EL Electrón:
El electrón es una partícula que orbita alrededor del núcleo con carga negativa de valor
-1,602*10 elevado -19 C y con una masa 1800 veces menor que la masa del protón.
Cada una de las orbitas en las que puede girar el electrón tiene un valor de energía determinado donde las orbitas mas cercanas al núcleo tendrán un valor de energía inferior al valor de energía de las orbitas mas alejadas al núcleo. Por tanto para que un electrón se mueva de una orbita interna a otra mas externa necesitara absorver energía cuyo valor vendrá dado por la siguiente ecuación.(AE=EF-EI)
Al perturbar a un átomo por ejemplo incidiendo sobre el con una radiación los electrones podrán absorver energía y pasar de orbitas inferiores a orbitas mas externas a ese proceso se le llama exitacion, al cesar la perturbación el electrón vuelve a su orbita inicial devolviendo el exceso de energía a través de una radiación electromagnética a este proceso se le denomina desexcitacion y será la base de origen de los Rx.
Si la radiación por la que se incida es de energía superior a la energía de la ultima orbita esta tendrá capacidad para arrancar un electrón por lo tanto el átomo quedara cargado positivamente. Al proceso de arranque de electrones se le llama ionización en consecuencia las radiaciones con suficiente energía para conseguir arrancar un electrón se les llama radiaciones ionizantes.
RADIACIONES ONDULATORIAS Y DE Partículas.
La energía se transmite a distancia a través de las radiaciones las cuales pueden ser de dos naturalezas distintas:
1.Naturaleza ondulatoria
2.Naturaleza corpuscular.
Radiación ondulatoria: Las ondas son perturbaciones que se transmitte a distancia sin que halla transporte de materia ya que lo que lo que transporta es energía.
Clasificación:
*Las ondas se pueden clasificar en función de 4 características.
-Clasificación de ondas en función del medio en el que se propongan.
>Ondas mecánicas:este tipo de ondas necesita medios(soporte físico)para propagarse ya sea solido, liquido o gaseoso. Ej: sonido
>Ondas electromagnéticas:este tipo de ondas no necesita medio para propagarse en consecuencia su velocidad de propagación será constante y de valor.(ej.Ondas radio,luz..)
>Ondas gravitacionales:este tipo de ondas se transmite a través de la relación que existe entre el espacio-tiempo(ley de la reactividad)
-Clasificación en función de su propagación.
>Ondas unidimensinales: este tipo de ondas se propagan en una única dirección del espacio(cuerda)
>Ondas bidimensionales: este tipo de ondas se propaga en dos direcciones del espacio(piedra en el agua, tambor(en la superficie))
>Ondas tridimensionales:este tipo de ondas se propaga en tres direcciones del espacio(sonido)(electro a veces)
-Clasificación en función de la vibración de las partículas.
>Ondas longitudinales:este tipo de ondas se propaga en la misma dirección en la que las partículas vibran.(sonoras)
>Ondas transversales:este tipo de ondas se propaga de manera perpendicular a la dirección de vibración de las partículas(electromagnéticas)
-Clasificación en función de la periodicidad.
>Ondas periódicas:es aquella que se repite a intervalos regulares de tiempo(se repite)
>Ondas no periódicas:este tipo de ondas no sigue ninguna temporalidad regular.
Radiaciones ondulatorias utilizadas en imagen para el diagnóstico y radioterapia.
Las radiaciones ondulatorias mas utilizadas en esta rama de la medicina son las radiaciones electromagnéticas y las radiaciones sonoras.
RADIACIONES Electromagnéticas:estas radiaciones tienen como propiedad fundamental que no necesitan medio para propagarse por lo que su velocidad de propagación será constante y de valor. 3*10elevado a 8.
Además cumple con todos los comportamientos relacionados con la propagación de ondas, es decir con la refracción, reflexión, difracción, interferencia y polarización.
-Efecto electromagnético:
El espectro electromagnético es un análisis en frecuencia de todos los tipos de ondas electromagnéticas y viene dado a través del siguiente esquema:
(esquema 10^24…)
-Dualidad onda corpuscular:
Toda materia tiene asociada una dualidad de comportamiento es decir se puede comportar como onda o como corpúsculo, dicho comportamiento dependerá de la función que se realiza en cada momento. En el caso de las ondas electromagnéticas esta dualidad se justifica a través de los siguientes postulados.
1.La onda electromagnética no es una onda continua sino que esta formada por pequeños fragmentos a los que llamaremos fotones.
