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jueves, 13 de junio de 2013





1. LOS ATOMISTAS



El atomismo es un sistema filosófico que surgió en Grecia durante el siglo V a. C. y en la India hacia el año 200 a. C.- 100 a. C. (Kanada), aunque tal vez mucho antes (Mosco de Sidón), según el cual el universo está constituido por combinaciones de pequeñas partículas indivisibles denominadas átomos (en griego significa que no se puede dividir).
En las antiguas creencias, el átomo se definía como el elemento más pequeño, a la vez extenso e indivisible, del que están hechas todas las cosas. Según el atomismo mecanicista deLeucipo y Demócrito (siglos V y IV a. C.), los átomos son unas partículas materiales indestructibles, desprovistas de cualidades, que no se distinguen entre sí más que por la forma y dimensión, y que por sus diversas combinaciones en el vacío constituyen los diferentes cuerpos. La concepción de la naturaleza fue absolutamente materialista, y explicó todos los fenómenos naturales en términos de número, forma y tamaño de los átomos. Incluso redujo las propiedades sensoriales de las cosas a las diferencias cuantitativas de los átomos.
Aristóteles rechaza la idea atomística con el argumento de que no puede existir el vacíosubyacente entre las partículas. Según la doctrina aristotélica, la materia está constituida de forma continua, es decir, que no puede dividirse en partes irreductibles.








2. TEORÍA ATÓMICA DE DALTON

En física y química, la teoría atómica es una teoría de la naturaleza de la materia, que afirma que está compuesta por pequeñas partículas llamadas átomos.
La teoría atómica comenzó hace miles de años como un concepto filosófico y fue en el siglo XIX cuando logró una extensa aceptación científica gracias a los descubrimientos en el campo de la estequiometría. Los químicos de la época creían que las unidades básicas de los elementos también eran las partículas fundamentales de la naturaleza y las llamaron átomos (de la palabra griega átomos  que significa "indivisible"). Sin embargo, a finales de aquel siglo, y mediante diversos experimentos con el electromagnetismo y la radiactividad, los físicos descubrieron que el denominado "átomo indivisible" era realmente un conglomerado de diversas partículas subatómicas (principalmente electrones, protones y neutrones), que pueden existir de manera separada. De hecho, en ciertos ambientes, como en las estrellas de neutrones, la temperatura extrema y la elevada presión impide a los átomos existir como tales. El campo de la ciencia que estudia las partículas fundamentales de la materia se denomina física de partículas.







3. TEORÍA ATÓMICA DE RUTENFORD


El modelo atómico de Rutherford es un modelo atómico o teoría sobre la estructura interna del átomo propuesto por el químico y físico británico-neozelandés  Ernest Rutherford para explicar los resultados de su "experimento de la lámina de oro", realizado en 1911.
El modelo de Rutherford fue el primer modelo atómico que consideró al átomo formado por dos partes: la "corteza", constituida por todos sus electrones, girando a gran velocidad alrededor de un "núcleo", muy pequeño, que concentra toda la carga eléctrica positiva y casi toda la masa del átomo.
Rutherford llegó a la conclusión de que la masa del átomo se concentraba en una región pequeña de cargas positivas que impedian el paso de las partículas alfa. Sugirió un nuevo modelo en el cual el átomo poseía un núcleo o centro en el cual se concentra la masa y la carga positiva, y que en la zona extranuclear se encuentran los electrones de carga negativa.



4. LA  RADIOCTIVIDAD





La radiactividad o radioactividad es un fenómeno físico por el cual los núcleos de algunos elementos químicos, llamados radiactivos, emiten radiaciones que tienen la propiedad de impresionar placas radiográficas, ionizar gases, producir fluorescencia, atravesar cuerpos opacos a la luz ordinaria, entre otros. Debido a esa capacidad, se les suele denominar radiaciones ionizantes (en contraste con las no ionizantes). Las radiaciones emitidas pueden ser electromagnéticas, en forma de rayos X o rayos gamma, o bien corpusculares, como pueden ser núcleos de helio, electrones o positrones, protones u otras. En resumen, es un fenómeno que ocurre en los núcleos de ciertos elementos, inestables, que son capaces de transformarse, o decaer, espontáneamente, en núcleos atómicos de otros elementos más estables.
La radiactividad ioniza el medio que atraviesa. Una excepción lo constituye el neutrón, que posee carga neutra (igual carga positiva como negativa), pero ioniza la materia en forma indirecta. En las desintegraciones radiactivas se tienen varios tipos de radiación: alfa, beta, gamma y neutrones.



