Omitir e ir al contenidoIr a la página de accesibilidad
Logo de OpenStax
  1. Prefacio
  2. Óptica
    1. 1 La naturaleza de la luz
      1. Introducción
      2. 1.1 La propagación de la luz
      3. 1.2 La ley de reflexión
      4. 1.3 Refracción
      5. 1.4 Reflexión interna total
      6. 1.5 Dispersión
      7. 1.6 Principio de Huygens
      8. 1.7 Polarización
      9. Revisión Del Capítulo
        1. Términos Clave
        2. Ecuaciones Clave
        3. Resumen
        4. Preguntas Conceptuales
        5. Problemas
        6. Problemas Adicionales
        7. Problemas De Desafío
    2. 2 Óptica geométrica y formación de imágenes
      1. Introducción
      2. 2.1 Imágenes formadas por espejos planos
      3. 2.2 Espejos esféricos
      4. 2.3 Imágenes formadas por refracción
      5. 2.4 Lentes delgadas
      6. 2.5 El ojo
      7. 2.6 La cámara
      8. 2.7 La lupa simple
      9. 2.8 Microscopios y telescopios
      10. Revisión Del Capítulo
        1. Términos Clave
        2. Ecuaciones Clave
        3. Resumen
        4. Preguntas Conceptuales
        5. Problemas
        6. Problemas Adicionales
    3. 3 Interferencias
      1. Introducción
      2. 3.1 Interferencia de doble rendija de Young
      3. 3.2 Matemáticas de la interferencia
      4. 3.3 Interferencias de rendijas múltiples
      5. 3.4 Interferencia de película delgada
      6. 3.5 El interferómetro de Michelson
      7. Revisión Del Capítulo
        1. Términos Clave
        2. Ecuaciones Clave
        3. Resumen
        4. Preguntas Conceptuales
        5. Problemas
        6. Problemas Adicionales
        7. Problemas De Desafío
    4. 4 Difracción
      1. Introducción
      2. 4.1 Difracción de una rendija
      3. 4.2 Intensidad en la difracción de una rendija
      4. 4.3 Difracción de doble rendija
      5. 4.4 Rejillas de difracción
      6. 4.5 Aberturas circulares y resolución
      7. 4.6 Difracción de rayos X
      8. 4.7 Holografía
      9. Revisión Del Capítulo
        1. Términos Clave
        2. Ecuaciones Clave
        3. Resumen
        4. Preguntas Conceptuales
        5. Problemas
        6. Problemas Adicionales
        7. Problemas De Desafío
  3. Física moderna
    1. 5 Relatividad
      1. Introducción
      2. 5.1 Invariancia de las leyes físicas
      3. 5.2 Relatividad de la simultaneidad
      4. 5.3 Dilatación del tiempo
      5. 5.4 Contracción de longitud
      6. 5.5 La transformación de Lorentz
      7. 5.6 Transformación relativista de la velocidad
      8. 5.7 Efecto Doppler para la luz
      9. 5.8 Momento relativista
      10. 5.9 Energía relativista
      11. Revisión Del Capítulo
        1. Términos Clave
        2. Ecuaciones Clave
        3. Resumen
        4. Preguntas Conceptuales
        5. Problemas
        6. Problemas Adicionales
    2. 6 Fotones y ondas de materia
      1. Introducción
      2. 6.1 Radiación de cuerpo negro
      3. 6.2 Efecto fotoeléctrico
      4. 6.3 El efecto Compton
      5. 6.4 Modelo de Bohr del átomo de hidrógeno
      6. 6.5 Las ondas de materia de De Broglie
      7. 6.6 Dualidad onda-partícula
      8. Revisión Del Capítulo
        1. Términos Clave
        2. Ecuaciones Clave
        3. Resumen
        4. Preguntas Conceptuales
        5. Problemas
