Principio de relatividad restringida de Einstein:

Los campos magnéticos variables B producen campos eléctricos E y viceversa. Por lo tanto, las cargas oscilantes emiten energía en forma de ondas electromagnéticas, cuya velocidad de propagación viene dada por: donde E0 y nu0 son la cte dieléctrica del vacío.Por lo tanto:”la velocidad de la luz es cte en todos los medios, independientemente del movimiento del observador, del foco o de ambos”. Por otro lado sabemos que se cumple la ley de la suma vectorial de velocidades de Galileo, es decir v’=v-v0. Según estas dos afirmaciones caben dos posibilidades: o las leyes electromagnéticas son son iguales para todos los SR, o la ley de la suma de velocidades es incorrecta.//Posteriormente las experiencias de Michelson-Morley comprobaron que la velocidad de la luz es la misma tanto si el observador se aproxima al foco como si se retira. Esta experiencia llevo a Einstein a formular la teoría de la relatividad restringida, basada en:*”Las leyes físicas son idénticas en todos los SR inerciales”.*”la constancia de la velocidad de la luz en el vacío para todos los SR inerciales y en todas las direciones”, independientemente del movimiento del foco luminoso o del observador.

Consecuencias de la teoría de la relatividad:

1-La masa de los cuerpos deja de ser cte y aumenta con la velocidad de los mismos según la expresión:2-La longitud de los cuerpos se contraen con la velocidad, según la expresión:3-El tiempo se dilata con la velocidad, según la expresión:4-La energía total de una partícula en movimiento viene dada por:

Radiación del cuerpo negro.Hipótesis de Planck

Se llama radiación térmica a la radiación electromagnética que emiten los cuerpos como consecuencia de su temperatura. Todos los cuerpos emiten este tipo de radiación. En general, la energía radiante de un cuerpo corresponde a (landa) superiores a las del visible y a medida que aumenta la temperatura se llega a las radiaciones del visible, y si aun se aumenta mas la temperatura las radiaciones ya corresponden al UV.// Se denominan cuerpos negros a aquellos que tienen la propiedad de absorver todas las radiaciones que inciden sobre ellos, y por tanto, al no reflejar la luz, se les ve de color negro. No se cnoce ningún cuerpo que cumpla totalmente esta condición. Todos los cuerpos negros a la misma temperatura emiten radiaciones térmicas con el mismo espectro.
Leyes de emisión:*Ley de STEFAN-BOLTZMANN: ” La intensidad de energía emitida por un cuerpo es directamente proporcional a la cuarta potencia de su temperatura absoluta”*Ley de los desplazamientos de WIEN: ” la longitud de onda para la cual la intensidad de la energía emitida es máxima disminuye al aumentar la temperatura”.

Teoría de los cuantos de Planck:

“La energía emitida por un cuerpo negro no es contínua sino discreta, formada por gránulos de energía llamados cuantos”, siendo la energía de cada cuanto:E=hv(frecuencia) donde v es la frecuencia de radiación y h es la cte de Planck.

Espectros:

Cuando radiación luminosa monocromática pasa a través de un prisma óptico, se refracta, cambia de dirección. Si la luz que pasa es blanca, se descompone en sus colores debido a la distinta velocidad de propagación de las radiaciones en el prisma. Cada color corresponde a una radiación electromagnética que posee una longitud de onda y una frecuencia determinada. Si recogemos sobre una pantalla el haz de radiaciones que sale del prisma obtenemos un ESPECTRO.

Clases de espectros:

Los espectros de emisión son producidos por las radiaciones emitidas por los cuerpos incandescentes. Si la luz es producida por un sólido o líquido incandescente el espectro que se obtiene es contínuo. Si la sustancia que emite la luz se encuentra en estado gas o vapor, el espectro es discontínuo.Cada raya corresponde a una determinada longitud de onda.*Los espectros de absorción se obtienen cuando la luz que contiene todas las radiaciones atraviesa la sustancia problema y luego pasa por una rendija y un prisma óptico.//Las longitudes de onda que un elemento emite al ser calentado son las mismas que ese elemento absorve cuando se encuentra en su estado normal y son carácterísticas de dixo elemento.//Los espectros atómicos:
se originan a partir de la energía radiante emitida por los átomos cuando previamente son excitados, son discontinuos. Las carácterísticas principales son:*Cada elemento químico tiene su espectro carácterístico diferente al resto de los demás elementos.*A cada una de las rayas que forman el espectro le corresponde una longitud de onda determinada que viene dada por la expresión: *El conjunto de saltos de los electrones desde niveles u orbitas superiores a otros inferiores reciben el nombre de serie espectral.

Hipótesis de Broglie:

” toda partícula en movimiento(protón, electrón, neutrón…) lleva asociada una onda cuya longitud de onda es directamente proporcional a la cte de Planck e inversamente proporcional a su cantidad de movimiento”:(landa)=h/p. Teniendo en cuenta que la energía de un cuanto de Planck es: E=hv=hc/(landa) y teniendo en cuenta la ecuación relativista de Einstein: E=mc2, al igualar ambas expresiones:hc/landa=mc2–>landa=h/mc=h/p, si se trata de un fotón de luz: p=mc y si se trata de cualquier otra partícula: p=mv. Las partículas materiales tiene propiedades semejantes a las ondas. Así como el fotón tiene asociada una onda que gobierna su movimiento, cualquier partícula de materia debe tener asociada una onda, por lo tanto,tanto la radiación como la materia tienen carácter dual onda-corpúsculo.