2.Cada fotón esta compuesto por una energía fija la cual dependerá de la frecuencia de la onda y vendrá dado a través de la siguiente ecuación.
E=h*f
Por tanto una onda electromagnética se comportara como si estuviese formada por pequeñas partículas llamadas(fragmentos) fotones.
Gracias al comportamiento de dualidad se explica el efecto fotoeléctrico el cual consiste en la emisión de electrones por parte de un material al que se incide con una radiación electromagnética, la cual debe cumplir que su frecuencia sea mayor o igual a la frecuencia de resonancia del material.
Es importante tener en cuenta que aunque la onda electromagnética cumpla con el principio de dualidad, el fotón no tiene ni masa ni carga ya que es de naturaleza ondulatoria por lo que se moverá a una velocidad de 3*10 elevado 8 m/s y su energía dependerá de la ley de Planck
RADIACIONES SONORAS: las ondas sonoras son mecánicas ya que necesitan medio para propagarse, son longitudunales, tridimensionales y normalmente periódicas y en caso de que no lo fueran se podrán descomponer para poder ser organizadas.
-Espacio sonoro:
Clasificara a las ondas sonoras en función de su frecuencia y viene dado por el siguiente esquema:
Infrasonido:son ondas sonoras cuya frecuencia oscila entre 0 y 20 Hz y son incapaces de estimular al oído.
Sonido:son ondas sonoras cuya frecuencia esta comprendida entre 20 y 20000 Hz tendrán la capacidad de estimular al oído y se pueden clasificar en función de la frecuencia como graves(20-500), medios(500-1khz) o agudos.(1-20khz)
Ultrasonido:son ondas sonoras cuya frecuencia serán superiores a los 20 KHz, no serán percibidos por el oído humano pero tienen gran utilidad en la imagen diagnostica. Normalmente con una frecuencia comprendida entre un 1 mega Hz y 14 mHz y basaran su funcionamiento en el efecto piezoeléctrico.
RADIACIONES CORPUSCULARES:
Las radiaciones corpusculares están formadas por partículas por lo que en este tipo de radiaciones habrá transporte de materia y las partículas son las que transportan la energía que normalmente será energía cinética(energía relacionada con el movimiento)
Existen dos tipos de radiaciones corpusculares que son:
-Partículas cargadas: electrón, partícula alfa y partícula beta positiva
-Partículas no cargadas:neutrón
esquema:
Partículas CARGADAS:
-p.Alfa: carga 3.204*10^-19/composición:2p+(+)neutrones
-p.Beta-:carga -1.602*10^-19/composición:1e-
-p.Beta+:carga igual a la del -/1positron+
partículas no cargadas neutrón sin carga/1 neutrón.
La principal diferencia que existe entre unas partículas y otras será la capacidad de interactuar con la materia ya que las partículas cargadas lo podrán hacer a distancia gracias a la ley de coulomb, mientras las partículas no cargadas solo podrán interactuar con la materia a través del choque directo.
Interacción de las partículas cargadas con la materia
Esta interacción puede darse con dos partículas distintas que son:
1.Interacción con el electrón:al incidir con una radiación de partículas sobre el electrón este aumentara su energía pudiera sufrir dos efectos.
>exitacion:se producirá cuando la energía que adquiere el electrón sea suficiente para poder cambiar de orbita a una superior.
>ionización:se producirá cuando el electrón adquiera la energía suficiente para poder salir del átomo(mas que ultima orbita)
2.Interacción con el núcleo:debido a que el núcleo tienen casi toda la masa del átomo cuando se incide sobre el con una radiación de partículas no sufrirá ningún movimiento en cambio las partículas que se acerquen a el serán desviadas de su trayectoria original y frenadas por lo que emitirán una radiación electromagnética llamada radiación de frenado.
Este es el mecanismo fundamental para la producción de rayos x en imagen diagnostica y radioterapia.
Interacción de las partículas no cargadas con la materia.
Las partículas neutras no sufren interacción con la materia a distancia ya que no tiene carga. La única manera de interacciones será a través del choque directo. Esta radiación es muy penetrante y de manera general chocaran con el núcleo. Dependiendo de la energía que tengo la radiación de partículas neutras podremos tener 2 fenómenos distintos que son:
>dispersión:se producirá cuando la partícula choca contra el núcleo y rebota perdiendo así parte de su velocidad, es decir de su energía.
>absorción:este fenómeno se produce cuando la partícula choca con el núcleo y este la absorbe.