        6. Problemas Adicionales
    3. 7 Mecánica cuántica
      1. Introducción
      2. 7.1 Funciones de onda
      3. 7.2 El principio de incertidumbre de Heisenberg
      4. 7.3 La ecuación de Schrӧdinger
      5. 7.4 La partícula cuántica en una caja
      6. 7.5 El oscilador armónico cuántico
      7. 7.6 El efecto túnel de las partículas a través de las barreras de potencial
      8. Revisión Del Capítulo
        1. Términos Clave
        2. Ecuaciones Clave
        3. Resumen
        4. Preguntas Conceptuales
        5. Problemas
        6. Problemas Adicionales
        7. Problemas De Desafío
    4. 8 Estructura atómica
      1. Introducción
      2. 8.1 El átomo de hidrógeno
      3. 8.2 Momento dipolar magnético orbital del electrón
      4. 8.3 Espín del electrón
      5. 8.4 El principio de exclusión y la tabla periódica
      6. 8.5 Espectros atómicos y rayos X
      7. 8.6 Láseres
      8. Revisión Del Capítulo
        1. Términos Clave
        2. Ecuaciones Clave
        3. Resumen
        4. Preguntas Conceptuales
        5. Problemas
        6. Problemas Adicionales
    5. 9 Física de la materia condensada
      1. Introducción
      2. 9.1 Tipos de enlaces moleculares
      3. 9.2 Espectros moleculares
      4. 9.3 Enlaces en los sólidos cristalinos
      5. 9.4 Modelo de electrones libres de los metales
      6. 9.5 Teoría de bandas de los sólidos
      7. 9.6 Semiconductores y dopaje
      8. 9.7 Dispositivos semiconductores
      9. 9.8 Superconductividad
      10. Revisión Del Capítulo
        1. Términos Clave
        2. Ecuaciones Clave
        3. Resumen
        4. Preguntas Conceptuales
        5. Problemas
        6. Problemas Adicionales
        7. Problemas De Desafío
    6. 10 Física nuclear
      1. Introducción
      2. 10.1 Propiedades de los núcleos
      3. 10.2 Energía de enlace nuclear
      4. 10.3 Decaimiento radioactivo
      5. 10.4 Reacciones nucleares
      6. 10.5 Fisión
      7. 10.6 Fusión nuclear
      8. 10.7 Usos médicos y efectos biológicos de la radiación nuclear
      9. Revisión Del Capítulo
        1. Términos Clave
        2. Ecuaciones Clave
        3. Resumen
        4. Preguntas Conceptuales
        5. Problemas
        6. Problemas Adicionales
        7. Problemas De Desafío
    7. 11 Física de partículas y cosmología
      1. Introducción
      2. 11.1 Introducción a la física de partículas
      3. 11.2 Leyes de conservación de las partículas
      4. 11.3 Cuarks
      5. 11.4 Aceleradores y detectores de partículas
      6. 11.5 El modelo estándar
      7. 11.6 El Big Bang
      8. 11.7 Evolución del universo primigenio
      9. Revisión Del Capítulo
        1. Términos Clave
        2. Ecuaciones Clave
        3. Resumen
        4. Preguntas Conceptuales
        5. Problemas
        6. Problemas Adicionales
        7. Problemas De Desafío
  4. A Unidades
  5. B Factores de conversión
  6. C Constantes fundamentales
  7. D Datos astronómicos
  8. E Fórmulas matemáticas
  9. F Química
  10. G El alfabeto griego
  11. Clave de Respuestas
    1. Capítulo 1
    2. Capítulo 2
    3. Capítulo 3
    4. Capítulo 4
    5. Capítulo 5
    6. Capítulo 6
    7. Capítulo 7
    8. Capítulo 8
    9. Capítulo 9
    10. Capítulo 10
    11. Capítulo 11
  12. Índice

