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Tema 6 - Física nuclear
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Es el tema 6 de la asignatura Física aplicada a las ciencias de la salud, de 1º de Farmacia en la US.
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TEMA 6. FÍSICA NUCLEARMODELOS ATÓMICOS
• MODELO ATÓMICO DE THOMSON, TIPO “PUDDING DE PASAS”:
El núcleo es una esfera positiva (“pudding”), dónde las cargas positivas ocupan todo el volumen
del átomo. Dentro del mismo se encuentran los electrones (“pasas”), más pequeños, que se
mueven dentro de la esfera.
• MODELO ATÓMICO DE RUTHERFORD, MODELO DEL “SISTEMA SOLAR” PARA EL ÁTOMO:
El núcleo es una esfera positiva que debe ocupar un volumen más pequeño, por tanto dentro del
átomo existe espacio vacío. El núcleo se sitúa en el centro del átomo como sucede con el sol en el
centro de la galaxia. Los electrones orbitan alrededor del núcleo como los planetas orbitan
alrededor del sol.
EXPERIMENTO DE RUTHERFORD: Se estudió el bombardeo de
partículas alfa sobre una lámina de oro para analizar su interacción.
Resultado: La mayor parte de las partículas atraviesan la lámina. Otras
rebotan cuando se aproximan mucho al núcleo de oro.
Consecuencia: El núcleo debe ocupar un volumen más pequeño. Si la
partícula pasa muy cerca del núcleo rebota, si no lo atraviesa.
PARTÍCULA ALFA, α: He 2+, átomo de He doblemente ionizado.
• MODELO ATÓMICO DE BOHR:
El electrón orbita alrededor del núcleo describiendo una órbita circular. Sin embargo, sólo están
permitidas ciertas órbitas específicas (sólo son posibles ciertas energías del electrón). Dichas
órbitas se consideran estados estacionarios del átomo. Sólo se emite radiación cuando el
electrón realiza una transición de un estado a otro. La diferencia de energía entre los estados
está cuantizada y equivale a E fotón = h·c/λ=h·v
, • MODELO ATÓMICO ACTUAL:
El núcleo está compuesto por protones y neutrones, que son partículas sin carga y de masa
equivalente a la de los protones. Su papel es aportar masa dentro del átomo.
El electrón orbita alrededor del núcleo describiendo una órbita circular. Sin embargo, sólo están
permitidas ciertas órbitas específicas (sólo son posibles ciertas energías del electrón). Dichas
órbitas se consideran estados estacionarios del átomo. Sólo se emite radiación cuando el
electrón realiza una transición de un estado a otro. La diferencia de energía entre los estados
está cuantizada y equivale a E fotón = h·c/λ=h·v
EXPERIMENTO DE CHADWICK: Se estudió el bombardeo de
partículas sobre una lámina de parafina, aluminio y plomo.
Resultado: Se generan rayos de alta energía y de carácter
eléctricamente neutro que son capaces de atravesar el plomo. A su
vez expulsa protones de la parafina.
Consecuencia: Este haz de energía no es un fotón ya que atraviesa
el plomo. Como es capaz de expulsar protones de la parafina, debe
tener masa muy parecida a la del protón y a su vez ser neutro.
EL NÚCLEO
El núcleo está compuesto por dos tipos de partículas: neutrones y protones. Ambos se
denominan nucleones.
Los diferentes núcleos se clasifican en función del número de protones, número atómico, Z, y de
neutrones, N, que poseen. Su suma equivale al número másico, A.
- En la tabla periódica se recogen los distintos núcleos que podemos encontrarnos en la
naturaleza, denominados elementos. Cada elemento queda definido por el número de protones
que hay en el núcleo. Pero el número de neutrones no es fijo para cada elemento, lo que da lugar
a los isótopos, la mayoría de los cuales son inestables y se transforman mediante
desintegraciones radiactivas. Un ejemplo lo constituye el carbono: 12C, 13C y 14C.
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