La física nuclear y el núcleo
El núcleo atómico
Toda la materia está compuesta de diferentes combinaciones de por lo menos tres partículas fundamentales: protones, neutrones y electrones. El electrón tiene una masa de 9x10-31 kg y una carga de e=-1.6x10-19. El protón es el núcleo de un átomo de hidrogeno. Tiene una masa de 1.673x10-27 kg y una carga positiva igual en magnitud a la carga de un electrón (+e).La otra partícula nuclear, el neutrón, está presente en el núcleo de todos los elementos con excepción del hidrogeno. Tiene una masa de 1.675x10-27kg que es ligeramente mayor que el protón pro no tiene carga. La fuerza nuclear es muy intensa y de corto alcance si dos nucleones están separados por aproximadamente 1 fm, se produce una fuerza de atracción muy intensa que decae rápidamente a cero.
Los elementos
Se han realizado múltiples intentos de organizar los diferentes tipos de alimentos, de acuerdo con sus respectivas propiedades físicas o químicas. A cada elemento se le asigna un número que los distingue de los demás. Del número atómico dependen indirectamente las propiedades químicas de cada elemento, en virtud de que z determina el numero de electrones que se necesita para equilibrar la carga.
La unidad de masa atómica
Los científicos por lo general expresan las masas atómicas y nucleares en unidades de masa atómica. Unidad de masa atómica es exactamente igual a u doceavo de la masa de la forma más abundante del átomo de carbono. En relación con el kilogramo, la unidad de masa atómica es 1u=1.6606x10-27kg. La masa puede igualarse con unidades de energía gracias a la relación de Einstein.
Isótopos
Es posible que 2 átomos del mismo elemento tengan un núcleo que contiene diferentes números de neutrones. Este tipo de átomos llamados isótopos. La comprobación experimental de la existencia de isótopos se realiza con un espectrómetro de masa. Los iones positivos que se muevan con mayor rapidez pasaron después hacia la región de abajo.
Defectos de masa y energía de enlace
Uno de los hechos sorprendentes que eso posible demostrar con un espectrómetro de masas es que la masa del núcleo no es exactamente igual a la suma de masas de sus nucleones. A la energía total que debería liberarse si en efecto pudiéramos construir un núcleo a partir de protones y neutrones se le conoce como energía de enlace del núcleo.
Radioactividad
La intensa fuerza nuclear mantiene los nucleones unidos al núcleo, logra superar la fuerza de repulsión de coulomb que ejerce los protones. Se dice que dichos grupos inestables son radioactivos y tienen una propiedad que se conoce como radioactividad. Existen 3 formas principales de emisión radioactiva del núcleo atómico.
1Particula alfa: una partícula alfa es el núcleo de un átomo de helio y consta de dos protones y dos neutrones.
2 Partícula beta: hay dos clases de partícula beta, la partícula beta negativa con el signo de menos (B-) y la partícula positiva con el signo de (B+).
3 Rayos gamma: un rayo gamma es una onda electromagnética de alta energía semejante al calor y a la luz
Decaimiento radioactivo
Analizamos el decaimiento radioactivo debido a la partícula alfa, beta y gamma y estudiáramos lo que sucede durante cada proceso.
Vida media
El material radioactivo continúa emitiendo radiaciones hasta que todos los átomos del mismo han decaído. Este número se conoce como actividad R y se obtiene mediante la siguiente expresión
R=-∆N/∆T
Reacciones nucleares
Es una reacción química los átomos de dos moléculas reaccionan para formar diferentes moléculas. En las reacciones nucleares que estudiamos se deben observar algunas leyes de conservación principalmente la: conservación de la carga, conservación de nucleones y conservación de la masa-energía.
Conservación de la carga: la carga total de un sistema no puede aumentar ni disminuir en una reacción nuclear.
Conservación de nucleones: el número total de nucleones en la interacción debe permanecer inalterado.
Conservación de la masa-energía: la masa- energía total de un sistema debe permanecer inalterado en una reacción nuclear
Función nuclear
La función nuclear es un proceso por el cual los nucléolos pesados se dividen en dos o mas núcleos de números de masas intermedios.
Reactores nucleares: es un dispositivo que controla la función nuclear de material radioactivo y grandes cantidades de energía. La función nuclear .L a energía liberada en la formación de 42 Hz a partir de sus nucleones componentes. A una unión de nucleones ligeros que forman un núcleo pesado se le denomina “función nuclear”
Cosmología
La cosmología física, es la rama de la astrofísica, que estudia la estructura a gran escala y la dinámica del Universo. En particular, trata de responder las preguntas acerca del origen, la evolución y el destino del Universo.
La cosmología física, tal y como se comprende actualmente, comienza en el siglo XX con el desarrollo de la Teoría general de la relatividad de Albert Einstein y la mejora en las observaciones astronómicas de objetos extremadamente distantes. Estos avances hicieron posible pasar de la especulación a la búsqueda científica de los orígenes del universo y permitió a los científicos establecer la Teoría del Big Bang que se ha convertido en el modelo estándar mayoritariamente aceptado por los cosmólogos debido a el amplio rango de fenómenos que abarca y a las evidencias observacionales que lo apoyan, aunque todavía existe una minoría de investigadores que presenten otros puntos de vista basados en alguno de los modelos cosmológicos alternativos.
La cosmología física trata de entender las grandes estructuras del universo en el presente (galaxias,agrupaciones galácticas y supercúmulos), utilizar los objetos más distantes y energéticos (quásares, supernovas y GRBs) para entender la evolución del universo y estudiar los fenómenos ocurridos en el universo primigenio cerca de la singularidad inicial (inflación cósmica, nucleosíntesis primordial y Radiación de fondo de microondas).
Daniel Hernandez
Juan Eduardo Amaya
Jesus Rolando Zuñiga
Osvaldo Puente
Angel Tobias