Resumen

10.1 Propiedades de los núcleos

  • El núcleo atómico está compuesto por protones y neutrones.
  • El número de protones en el núcleo viene dado por el número atómico, Z. El número de neutrones en el núcleo es el número de neutrones, N. El número de nucleones es el número de masa, A.
  • Los núcleos atómicos con el mismo número atómico Z, pero diferente número de neutrones N, son isótopos del mismo elemento.
  • La masa atómica de un elemento es el promedio ponderado de las masas de sus isótopos.

10.2 Energía de enlace nuclear

  • El defecto de masa de un núcleo es la diferencia entre la masa total de un núcleo y la suma de las masas de todos sus nucleones constituyentes.
  • La energía de enlace (BE) de un núcleo es igual a la cantidad de energía liberada en la formación del núcleo, o el defecto de masa multiplicado por la velocidad de la luz al cuadrado.
  • Un gráfico de la energía de enlace por nucleón (BEN) en función del número atómico A implica que los núcleos divididos o combinados liberan una enorme cantidad de energía.
  • La energía de enlace de un nucleón en un núcleo es parecida a la energía de ionización de un electrón en un átomo.

10.3 Decaimiento radioactivo

  • En el decaimiento de una sustancia radioactiva, si la constante de decaimiento (λλ) es grande, la vida media es pequeña, y viceversa.
  • La ley de decaimiento radioactivo, N=N0eλt,N=N0eλt, utiliza las propiedades de las sustancias radioactivas para estimar la edad de una sustancia.
  • El carbono radioactivo tiene la misma química que el carbono estable, por lo que se mezcla en la ecósfera y acaba formando parte de todo organismo vivo. Al comparar la abundancia de 14C14C en un artefacto con la abundancia normal en el tejido vivo, es posible determinar la edad del artefacto.

10.4 Reacciones nucleares

  • Los tres tipos de radiación nuclear son rayos alfa (αα), rayos beta (los rayos βlos rayosβ), y los rayos gama (γγ).
  • Representamos el decaimiento αα simbólicamente por ZAXZ2A4X+24HeZAXZ2A4X+24He. Hay dos tipos de decaimiento los rayos βlos rayosβ: un electrón (los rayos βlos rayos β) o un positrón (los rayos β+los rayos β+) es emitido por un núcleo. El decaimiento γγ se representa simbólicamente por ZAX*ZAX+γZAX*ZAX+γ.
  • Cuando un núcleo pesado decae en uno más ligero, el núcleo hija más ligero puede convertirse en el núcleo padre para el siguiente decaimiento, y así sucesivamente, produciendo una serie de decaimiento.

10.5 Fisión

  • La fisión nuclear es un proceso en el que la suma de las masas de los núcleos del producto es menor que las masas de los reactivos.
  • Los cambios de energía en una reacción de fisión nuclear pueden entenderse en términos de la curva de energía de enlace por nucleón.
  • La producción de isótopos nuevos o diferentes por transformación nuclear se denomina reproducción, y los reactores diseñados para este fin se llaman reactores reproductores.

10.6 Fusión nuclear

  • La fusión nuclear es una reacción en la que dos núcleos se combinan para formar un núcleo mayor; se libera energía cuando los núcleos ligeros se fusionan para formar núcleos de masa media.
  • La cantidad de energía liberada por una reacción de fusión se conoce como valor Q.
  • La fusión nuclear explica la reacción entre el deuterio y el tritio que produce una bomba de fusión (o de hidrógeno); la fusión también explica la producción de energía en el Sol, el proceso de nucleosíntesis y la creación de los elementos pesados.

10.7 Usos médicos y efectos biológicos de la radiación nuclear

  • La tecnología nuclear se utiliza en medicina para localizar y estudiar los tejidos enfermos mediante fármacos especiales llamados radiofármacos. Los marcadores radioactivos se utilizan para identificar células cancerosas en los huesos, tumores cerebrales y la enfermedad de Alzheimer, y para controlar el funcionamiento de los órganos del cuerpo, como el flujo sanguíneo, la actividad del músculo cardíaco y la captación de yodo en la glándula tiroides.
  • Los efectos biológicos de las radiaciones ionizantes se deben a dos efectos que tienen sobre las células: la interferencia con la reproducción celular y la destrucción de la función celular.
  • Las fuentes comunes de radiación incluyen la emitida por la Tierra debido a los isótopos de uranio, torio y potasio; la radiación natural de los rayos cósmicos, los suelos y los materiales de construcción, y las fuentes artificiales de las pruebas de diagnóstico médico y dental.
  • Los efectos biológicos de las radiaciones nucleares se expresan a través de muchas cantidades físicas diferentes y en muchas unidades distintas, incluida la unidad de rad o dosis de radiación.
Cita/Atribución

¿Desea citar, compartir o modificar este libro? Este libro es Creative Commons Attribution License 4.0 y debe atribuir a OpenStax.

Información de atribución
  • Si redistribuye todo o parte de este libro en formato impreso, debe incluir en cada página física la siguiente atribución:
    Acceso gratis en https://openstax.org/books/f%C3%ADsica-universitaria-volumen-3/pages/1-introduccion
  • Si redistribuye todo o parte de este libro en formato digital, debe incluir en cada vista de la página digital la siguiente atribución:
    Acceso gratuito en https://openstax.org/books/f%C3%ADsica-universitaria-volumen-3/pages/1-introduccion
Información sobre citas

© 29 oct. 2021 OpenStax. El contenido de los libros de texto que produce OpenStax tiene una licencia de Creative Commons Attribution License 4.0 license. El nombre de OpenStax, el logotipo de OpenStax, las portadas de libros de OpenStax, el nombre de OpenStax CNX y el logotipo de OpenStax CNX no están sujetos a la licencia de Creative Commons y no se pueden reproducir sin el previo y expreso consentimiento por escrito de Rice University.