga eléctrica

–Los electrones y los protones determinan las propiedades químicas de los elementos

–Los neutrones no participan en las reacciones químicas en condiciones normales

Question 2

EAM MODELOS ATÓMICOS

Answer 2

Los modelos atómicos son representaciones teóricas que buscan explicar la estructura y el comportamiento de los átomos.

Cada uno de estos modelos ha contribuido a nuestra comprensión actual de la estructura atómica y ha llevado al desarrollo de la teoría cuántica, que es la base de nuestra comprensión actual de la estructura y el comportamiento de los átomos

Question 3

Modelo atómico de Demócrito (450 a.C.)

Answer 3

filósofo griego, propuso que la materia estaba formada por partículas indivisibles y eternas llamadas “átomos”.

Según Demócrito, las propiedades de la materia estaban determinadas por la forma y el tamaño de estos átomos

Question 4

Modelo atómico de Dalton (1803)

Answer 4

John Dalton propuso que los átomos de un mismo elemento eran iguales entre sí y tenían la misma masa e iguales propiedades.

También propuso que los átomos pueden combinarse entre sí para formar compuestos químicos

Question 5

Modelo atómico de Thomson (1897)

Answer 5

J.J. Thomson descubrió el electrón y propuso un modelo en el que los electrones estaban incrustados en una esfera de carga positiva, como las pasas en un pudín

Question 6

Modelo atómico de Rutherford (1911)

Answer 6

Ernest Rutherford propuso un modelo en el que los electrones orbitan alrededor de un núcleo central pequeño y denso que contiene toda la carga positiva y casi toda la masa del átomo

Question 7

Modelo atómico de Bohr (1913)

Answer 7

Niels Bohr propuso un modelo en el que los electrones orbitan alrededor del núcleo en niveles energéticos específicos

Question 8

Modelo atómico cuántico (1926)

Answer 8

Este modelo, desarrollado por Schrödinger, Heisenberg y Dirac, describe a los electrones como ondas de probabilidad alrededor del núcleo, en lugar de partículas en órbitas definidas

Question 9

EAM EL EXPERIMEMTO DE RUTHERFORD

Answer 9

– también conocido como el experimento de la lámina de oro, fue un hito en la física que permitió descubrir la estructura interna del átomo

–Este experimento fue llevado a cabo entre 1908 y 1913 por Ernest Rutherford, Hans Geiger y Ernest Marsden en la Universidad de Mánchester

Estos resultados inesperados llevaron a Rutherford a concluir que:

–La carga positiva del átomo está concentrada en una región denominada núcleo.
–Este núcleo atómico es increíblemente pequeño en comparación con el tamaño del átomo

– el experimento de Rutherford proporcionó la base para el modelo atómico de Rutherford, en el que los electrones orbitan alrededor de un núcleo central pequeño y denso que contiene toda la carga positiva y casi toda la masa del átomo

Question 10

EAM ESPECTROSCOPÍA Y EL MODELO ATÓMICO DE BOHR

Answer 10

—La espectroscopía es una rama de la física que estudia la interacción entre la radiación electromagnética y la materia, con especial interés en la absorción y emisión de luz.
Los diferentes tipos de radiación que emite un cuerpo se miden por la frecuencia y la longitud de onda de esta radiación

—El modelo atómico de Bohr, propuesto por Niels Bohr en 1913, es fundamental para entender la relación entre la espectroscopía y la estructura atómica.

Según este modelo, los electrones giran en órbitas circulares alrededor del núcleo del átomo sin irradiar energía.

Solo existen ciertas órbitas en las cuales los electrones tienen permitido estar.

El electrón solo emite o absorbe energía cuando pasa de una órbita permitida a otra. En dicho salto emite o absorbe un fotón cuya energía es la diferencia de energía entre ambos niveles

Question 11

FÍSICA NUCLEAR

Answer 11

—La física nuclear es una rama de la física que se ocupa del estudio de los núcleos atómicos, las partículas subatómicas y las interacciones nucleares. Se centra en comprender la estructura y propiedades de los núcleos atómicos, así como las fuerzas y reacciones nucleares que ocurren en ellos

—La física nuclear abarca una amplia gama de temas, que incluyen la desintegración radioactiva, la fisión nuclear, la fusión nuclear, la radiactividad, las interacciones de partículas cargadas con la materia, las reacciones nucleares inducidas y la producción de energía a través de procesos nucleares

