Examen Exhcoba

UNIVERSIDAD DE GUANAJUATO

DIVISIÓN: CIENCIAS DE LA SALUD

MATERIA: FÍSICA

TAREA 15

Conceptos a revisar: Física atómica; Estructura del átomo; Número atómico; Número de masa; Masa atómica; Física nuclear; Emisión radiactiva; Desintegraciones; Reacciones atómicas

Apoyos: Álgebra, solución de ecuaciones

PROBLEMAS

1. La partícula  emitida por el radio tiene una energía de 4.79MeV. Calcule la velocidad de la partícula

2. La partícula 42 emitida por el 21884Po, tiene una velocidad de 1.6X107 m/s. Determine la velocidad de retroceso del núcleo en el instante en que emite la partícula 

3. El torio (23290Th) emite sucesivamente 1 alfa, 2 betas, 4 alfas, 1 beta, 1 alfa, 1 beta. ¿Cuál es el producto final del proceso?

4. ¿Qué fracción de un curio existe en 1 g deradio? La vida media del radio es 1620 años (No de Avogradro 6.023X1023 átomos /mol; A = 226; 1 Ci = 3.7X1010 desintegraciones/s)

5. ¿Qué fracción de una muestra de radio quedará, aproximadamente, después de 16000 años? (vida media = 1620 años)

6. Supóngase que un neutrón pudiese ser convertido totalmente en energía, ¿cuánta energía se produciría? Expresar el resultado en eV y en J (m =1.008665 u; c2 = 931 MeV)

A P É N D I C E

Para estudiar el átomo se le divide en dos grandes partes, el núcleo y la envoltura. Dentro del núcleo se encuentran los protones y los neutrones, por ello se les llama nucleones. Los protones poseen carga eléctrica positiva, equivalente a la carga básica 1.6X10-19 C, el protón se simboliza (p+), los neutrones se consideran neutros, es decir con cargaeléctrica neutra y su símbolo (n0). Las correspondientes masas son: 1.637X10-27 kg y 1.675X10-27 kg, para el protón y el neutrón respectivamente. En la envoltura se encuentran los electrones (e-) con carga negativa, - 1.6X10 C y una masa muy pequeña 9.1X10-31 kg, éstos se encuentran distribuidos fuera del núcleo en la nube electrónica

El radio promedio del átomo es aproximadamente 1X10-10 m = 1 Å(1 Å = 100 pm) y el radio del núcleo es alrededor de 1X10-14 m

El número atómico (por el que se ordena la tabla periódica) es el número de cargas positivas (protones) con las que cuenta un átomo y se denota por “Z”, en átomo aislado y neutro, este número es también el número de cargas negativas. El número de masa “A”, es el número total de nucleones, es decir, protones más neutrones, así sepuede caracterizar un elemento químico AZE, ambos números son valores enteros (no confundir con el peso atómico, éste es el promedio de los números de masa de los isótopos existentes de un determinado elemento químico), si se conoce el número de masa y el número atómico, se puede obtener el número de neutrones contenidos en un núcleo

Para manejar cantidades más accesibles se definió la unidad demasa atómica (uma) o simplemente “u”, inicialmente se tomó como referencia el hidrógeno, después el oxígeno y finalmente el carbono 12, entonces 1 u = 1/12 de la masa del átomo típico de carbono; 1 u = 1.6606X10-27 kg, con este valor la masa del protón se aproxima a 1.007467 u, la masa del neutrón 1.008665 u y la del electrón 0.00055 u
De acuerdo a los planteamientos de la relatividad, la energíaobtenida de una unidad de masa atómica E = mc2; E = (1.6606X10-27 kg)(3X108 m/s)2; E = 1.49454X10-10 J, tomando en cuenta la equivalencia: 1 eV = 1.6X10-19 J.
E = 9.31X108 eV = 931 MeV; así resulta que, el cuadrado de la velocidad de la luz c2 = 931 MeV/u, expresión práctica para futuros cálculos
Los núcleos inestables son radiactivos, éstos provienen de elementos químicosnaturales con Z > 83 Las partículas emitidas por ellos son: alfa () que corresponden a núcleos de helio 2p+ y 2n0, con una masa de 4.001506 u, una carga eléctrica de + 2 y una velocidad equivalente a 0.1 c. Otra partícula que se emite es la beta negativa (-) que son electrones rápidos e-, con una masa de 0.00055 u, su carga es – 1 y la velocidad es c. La otra partícula es beta positiva o...