TEMAS SELECTOS DE FISICA

EQUIPO 1. TEORÍAS DE LA RELATIVIDAD

TEORÍA DE LA RELATIVIDAD ESPECIAL

La Teoría de la relatividad especial, también llamada Teoría de la relatividad restringida, es una teoría de la física publicada en1905 por Albert Einstein. Surge de la observación de que la velocidad de la luz en el vacío es igual en todos los sistemas de referencia inerciales y de obtener todas las consecuencias del principio de relatividad de Galileo, según el cual cualquier experimento realizado, en un sistema de referencia inercial, se desarrollará de manera idéntica en cualquier otro sistema inercial.

“El principio de la relatividad junto con las ecuaciones de Maxwell demandan que la masa es una medida directa de la energía contenida en los cuerpos”, escribió.

E=mc2

La famosa ecuación que describe la relación entre la energía (E), la masa (m) y la velocidad de la luz (c), derivada de la teoría especial de la relatividad. La ecuación fue publicada en el artículo de 1905 con una notación distinta. En 1907, Einstein generalizó el concepto de equivalencia de masa y energía.

- La masa y la energía son equivalentes, están relacionadas por la velocidad de la luz.

- La energía es una forma del movimiento, el movimiento es una propiedad de la materia.

- En el proceso de trabajo energético, la materia se transforma en distintas formas de energía.

- Las materias primas son los energéticos, su transformación produce energía eléctrica.

- La energía se conserva, no existe movimiento sin materia.

TEORÍA DE LA RELATIVIDAD ESPECIAL

Fue publicada en 1915.

En pocas palabras establece que el tiempo y el espacio son conceptos relativos por la imposibilidad de encontrar un sistema de referencia absoluto.

Es una teoría de la gravedad que reemplaza a la gravedad newtoniana, aunque coincide numéricamente con ella para campos gravitatorios débiles y "pequeñas" velocidades.

El nombre de la teoría se debe a que generaliza la llamada teoría especial de la relatividad. Los principios fundamentales introducidos en esta generalización son el Principio de equivalencia, que describe la aceleración y la gravedad como aspectos distintos de la misma realidad, la noción de la curvatura del espacio-tiempo y el principio de covariancia generalizado.

La intuición básica de Einstein fue postular que en un punto concreto no se puede distinguir experimentalmente entre un cuerpo acelerado uniformemente y un campo gravitatorio uniforme. La teoría general de la relatividad permitió también reformular el campo de la cosmología.

EQUIPO 2. MODELOS ATÓMICOS

MODELO ATOMICO DE DALTON

Toda la materia está formada por partículas muy diminutas llamadas átomos".

"Todos los átomos de un mismo elemento tienen el mismo peso y son iguales entre sí".

"Los átomos son indivisibles".

"Los cambios químicos en la materia se producen debido a combinaciones entre los átomos".

MODELO ATOMICO DE THOMSON

En1897 demostró que los rayos catódicos eran pequeñas partículas cargadas negativamente, éstas eran emitidas por el metal que componía al cátodo y las nombró electrones. Observo que todos átomos tenían las mismas características, Thomson consideró que los electrones estaban presentes en los átomos de cualquier cuerpo.

Propuso un modelo integrado por electrones cuyo movimiento se daba en una esfera electrificada de manera positiva, como si se tratara de un pastel de pasas.

MODELO ATOMICO DE RUTHERFORD.

Rutherford dedujo que el átomo tiene un núcleo central en el que se encuentra la mayor parte de la carga positiva de la masa del átomo, al que se llamo núcleo atómico, y alrededor del mismo se encuentran distribuidos los electrones como si fuera un sistema planetario en miniatura.

TEORIA DE NIELS BOHR SOBRE LA ESTRUCTURA DEL ATOMO

Este modelo los electrones giran en órbitas circulares alrededor del núcleo.

POSTULADOS DE BOHR

1- Los electrones describen órbitas circulares en torno al núcleo del átomo sin irradiar energía.

2-mientras los electrones giran su nivel de energia no radian ningun tipo de energia electromagnetica.

3-cuando un electron absorbe energia puede saltar a otro nivel de mayor energia.

MODIFICACIONES DE SOMMERFELD ALA TEORIA CUANTICA DE BOHR SOBRE LA ESTRUCTURA DEL ATOMO

Existian orbitas elipticas y circulares.