4.1  RAYOS ALFA



Las partículas α son núcleos completamente ionizados, es decir, sin su envoltura de electrones correspondiente, de helio-4 (4He). Estos núcleos están formados por dos protones y dos neutrones. Al carecer de electrones, su carga eléctrica es positiva (+2qe), mientras que su masa es de 4 uma.
Se generan habitualmente en reacciones nucleares o desintegración radiactiva de otros núclidos que se transmutan en elementos más ligeros mediante la emisión de dichas partículas. Su capacidad de penetración es pequeña; en la atmósfera pierden rápidamente su energía cinética, porque interaccionan fuertemente con otras moléculas debido a su gran masa y carga eléctrica, generando una cantidad considerable de iones por centímetro de longitud recorrida.




4.2 RAYOS BETA


Una partícula beta β es un electrón que sale despedido de una desintegracion
 beta. Por la ley de Fajans, si un átomo emite una partícula beta, su carga eléctrica aumenta en una unidad positiva y el número de masa no varía. Ello es debido a que el número de masa o másico sólo representa el número de protones y neutrones, que en este caso el número total no es afectado, puesto que un neutrón "pierde" un electrón, pero se transforma en un protón, es decir, un neutrón pasa a ser un protón y por ende el total del número de masa (protones más neutrones) es incambiado.





4.3 RAYOS BETA -



la desintegracion beta - se debe a la interacción nuclear débil, que convierte un neutrón en un protón Un neutrón se convierte en un protón, un electrón y un antineutrino electrónico.



4.4 RAYOS beta +


n protón deviene en un neutrón, un positrón y un neutrino electrónico Esta reacción no ocurre en protones libres, pues implicaría violación al principio de conservación de la energía, ya que la suma de las energías de los productos resultantes sería mayor que la del protón.
Sin embargo, en protones ligados (integrantes de núcleos) puede ocurrir que la diferencia de energías entre el núcleo final y el inicial sea suficiente para crear las partículas resultantes, en cuyo caso la reacción es válida.
Este proceso compite en ocurrencia con la captura electrónica.






4.5 RAYOS GAMA



es un tipo de radiación electromagnética, y por tanto constituida por fotones, producida generalmente por elementos radiactivos o por procesos subatómicos como la aniquilación de un par positrón-electrón. También se genera en fenómenos astrofísicos de gran violencia.
Debido a las altas energías que poseen, los rayos gamma constituyen un tipo de radiación ionizante capaz de penetrar en la materia más profundamente que la radiación alfa y la beta. Pueden causar grave daño al núcleo de las células, por lo cual se usan para esterilizar equipos médicos y alimentos.
La energía de esta naturaleza se mide en megaelectronvoltios (MeV). Un MeV corresponde a fotones gamma de longitudes de onda inferiores a 10-11 m o a frecuencias superiores a 1019 Hz.
Los rayos gamma se producen por desexcitación de un nucleón de un nivel o estado excitado a otro de menor energía y por desintegración de isótopos radiactivos. Se diferencian de los rayos X en su origen. Éstos se generan a nivel extranuclear, por fenómenos de frenado electrónico. Generalmente a la radiactividad se le vincula con la energía nuclear y con los reactores nucleares. Aunque existe en el entorno natural: rayos cósmicos, expelidos desde el sol y desde fuera de nuestro sistema solar.



4.6 RAYOS X

La denominación rayos X designa a una radiación electromagnética, invisible, capaz de atravesar cuerpos opacos y de imprimir las películas fotográficas. Los actuales sistemas digitales permiten la obtención y visualización de la imagen radiográfica directamente en una computadora (ordenador) sin necesidad de imprimirla. La longitud de onda está entre 10 a 0,01 nanómetros, correspondiendo a frecuencias en el rango de 30 a 3000 PHz (de 50 a 5000 veces la frecuencia de la luz visible).