Principio de incertidumbre de Heinsember :

Se a visto que tanto la radiación como la materia tiene carácter dual onda-partícula. De esta naturaleza dual se desprende que es prácticamente imposible realizar medidas simultáneas de posición y velocidad de una partícula con precisión infinita, por lo que heisember enuncia el siguiente principio de incertidumbre:”no es posible conocer simultáneamente y con precisión la posición y el momento lineal de una partícula, de tal forma que el producto de los errores cometidos al determinar estas magnitudes es mayor o igual ke la cte de Planck”. , siendo Ax la imprecisión en la posición de la partícula y Ap la imprecisión en su cantidad de movimiento.

Defecto de masa y energía de enlace por nucleón:

las fuerzas conocidas entre los distintos nucleones son eléctricas o gravitatorias. Estas fuerzas reciben el nombre de Interacción Nuclear Fuerte y tienen las siguientes carácteríticas:* No dependen de la carga eléctrica*Son de corto alcance*Son fuerzas de cohesión que se establecen permanentemente entre protón y protón, neutrón y neutrón y protón y neutrón.// Se denomina defecto de masa a la diferencia que existe entre la masa de los nucleones ke forman el núcleo y la masa real de éste:Am=Z(+)m(+)+(A-Z)(pto negro)m(pto negro)-M subíndice núcleo. Esta perdida de masa se ha transformado en energía según Einstein y es la energía que mantiene unidos a los nucleones en el núcleo, la cual recibe el nombre de Energía de enlace, también se puede definir como la energía necesaria para descomponer un núcleo de sus nucleones: AE=Am·c2. // Cuanto mayor es la energía de enlace por nucleón mas estable es el núcleo.

Magnitudes radiactivas:

Un núcleo puede permanecer en un estado inestable durante mucho tiempo y en un momento determinado desintegrarse. Sean Nsub0 el numero de núcleos existentes en un momento determinado, al cabo de cierto tiempo, dt, se habrá desintegrado dN, quedando en ese instante sin desintegrar N núcleos. Se denomina actividad o velocidad de desintegración (dN/dt) al numero de núcleos desintegrados en la unidad de tiempo y se ha demostrado ke es directamente proporcional al numero N de átomos presentes. Vsub0=a=dN/dt= -(landa)N , landa se denomina cte de desintegración, y representa la probabilidad de que un átomo determinado se desintegre en la unidad de tiempo.//La actividad de una sustancia radiactiva en el SI se mide en Becquerelios, siendo un Bq=1 desintegración/s.Frecuentemente se utiliza el Curio siendo la equivalencia 1Ci=3.7·10elevado10 Bq. // A la inversa de la cte de desintegración se le denomina vida media(teta) y representa la esperanza de vida futura de un átomo:(teta)=1/(landa).// Se define el periodo de semidesintegración como el tiempo que tiene ke transcurrir para ke el número de átomos o núcleos radiactivos disminuya a la mitad del número inicial.

Reacciones nucleares:

se denominan reacciones nucleares a los procesos en ke se producen cambios en el núcleo de los átomos. ” En las reacciones nucleares se conserva la energía , la cantidad de movimiento, el momento angular, el numero de nucleones y la carga eléctrica. Se clasifican en

:*Reacciones de bombardeo

El neutrón es una partícula ideal para las reacciones de bombardeo pues al no tener carga eléctrica puede penetrar fácilmente en el núcleo sin ser repelida. Para conseguir ke las partículas lleguen al núcleo salvando la barrera electrónica de los átomos es necesario que tengan suficiente energía.Para ello se aceleran con dispositivos muy sofisticados como el ciclotrón y el betatrón. La radiactividad artificial fue descobuerta por el matrimonio Curie al bombardear una lamina de aluminio con partículas alfa y observar la emisión expontánea de neutrones, pero también observaron la emisión de protones que no era instantánea y que duraba un cierto tiempo una vez suprimidas las partículas alfa. Los elementos transuranicos fueron obtenidos a partir de reacciones(n,y), ya que estas reacciones son las mas utilizadas en la obtención de núcleos radiactivos artificiales

.*Fisión nuclear:

consiste en la ruptura de ciertos núcleos pesados por acción de los neutrones en dos núcleos de igual o parecida masa con la producción de nuevos neutrones y un gran desprendimiento de energía.*Reacciones en cadena: En una reacción de fisión se originan dos o tres neutrones por núcleo de uranio. Teóricamente cada uno de estos neutrones puede causar una nueva fisión liberando más energía y dando lugar, nuevamente a varios neutrones. Y así sucesivamente pudiendo ocurrir una sucesión en cadena.*bomba atómica: es un dispositivo diseñado para producir una reacción de fisión en cadena de forma incontrolada, que se genera y refuerza a velocidad constante. El fundamento es el mismo que el del reactor nuclear, con al diferencia que ahora seria un reactor supercrítico.*

Fusión nuclear:

consiste en la uníón de núcleos ligeros para formar núcleos más pesados y gran cantidad de energía. Además de producir mas energía el proceso de fusión prosee otras ventajas, como ser mas limpio, en el sentido de que no se originan isótopos radiactivos nocivos para la salud. //Actualmente, la energía de fusión puede aprovecharse solo para las bombas de hidrógeno en las que las altas temperaturas encesarias para que se inicie la reacción se consigue mediante reacciones de fisión.