FISICA_ATOMICA_Y_NUCLEAR

FISICA
ATOMICA Y
NUCLEAR
D R. A LVA R O A. M E J Í A R.
FÍSICO MEDICO
I N S T I T U T O O N C O LÓ G I C O N AC I O N A L

1.Conceptos
Generales
SECCION I

ORÍGENES
•Nace a principios del siglo XX
•Fenómenos Físicos que no podían ser explicados por la
Teoría Clásica
◦ Radiación del Cuerpo Negro
◦ Efecto Fotoeléctrico
◦ Espectros de Absorción y Emisión de Energía

PIONEROS DE LA FISICACUANTICA

Louis de Broglie (1925)

Max Planck (1900)
Albert Einstein (1905)

Erwin Schrödinger (1925)

Radiación del Cuerpo
Negro

Porque los objetos calientes
no emiten mas luz ultravioleta
de lo que pudieran hacerlo?
(Catástrofe ultravioleta)
Max Planck resuelve el
problema postulando la
cuantización de la luz (1900).

Efecto
Fotoeléctrico

Porque la luz roja no es capaz de sacar electrones
fuera deciertos materiales aún a altas intensidades?
Explicado por Albert Einstein en términos de fotones
(1905)
Le valió el premio Nobel.

Espectros de
Emisión y
Absorción.

Que causa que los espectros de átomos contengan líneas discretas?
Solo algunas determinadas frecuencias (longitudes de ondas) son
emitidas o absorbidas por los átomos.

Radiación y Radiactividad
Radiación: Energía en tránsito, yasea como partículas u ondas
electromagnéticas.
Radiactividad: La característica de varios materiales de emitir
radiación ionizante.
Ionización: Remoción de electrones de un átomo. Característica
esencial de radiaciones de alta energía cuando interaccionan con la
materia.

Radiación y Radiactividad

Partículas Elementales

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Protón
neutrón
electrón
positrón
fotón 0
neutrino

+1 p
0n
-1 e-,+1 +
, h
0 e

mu mesón +1,-1 +,pi mesón +1,-1,0 +,- 0

Características
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Núcleo del átomo de H.
Difícil de detectar, penetrante
Fácil de detectar.
Existe solo en movimiento.
Paquete de energía; no es partícula
estrictamente hablando.
• Sin masa y sin carga, difícil de detectar e
+ p  n + +
• partículas inestables 2.15x10-6 s +  e++
2 ; -  e- + 2
• +  + +  ;-  - +  0  h1 + h2
10-15 s

Producción de
radiación.
SECCION 2

2.2 Mecanismo de
Producción de
Rayos-X

oDescubiertos en 1895 por Wilhelm Roentgen
oExperimento con Rayos catódicos
oPermitió la visualización de las estructuras internas de
manera no invasiva.

Distribución de electrones orbitales

Modelo de Bohrs:
-los electrones se mueven en orbitas especificas
alrededor del núcleo y sepreservan de dejar el
átomo debido a la Fuerza centrípeta de atracción
entre las cargas del núcleo y el electron.
-Experimento de las líneas del espectro del
hidrogeno.
-Bohr planteo la teoría de que las líneas finas del
espectro representaban los saltos del electrón de
una orbita a otra, con la consecuente emisión de

Distribución de electrones orbitales
de luz de una frecuencia particular ocuanto de energía.
Postulados de Bohr:
1. Los electrones existen solo en aquellas
orbitas para las cuales el momentum
angular del electrón es un entero
multiplo de h/2 , donde h es la constante
de Planck

h = 6.62x10-34 J·s
2. No se gana o se pierde energía
mientras que los electrones permanezcan
en cualquiera de las orbitas permisibles.

Distribución de electrones orbitales

El arreglo o laconfiguración de electrones fuera del núcleo es gobernado por las
reglas de la mecánica cuántica y el principio de exclusión de Pauli.
Los electrones pueden ser asignados de manera sencilla a orbitas especificas.
La orbita mas interna es conocida como la orbita K. Las siguientes, en su orden
son las orbitas L,M,N y O.
Cada orbita tiene asignado un número cuántico n.

Distribucion de electrones orbitalesEl maximo número de electrones en una orbita viene dado por 2n2, donde n es el
número orbital.
Las orbitas de los electrones pueden ser consideradas como niveles de energía.
La energía en este caso es la energía potencial de los electrones. Con el signo
opuesto esta puede ser llamada la energía de enlace del electrón.

Niveles Atómicos de Energía
Los niveles de energía de los electrones...