Determinacion De La Naturaleza Ondulatorio De La Materia

INDICE.

INTRODUCCION

A) DETERMINACION DE LA NATURALEZA ONDULATORIO DE LA MATERIA.

• Postulados de la relatividad

• Longitud, masa y tiempo relativista

• Relación relativista de masa y energía

• Teoría cuántica y el efecto fotoeléctrico

B) IDENTIFICACIÓN DE LA ESTRUCTURA ATÓMICA

MODELOS ATÓMICOS

• Dalton

• Thompson

• Rutherford

• BHOR

MODELO CUÁNTICO

• Números cuánticos y orbitales

• Principio de exclusión de Pauli

• Principio de máxima multiplicidad

• Principio de indeterminación de Heisenberg

INTRODUCCION

La física moderna tiene sus comienzos a principios del siglo XX. En la época cuando el alemán Max Planck investigó sobre el “cuanto” de energía. Planck decía que eran partículas de energía indivisibles. También explicaba que éstas no eran continuas como lo decía la física clásica, por ello nace esta nueva rama de la física que estudia las manifestaciones que se producen en los átomos, los comportamientos de las partículas que forman la materia y las fuerzas que las rigen. A esta rama de la Física también se le llama física cuántica. Anteriormente, la física clásica no servía para resolver todos los problemas presentados, ya que estos se basan en certezas y la física moderna en probabilidades, lo que provocó dificultades para adaptarse a las nuevas ideas. Los temas tratados anteriormente no podían ser resueltos por la física clásica.

La física moderna trata de explicar los fenómenos que ocurren a nivel sub atómico, en especial las colisiones de partículas. La física de partículas es una rama muy moderna que es responsable de estudiar esas colisiones.

Peligros de Radiación para los Seres Vivos

La radiación puede ser dañina para los seres vivos. La radiación puede dañar directamente los seres vivos dañando sus células. Las células podrían dejar de funcionar, o podrían dejar de reproducirse. La radiación también puede hacer que las células se reproduzcan fuera de control, provocado cáncer.

La radiación también puede interferir con la reproducción de los seres vivos. Puede causar esterilidad, haciendo imposible la reproducción. Puede también causar mutaciones en su descendencia, que generalmente son perjudiciales o fatales.

Los animales (incluyendo los seres humanos) tienden a ser más susceptibles que las plantas, a los efectos dañinos de la radiación. Algunos tipos de microbios toleran altas dosis de radiación que fácilmente matarían a organismos multicelulares.

Las fuentes naturales de radiación desempeñan un papel en la evolución a largo plazo de las especies. Algunas mutaciones (una fracción muy minúscula) causadas por la radiación resultan ser beneficiosas. Dan mejor oportunidad de sobrevivir a ciertos organismos. A veces, las mutaciones causadas por la radiación producen una nueva especie más exitosa y mejor adaptada.

DETERMINACIÓN DE LA NATURALEZA ONDULATORIA DE LA MATERIA.

A) Determinación de la naturaleza ondulatoria de la materia

POSTULADOS DE LA RELATIVIDAD

1. Primer postulado (principio de relatividad)

La observación de un fenómeno físico por más de un observador inercial debe resultar en un acuerdo entre los observadores sobre la naturaleza de la realidad. O, la naturaleza del universo no debe cambiar para un observador si su estado inercial cambia. O, toda teoría física debe ser matemáticamente similar para cada observador inercial, presentando a lo sumo variaciones dentro del rango de las condiciones iniciales de la misma. O, las leyes del universo son las mismas sin que importe el marco de referencia inercial.

2. Segundo postulado (invariabilidad de c)

La Luz siempre se propaga en el vacío con una velocidad constante c que es independiente del estado de movimiento del cuerpo emisor y del estado de movimiento del observador.

LONGITUD MASA Y TIEMPO, RELATIVISTA

La longitud se contrae (en la dirección del movimiento) apreciablemente a velocidades del orden de la velocidad de la luz

Sea Lº la longitud de una barra, a velocidad v, su longitud medida según el sistema de referencia en reposo será L

.............______

L = Lº.V1-v²/c²

MASA.

La masa, en física, es la cantidad de materia de un cuerpo. Es una propiedad intrínseca de los cuerpos que determina la medida de la masa inercial y de la masa gravitacional. La unidad utilizada para medir la masa en el Sistema Internacional de Unidades es el kilogramo (kg). Es una cantidad escalar y no debe confundirse con el peso, que es una cantidad vectorial que representa una fuerza.