—También se investiga la formación y desintegración de isótopos y la generación de elementos en el Universo, así como la radiación y sus efectos sobre la materia y los seres vivos

—La física nuclear abarca varios temas fundamentales.
–Estructura nuclear
–Desintegración radioactiva
–Reacciones nucleares
–Modelos nucleares
–Energía nuclear

Question 12

Estructura nuclear

Answer 12

La física nuclear estudia la composición y propiedades de los núcleos atómicos, incluyendo su tamaño, forma, carga, momento magnético y distribución de carga

Question 13

Desintegración radioactiva

Answer 13

Examina los procesos mediante los cuales los núcleos inestables se desintegran emitiendo partículas y radiación

Question 14

Reacciones nucleares

Answer 14

Los físicos nucleares se ocupan de la investigación de las interacciones entre núcleos y partículas subatómicas. Esto incluye dos tipos de reacciones:

La fisión nuclear, donde un núcleo pesado se divide en dos o más fragmentos.

La fusión nuclear, donde dos núcleos ligeros se combinan para formar uno más pesado

Question 15

Modelos nucleares

Answer 15

El desarrollo de modelos teóricos y matemáticos para describir y predecir el comportamiento de los núcleos atómicos se realiza mediante la física nuclear

Question 16

Energía nuclear

Answer 16

La física nuclear incluye el estudio de la energía nuclear para generar energía eléctrica a través de reacciones nucleares de fisión y fusión

Question 17

FN EL DESCUBRIMIENTO DE LA RADIOCTIVAD

Answer 17

–El físico francés Henri Becquerel descubrió la radioactividad en 1896 mientras investigaba las propiedades de las sales de uranio

–Poco después, los científicos Marie y Pierre Curie realizaron investigaciones adicionales sobre la radioactividad. En 1898, aislaron dos elementos altamente radiactivos: el polonio y el radio. Estos descubrimientos llevaron a la identificación de la radioactividad como una propiedad de ciertos elementos químicos

–En 1903, Becquerel y los Curie compartieron el Premio Nobel de Física por sus contribuciones al estudio de la radioactividad

–La radioactividad es un fenómeno físico en el que ciertos núcleos atómicos inestables emiten partículas subatómicas y radiación en un intento de alcanzar una mayor estabilidad. Este proceso ocurre de manera espontánea en ciertos elementos químicos, como el uranio, el torio y el potasio-40, que se encuentran en la corteza terrestre

Question 18

FN DECAIMIENTO RADIOCTIVO

Answer 18

–El decaimiento radioactivo es un fenómeno físico que implica la transformación espontánea de núcleos atómicos inestables en otros más estables

–El decaimiento radioactivo puede tomar varias formas, pero los tres tipos principales son
-alfa (α),
-beta (β), y
-gamma (γ)

–El cálculo del decaimiento radioactivo se basa en una ecuación matemática que describe cómo la actividad (o la cantidad de material radiactivo) de una muestra cambia con el tiempo. Esta ecuación se conoce como la Ley del Decaimiento Radioactivo. La forma general de la ecuación del decaimiento radioactivo es la siguiente:
N(t)=N0​⋅e^{−λt}
Donde:

N(t) es la cantidad de material radiactivo que queda en el tiempo t.
N0​ es la cantidad inicial de material radiactivo en el momento t=0.
λ es la constante de decaimiento

Question 19

alfa (α),

Answer 19

Un núcleo inestable emite una partícula alfa, que consiste en dos protones y dos neutrones

Question 20

beta (β),

Answer 20

Involucra la transformación de un neutrón en un protón o viceversa dentro del núcleo

Question 21

gamma (γ)

Answer 21

Implica la liberación de radiación electromagnética en forma de rayos gamma

Question 22

FN DETECTORES DE RADIACTIVIDAD

Answer 22

Los detectores de radiactividad son dispositivos diseñados para medir la presencia y la intensidad de radiación ionizante, como la radiación alfa, beta, gamma y los rayos X

–Existen varios tipos de detectores de radiactividad, cada uno con sus propias características y aplicaciones

–Cámara de niebla de Wilson: Este dispositivo permite visualizar las trayectorias de las partículas cargadas.