NUMEROS CUANTICOS Y ORBITALES

Número cuántico principal (n):

Representa al nivel de energía (estado estacionario de Bohr) y su valor es un número entero positivo (1, 2, 3, 4, etc) y se le asocia a la idea física del volumen del orbital.

El número cuántico principal determina el tamaño de las órbitas.

Número cuántico secundario (l):

Identifica al subnivel de energía del electrón y se le asocia a la forma del orbital. Sus valores dependen del número cuántico principal "n", es decir, sus valores son todos los enteros entre 0 y (n-1), incluyendo al 0. Ejemplo: n = 4 ; l = 0, 1, 2, 3.

Número cuántico magnético (m):

Describe las orientaciones espaciales de los orbitales. Sus valores son todos los enteros del intervalo (-l,+l) incluyendo el 0.Ejemplo: n = 4l = 0, 1, 2, 3m = -3, -2, -1, 0, +1, +2, +3.El número cuántico magnético determina la orientación espacial de las órbitas, de las elipses.

Número cuántico de espín (s): Describe el giro del electrón en torno a su propio eje, en un movimiento de rotación. Los valores que puede tomar el número cuántico de spin son -1/2 y +1/2.

ORBITALES “s”: Los orbitales "s" son esféricamente simétricos.

ORBITALES “p”: La forma de los orbitales p es de dos lóbulos situados en lados opuestos al núcleo. Los orbitales p al igual que los s aumentan de tamaño al aumentar el número cuántico principal.

ORBITALES “d”: En el tercer subnivel tenemos 5 orbitales atómicos (para n>3 l =2; ml=-2,-1,0,1,2) con diferentes orientaciones son el espacio.

ORBITALES “f”: Son orbitales de mayor energía. Para n>4 tendremos 7 orbitales f ( =3 y ml=-3,-2,-1,0,1,2,3) . Los orbitales f son importantes para comprender el comportamiento de los elementos con número atómico mayor a 57.

PRINCIPIO DE INDETERMINACIÓN DE HEISENBERG

Enunció el llamado principio de incertidumbre o principio de indeterminación, según el cual es imposible medir simultáneamente, y con precisión absoluta, el valor de la posición y la cantidad de movimiento de una partícula.

EQUIPO 3. TEORÍA CUANTICA

LA TEORÍA CUÁNTICA

Teoría Física utilizada para describir las propiedades dinámicas de las partículas subatómicas y las interacciones entre la materia y la radiación.

MAX PLANCK

Las bases de la teoría fueron sentadas por el físico alemán Max Planck, que en 1900 postuló que la materia sólo puede emitir o absorber energía en pequeñas unidades discretas llamadas cuantos.

WERNER HEISENBERG

En 1927 afirma que “no es posible especificar con exactitud simultáneamente la posición y el momento lineal de una partícula subatómica”.

“Principio de incertidumbre”.

PARTÍCULAS ELEMENTALES

Las partículas elementales son los constituyentes elementales de la materia, más precisamente, son partículas que no están compuestas por otras partículas más pequeñas ni se conoce que tengan estructura interna.

¿Cuáles son la partículas elementales?

Dependiendo del tipo de interacciones que pueden tener, las partículas se clasifican en dos grandes grupos: los quarks y los leptones. Un tercer tipo lo forman las partículas de fuerzas.

ANTI PARTÍCULAS

Una antipartícula es otra partícula que tiene casi todo igual a la primera (masa, spin y otros atributos), excepto su carga eléctrica. La carga eléctrica de las antipartículas tiene signo opuesto al de la carga de las partículas.

La partícula elemental y su antipartícula forman un par. En general, un par con algunos atributos opuestos además de la carga eléctrica.

Cuando se produce una interacción partícula-antipartícula ambas masas se aniquilan, desprendiéndose una energía equivalente en forma de ondas electromagnéticas (fotones).

La forma más fácil de separar partículas opuestas es a través del uso de campos electromagnéticos.

Bajo la acción del campo electromagnético una determinada variedad se desvía hacia la izquierda en tanto que la otra se desvía hacia la derecha.

ANTI MATERIA

La antimateria es la extensión del concepto de antipartícula a la materia. Así, la antimateria es una forma de materia menos frecuente que está constituida por antipartículas en contraposición a la materia común que está compuesta de partículas.

Así, en un átomo de antimateria encontramos en lugar de protones (positivos), antiprotones (negativos) y, en lugar de electrones (negativos), antielectrones o positrones (positivos).

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