La masa es la magnitud física que permite expresar la cantidad de materia que contiene un cuerpo. En el Sistema Internacional, su unidad es el kilogramo (kg.). El concepto, que deriva del término latino masa, también permite referirse a la mezcla que proviene de la incorporación de un líquido a una materia pulverizada, de la cual resulta un todo espeso, blando y consistente.

RELACIÓN RELATIVISTA DE MASA Y ENERGÍA

Los términos masa y energía se usan para varios conceptos distintos, lo cual puede llevar a confusión. En ciertos contextos, se usan indistintamente ya que, en teoría de la relatividad existen contextos donde ambos conceptos son intercambiables. Sin embargo, aún en el uso relativista existen varias magnitudes diferentes que se interpretan como la "masa" de una partícula o cuerpo, en particular no deben confundirse:

Masa invariante, también conocida como masa en reposo, que es una magnitud independiente del observador.

Masa relativista aparente, o simplemente masa aparente, que es una magnitud dependiente del sistema de referencia que incrementa su valor con la velocidad.

Masa inercial aparente, sería el cociente entre la fuerza aplicada a una partícula y el módulo de la aceleración observada.

TEORÍA CUÁNTICA Y EL EFECTO FOTOELÉCTRICO

El efecto fotoeléctrico consiste en la emisión de electrones por un metal o fibra de carbono cuando se hace incidir sobre él una radiación electromagnética (luz visible o ultravioleta, en general). A veces se incluyen en el término otros tipos de interacción entre la luz y la materia:

Fotoconductividad: es el aumento de la conductividad eléctrica de la materia o en diodos provocada por la luz. Descubierta por Willoughby Smith en el selenio hacia la mitad del siglo XIX.

Efecto fotovoltaico: transformación parcial de la energía luminosa en energía eléctrica. La primera célula solar fue fabricada por Charles Fritts en 1884. Estaba formada por selenio recubierto de una fina capa de oro.

El efecto fotoeléctrico fue descubierto y descrito por Heinrich Hertz en 1887, al observar que el arco que salta entre dos electrodos conectados a alta tensión alcanza distancias mayores cuando se ilumina con luz ultravioleta que cuando se deja en la oscuridad.

B) IDENTIFICACIÓN DE LA ESTRUCTURA ATÓMICA

MODELOS ATÓMICOS

Un modelo atómico es una representación estructural de un átomo, que trata de explicar su comportamiento y propiedades. De ninguna manera debe ser interpretado como un dibujo de un átomo, sino más bien como el diagrama conceptual de su funcionamiento. A lo largo del tiempo existieron varios modelos atómicos y algunos más elaborados que otros:

Modelo atómico de Demócrito, el primer modelo atómico, postulado por el filósofo griego Demócrito.

Modelo atómico de Dalton, surgido en el contexto de la química, el primero con bases científicas.

Modelo atómico de Thomson, o modelo del budín, donde los electrones son como las "frutas" dentro de una "masa" positiva.

Modelo del átomo cúbico de Lewis, donde los electrones están dispuestos según los vértices de un cubo, que explica la teoría de la valencia.

Modelo atómico de Rutherford, el primero que distingue entre el núcleo central y una nube de electrones a su alrededor.

Modelo atómico de Bohr, un modelo cuan tizado del átomo, con electrones girando en órbitas circulares.

Modelo atómico de Sommerfeld, una versión relativista del modelo de Rutherford-Bohr.

Modelo atómico de Schrödinger, un modelo cuántico no relativista donde los electrones se consideran ondas de materia existente.

DALTON

El modelo atómico de Dalton fue expuesto en un libro llamado “Nuevo sistema de filosofía química”, y en síntesis decía lo siguiente:

La materia está formada por partículas pequeñísimas llamadas “átomos”.

Estos átomos no se pueden dividir ni romper, no se crean ni se destruyen en ninguna reacción química, y nunca cambian.

Los átomos de un mismo elemento son iguales entre sí, tienen la misma masa y dimensiones; por ejemplo, todos los átomos de hidrógeno son iguales.

Por otro lado, los átomos de elementos diferentes, son diferentes; por ejemplo, los átomos de oxígeno son diferentes a los átomos de hidrógeno.

Los átomos pueden combinarse para formar compuestos químicos. Por ejemplo, los átomos de hidrógeno y oxígeno pueden combinarse y formar moléculas de agua.

Los átomos, al combinarse para formar compuestos

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