–Tubo contador de Geiger-Mueller: Es un dispositivo que detecta la radiación ionizante mediante la ionización producida en un gas contenido en un tubo

–Contador de centelleos: Este detector utiliza un material que emite luz cuando es golpeado por una partícula cargada o un fotón

–Cámara de ionización: Este dispositivo mide la carga de los iones formados dentro de una cámara debido a la radiación ionizante

Question 23

FN FISIÓN Y FUSIÓN NUCLEARES

Answer 23

–La fisión y la fusión nucleares son dos procesos que liberan energía debido a las interacciones entre los núcleos atómicos

–Ambos procesos, la fisión y la fusión nucleares, son fundamentales en la física nuclear y tienen aplicaciones importantes en la generación de energía, tanto en reactores nucleares (fisión) como en el sol y las estrellas (fusión)

Question 24

Fisión nuclear

Answer 24

–La fisión nuclear es una reacción en la cual un núcleo pesado se descompone en dos núcleos, liberando energía y neutrones.

–Durante la fisión de dos átomos se modifica la composición de la fuerza nuclear de los núcleos y se libera o absorbe una gran cantidad de energía en forma de rayos gamma y también de energía cinética de las partículas emitidas.

–La energía emitida es tan grande que es posible que la materia entre en estado de plasma

–Generalmente se utilizan isótopos de uranio y plutonio

Question 25

Fusión nuclear

Answer 25

–La fusión nuclear es una reacción nuclear en la que varios núcleos atómicos se unen y forman un núcleo más pesado.

Estas reacciones son, en general:
-exotérmicas cuando ocurre entre átomos más ligeros que el hierro
-endotérmicas si son más pesados

–Las reacciones de fusión, mediadas por la interacción nuclear fuerte, ocurren cuando los átomos ligeros que van a fusionarse disponen de la suficiente energía como para vencer a las fuerzas electromagnéticas que los repelen.

–Estas condiciones solo se dan a gran temperatura, cuando la materia que forman estos átomos está en estado de plasma

Question 26

FN APLICACIONES DE LA RADIACTIVIDAD

Answer 26

Medicina:
Los doctores utilizan sustancias radioactivas para examinar el interior de los pacientes y diagnosticar enfermedades

Industria:
La tecnología nuclear se utiliza en el desarrollo y mejora de los procesos, mediciones, automatización y control de calidad.
También se utiliza en la fabricación de plásticos y en la esterilización de productos de un solo uso

Agricultura:
Los biólogos utilizan la radiación para estudiar cómo afecta a las plantas y pueden manipular las frutas y verduras para que sean más fuertes

Question 27

FN APLICACIONES DE LA ENERGÍA NUCLEAR

Answer 27

Generación de electricidad: El uso más importante de la energía nuclear es la generación de electricidad en las centrales nucleares. En estas centrales, se utiliza la fisión nuclear de los átomos de uranio para generar electricidad

Procesos industriales:
La tecnología nuclear se utiliza en el sector industrial para el desarrollo de determinados procesos, como la medición, la automatización y control de calidad

Armamento militar:
Los descubrimientos en el campo de la energía nuclear también permitieron desarrollar armas nucleares muy destructivas

Question 28

OTRAS FORMAS DE ENERGIA

Answer 28

¬Energía química:
Esta es la energía
almacenada en los enlaces químicos de las moléculas. Se libera durante las reacciones químicas, como la combustión.

¬Energía hidráulica:
Es la energía que posee el agua debido a su movimiento o a su posición elevada. Se utiliza en las centrales hidroeléctricas para generar electricidad.

¬Energía solar:
Es la energía radiante producida por el Sol, que se puede convertir directamente en energía térmica o eléctrica.

¬Energía eólica:
Es la energía obtenida del viento, es decir, mediante la utilización de la energía cinética generada por efecto de las corrientes de aire.

¬Energía mareomotriz:
Es la energía que se obtiene aprovechando las mareas, es decir, la diferencia de altura media de los mares según la posición relativa de la Tierra y la Luna.

¬Energía metabólica:
Es la energía liberada en los procesos metabólicos, como la digestión y la respiración.

Cada una de estas formas de energía puede transformarse en otra forma de energía, de acuerdo con la ley de conservación de la energía