1. 13.1 ORÍGENES DE LA FÍSICA
NUCLEAR
Una aplicación de la física relativista y de la física
cuántica
Física
2. La inmutabilidad de los átomos cuestionada
Algunos fenómenos como
Existencia Espectros
Radiactividad
Electrones atómicos
ponían en duda
La inmutabilidad de los Átomos
3. Algunos átomos parecían emitir algo…
1896 Becquerel descubre que placas
fotográficas que tenía guardadas en un cajón se
habían velado por la presencia de sales de
uranio.
1898 M. Curie y P. Curie, aíslan el polonio,
sustancia con actividad radiante.
1911 M. Curie y P. Curie, aíslan el radio,
sustancia con actividad radiante.
4. Animación
A.1. ¿Qué puede decirse sobre la naturaleza eléctrica de las
radiaciones en que queda dividido el haz incidente? ¿Y sobre su
masa?
5. Animación
A.1. ¿Qué puede decirse sobre la naturaleza eléctrica de las
radiaciones en que queda dividido el haz incidente? ¿Y sobre su
masa?
Radiactividad alfa: Carga positiva. Las que menos se curvan y
mayor masa tienen.
Radiactividad beta: Carga negativa. Las que más se curvan y por
tanto menor masa que alfa.
Radiactividad gamma: Carga neutra. No podemos afirmar nada de
su masa.
7. Animación
A.2. Utilizando la animación describe que tipo de radiación es más
penetrante.
Radiactividad alfa: Núcleo He-4. Apenas penetran un trozo de
papel y son muy ionizantes.
Radiactividad beta: Electrones. Pueden atravesar hasta 3 mm de
aluminio y son menos ionizantes.
Radiactividad gamma: Fotones alta energía. Pueden atravesar
hasta varios centímetros de plomo.
8. ¿Qué estaba pasando en el interior de los átomos?
1911, EXPERIENCIA DE RUTHERFORD
Animación 1 Animación 2 Animación 2
Se pudo determinar la carga del núcleo de una serie de elementos y
se constató que coincidía con el número de orden del elemento en
el Sistema Periódico…
¿pero cuál era el tamaño del núcleo?
9. A.2. ¿Cómo puede determinarse aproximadamente el radio de un
núcleo de oro bombardeado por partículas alfa de velocidad
2·107m/s?
Determinar la longitud de onda y la energía (en MeV) de la partícula
alfa (m = 6,6.10-27 kg).
10. A.2. ¿Cómo puede determinarse aproximadamente el radio de un
núcleo de oro bombardeado por partículas alfa de velocidad
2·107m/s?
Determinar la longitud de onda y la energía (en MeV) de la partícula
alfa (m = 6,6.10-27 kg).
La distancia de máximo acercamiento de las partículas alfa al núcleo
será mayor al radio del núcleo:
El tamaño del núcleo es del orden de unos 10 fm, aproximadamente
10-4 veces el del átomo (1 A).
11. A.2. ¿Cómo puede determinarse aproximadamente el radio de un
núcleo de oro bombardeado por partículas alfa de velocidad
2·107m/s?
Determinar la longitud de onda y la energía (en MeV) de la partícula
alfa (m = 6,6.10-27 kg).
La distancia de máximo acercamiento de las partículas alfa al núcleo
será mayor al radio del núcleo:
El tamaño del núcleo es del orden de unos 10 fm, aproximadamente
10-4 veces el del átomo (1 A).
La longitud de onda es de 5 fm y la energía de 8,2 MeV. Para
explorar núcleos necesitamos energías del orden del MeV y
longitudes de onda del orden del fm (para los átomos eran eV y A).
12. Se preguntaban…¿Qué es el núcleo?
Experimento Radiactividad Radiactividad
Rutherford Alfa Beta
Hicieron pensar
Núcleo estaba formado por partículas alfa y beta
14. A.3. Exponer razones contra este primer modelo nuclear.
No puede explicar el átomo más sencillo (Un solo protón)
15. A.3. Exponer razones contra este primer modelo nuclear.
No puede explicar el átomo más sencillo (Un solo protón)
A.4. ¿Pueden existir electrones en el núcleo? Estimar, a partir del
principio de indeterminación, la energía cinética mínima de un
electrón confinado en un núcleo.
16. A.3. Exponer razones contra este primer modelo nuclear.
No puede explicar el átomo más sencillo (Un solo protón)
A.4. ¿Pueden existir electrones en el núcleo? Estimar, a partir del
principio de indeterminación, la energía cinética mínima de un
electrón confinado en un núcleo.
Fue el principio de incertidumbre el que obtuvo la energía mínima del electrón
dentro del núcleo, obteniéndose una energía cinética mínima del electrón
superior a la energía de los rayos (Mev).
Esta es la energía mínima que debería tener un electrón en el núcleo
17. 1932, Chadwick descubre el neutrón
Se abandona definitivamente la idea
del electrón dentro del núcleo
19. A.5. Indicar toda la información contenida en N-14 y O-16.
El nitrógeno tiene número atómico Z=7 y por tanto posee 7
protones en el núcleo. Como su número másico es A=14, posee
14-7=7 neutrones
El oxígeno tiene número atómico Z=8 y por tanto posee 8 protones
en el núcleo. Como su número másico es A=16, posee
16-8=8 neutrones
20. A.5. Indicar toda la información contenida en N-14 y O-16.
El nitrógeno tiene número atómico Z=7 y por tanto posee 7
protones en el núcleo. Como su número másico es A=14, posee
14-7=7 neutrones
El oxígeno tiene número atómico Z=8 y por tanto posee 8 protones
en el núcleo. Como su número másico es A=16, posee
16-8=8 neutrones
A.6. Explicar la existencia de nuevos elementos con propiedades
químicas idénticas a las de los elementos ya conocidos, aunque
difieran en propiedades físicas.
21. A.5. Indicar toda la información contenida en N-14 y O-16.
El nitrógeno tiene número atómico Z=7 y por tanto posee 7
protones en el núcleo. Como su número másico es A=14, posee
14-7=7 neutrones
El oxígeno tiene número atómico Z=8 y por tanto posee 8 protones
en el núcleo. Como su número másico es A=16, posee
16-8=8 neutrones
A.6. Explicar la existencia de nuevos elementos con propiedades
químicas idénticas a las de los elementos ya conocidos, aunque
difieran en propiedades físicas.
Las propiedades químicas vienen dadas por el número de electrones
Las propiedades físicas por el número de nucleones
ISÓTOPOS
22. 1913, Soddy propone el nombre: Isótopos
Son elementos con iguales propiedades químicas pero distintas
propiedades físicas.
Mismo número atómico (Z) y distinto número másico (A)
No necesariamente son radiactivos.
Solo 20 elementos poseen un único isótopo.
La proporción en la que se encuentran en la naturaleza es siempre
constante (abundancia isotópica).