Los rayos X se pueden observar cuando un haz de electrones muy energéticos (del orden de 1 keV) se desaceleran al chocar con un blanco metálico. Según la mecánica clásica, una carga acelerada emite radiación electromagnética, de este modo, el choque produce un espectro continuo de rayos X a partir de cierta longitud de onda mínima dependiente de la energía de los electrones. Este tipo de radiación se denomina Bremsstrahlung, o ‘radiación de frenado’. Además, los átomos del material metálico emiten también rayos X monocromáticos, lo que se conoce como línea de emisión característica del material. Otra fuente de rayos X es la radiación sincrotrón emitida en aceleradores de partículas.























4.7 DESCUBRIMIENTO DEl NEUTRON Y POSITRON

 EL NEUTRON:

Mediante diversos experimentos se comprobó que la masa de protones y electrones no coincidía con la masa total del átomo; por tanto, el físico E. Rutherford supuso que tenía que haber otro tipo de partícula subatómica en el interior de los átomos .cuando estas partículas se descubrieron en 1932 por el físico J. Chadwick. Al no tener carga eléctrica recibieron el nombre de neutrones. El hecho de no tener carga eléctrica hizo muy difícil su descubrimiento.

Los neutrones son partículas sin carga y de masa algo mayor que la masa de un protón.





EL POSITRON :


El positrón es un electrón con carga positiva. La interacción con el electrón puede resultar en la aniquilación de ambos, con lo que se produce un par de fotones cuya energía equivale a la masa del par electrón-positrón. Esta propiedad define al positrón como la antipartícula asociada al electrón. Los primeros indicios de la existencia del positrón surgieron, como veremos a continuación, del esfuerzo teórico por deducir la estructura electrónica del átomo.



Carl David Anderson (n. Nueva York, 3 de septiembre de 1905 – † San Marino, California ,11 de enero de 1991) fue un físico estadounidense. Reconocido por su descubrimiento del positrón en 1932 y del mua en 1936.
Estudió en el Instituto de Tecnología de California, donde obtuvo el doctorado 1930. Posteriormente, en 1939, fue catedrático del departamento de Física en dicha Universidad.
Pronto destacó por sus trabajos de investigación sobre los fotoelectrones producidos por rayos X, la radiación cósmica (en colaboración con Robert Andrews Millikan), los rayos gamma y la radiactividad inducida. Fotografiando los rastros de rayos cósmicos en la cámara de ionización, descubrió en 1932 una partícula que bautizó con el nombre de positrón, llamada también electrón positivo por tener la misma carga positiva que un protóny la misma masa que un electrón, y cuya existencia había sido predicha unos años antes porPaul Adrien Maurice Dirac.
En 1938 descubrió otra importante partícula elemental relacionada con los rayos cósmicos, el mesón (llamado ahora mesón ý), previsto ya por Hideki Yukawa en 1935. En 1950 aportó pruebas de la existencia de partículas V cargadas y neutras.
Por su descubrimiento del positrón se le otorgó el Premio Nobel de Física en 1936, compartido con Victor Franz Hess.


4.8 MODELO ATOMICO DE BOHR

El modelo atómico de Bohr o de Bohr-Rutherford es un modelo clásico del átomo, pero fue el primer modelo atómico en el que se introduce una cuantización a partir de ciertos postulados (ver abajo). Fue propuesto en 1913 por el físico danés Niels Bohr, para explicar cómo los electrones pueden tener órbitas estables alrededor del núcleo y por qué los átomos presentaban espectros de emisión característicos (dos problemas que eran ignorados en el modelo previo de Rutherford). Además el modelo de Bohr incorporaba ideas tomadas del efecto fotoeléctrico, explicado por Albert Einstein en 1905.

En este modelo los electrones giran en órbitas circulares alrededor del núcleo, ocupando la órbita de menor energía posible, o la órbita más cercana posible al núcleo. El electromagnetismo clásico predecía que una partícula cargada moviéndose de forma circular emitiría energía por lo que los electrones deberían colapsar sobre el núcleo en breves instantes de tiempo. Para superar este problema Bohr supuso que los electrones solamente se podían mover en órbitas específicas, cada una de las cuales caracterizada por su nivel energético. Cada órbita puede entonces identificarse mediante un número entero n que toma valores desde 1 en adelante. Este número "n" recibe el nombre de Número Cuántico Principal.


























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