Nuclear
Páginas: 7 (1607 palabras)
Publicado: 25 de septiembre de 2014
APLICACIONES DE LA FISICA MODERNA. FISICA NUCLEAR Y FISICA DE PARTICULAS.
En relatividad vimos que la mecánica clásica no se puede usar a velocidades elevadas, próximas a la velocidad c. En física cuántica, vimos que los conceptos clásicos de partícula y onda no se pueden aplicar a objetos cuyas condiciones de movimiento sean tales que la constante h es apreciable. Existen, así, muchosprocesos que requieren utilizar la física moderna. Entre ellos, los procesos de física nuclear y de partículas.
A.1 Los orígenes de la física nuclear se remontan al descubrimiento de la radiactividad. Se encontró que elementos pesados del sistema periódico emiten varios tipos de radiaciones, cuya carga se estudió usando campos magnéticos, como indica el dibujo. Deducid la carga de las radiaciones.1. Estructura y estabilidad del núcleo. Isótopos
A.2 Una aplicación de la radiactividad fue calcular el tamaño del núcleo y su carga. Recordamos, en este sentido, el experimento de Rutherford.
A.3 Recordamos también el concepto de isótopo. Recoged la información que da el Sistema Periódico sobre los núcleos de H, He y N. Buscad en Internet información sobre los isótopos de estoselementos.
A.4 El antimonio natural (masa atómica 121.8u) es una mezcla de isótopos de masas atómicas 121u y 123u. Calculad la proporción en que se encuentran.
Cuando se descubrió el núcleo atómico, inmediatamente se planteó el problema de su estabilidad, ya que sus protones tienen cargas eléctricas del mismo signo y, en consecuencia, se repelen. Por ello, debe existir un tipo de interaccióndiferente y atractiva entre las partículas de los núcleos: la fuerza nuclear.
A.5 Representación en una misma gráfica la dependencia de la fuerza nuclear y de la fuerza eléctrica con la distancia. Comentarios sobre el hecho de que los núcleos de los elementos más pesados tienen proporcionalmente más neutrones que los de los más ligeros.
A.6 Comparad la masa isotópica del deuterio H-2 (2.01410u) conlas del H-1 (1.00783u) y el neutrón (1.00867u) que lo constituyen. Justificad el resultado.
A.7 Teniendo en cuenta la definición de unidad de masa atómica y la expresión del trabajo eléctrico, expresad 1u en Kg en J y en MeV (NA = 6,02·1023 entidades/mol; qe = 1.6·10-19C)
A.8 (Selectividad, 2002) Las masas atómicas del N y del N son 13,99922u y 15,000109u, respectivamente. Determinad laenergía de enlace de ambos en eV y decid cuál es más estable (masa neutrón = 1,008665u, masa protón = 1,007276u, carga electrón = 1.6·10-19C)
A.9 (Selectividad, 2003) El es un isótopo radiactivo del carbono utilizado para determinar la antigüedad de los objetos. Calculad la energía de ligadura media por nucleón en MeV de un núcleo de (Datos: :1.0087u, =1.0073, :14.0032u, e=1.602·10-19C,c=3·108m/s, mp=1.66·10-27Kg)
2. Desintegración radioactiva. Radiación α y radiación β. Series radioactivas.
Repasada la estructura nuclear y la interpretación de su estabilidad, vamos a estudiar brevemente dos procesos radioactivos habituales: la radiación α y la radiación .
A.10 (Selectividad, 2004) Si un núcleo de Li de número atómico 3 y número másico 7 reacciona con un núcleo de un determinadoelemento X, se producen dos partículas α. Escribid la reacción y determinad el número atómico y el número másico del elemento X.
A.11 (Selectividad, 2004, modificada) Completad la siguiente reacción nuclear, determinando el número másico y el número atómico del elemento desconocido X. Explicad el proceso que tiene lugar en el núcleo madre antes de producirse la emisión β:
A.12(Selectividad, 1997) Completad las siguientes reacciones nucleares:
…..
A.13 (Selectividad, 2013) Explicad brevemente en qué consisten la radiación alfa y la radiación beta. Hallad el número atómico y el número másico del elemento producido a partir del después de emitir sucesivamente una partícula α y dos partículas β–.
A.14 (Selectividad, 2007) ¿Qué es una serie o...
En relatividad vimos que la mecánica clásica no se puede usar a velocidades elevadas, próximas a la velocidad c. En física cuántica, vimos que los conceptos clásicos de partícula y onda no se pueden aplicar a objetos cuyas condiciones de movimiento sean tales que la constante h es apreciable. Existen, así, muchosprocesos que requieren utilizar la física moderna. Entre ellos, los procesos de física nuclear y de partículas.
A.1 Los orígenes de la física nuclear se remontan al descubrimiento de la radiactividad. Se encontró que elementos pesados del sistema periódico emiten varios tipos de radiaciones, cuya carga se estudió usando campos magnéticos, como indica el dibujo. Deducid la carga de las radiaciones.1. Estructura y estabilidad del núcleo. Isótopos
A.2 Una aplicación de la radiactividad fue calcular el tamaño del núcleo y su carga. Recordamos, en este sentido, el experimento de Rutherford.
A.3 Recordamos también el concepto de isótopo. Recoged la información que da el Sistema Periódico sobre los núcleos de H, He y N. Buscad en Internet información sobre los isótopos de estoselementos.
A.4 El antimonio natural (masa atómica 121.8u) es una mezcla de isótopos de masas atómicas 121u y 123u. Calculad la proporción en que se encuentran.
Cuando se descubrió el núcleo atómico, inmediatamente se planteó el problema de su estabilidad, ya que sus protones tienen cargas eléctricas del mismo signo y, en consecuencia, se repelen. Por ello, debe existir un tipo de interaccióndiferente y atractiva entre las partículas de los núcleos: la fuerza nuclear.
A.5 Representación en una misma gráfica la dependencia de la fuerza nuclear y de la fuerza eléctrica con la distancia. Comentarios sobre el hecho de que los núcleos de los elementos más pesados tienen proporcionalmente más neutrones que los de los más ligeros.
A.6 Comparad la masa isotópica del deuterio H-2 (2.01410u) conlas del H-1 (1.00783u) y el neutrón (1.00867u) que lo constituyen. Justificad el resultado.
A.7 Teniendo en cuenta la definición de unidad de masa atómica y la expresión del trabajo eléctrico, expresad 1u en Kg en J y en MeV (NA = 6,02·1023 entidades/mol; qe = 1.6·10-19C)
A.8 (Selectividad, 2002) Las masas atómicas del N y del N son 13,99922u y 15,000109u, respectivamente. Determinad laenergía de enlace de ambos en eV y decid cuál es más estable (masa neutrón = 1,008665u, masa protón = 1,007276u, carga electrón = 1.6·10-19C)
A.9 (Selectividad, 2003) El es un isótopo radiactivo del carbono utilizado para determinar la antigüedad de los objetos. Calculad la energía de ligadura media por nucleón en MeV de un núcleo de (Datos: :1.0087u, =1.0073, :14.0032u, e=1.602·10-19C,c=3·108m/s, mp=1.66·10-27Kg)
2. Desintegración radioactiva. Radiación α y radiación β. Series radioactivas.
Repasada la estructura nuclear y la interpretación de su estabilidad, vamos a estudiar brevemente dos procesos radioactivos habituales: la radiación α y la radiación .
A.10 (Selectividad, 2004) Si un núcleo de Li de número atómico 3 y número másico 7 reacciona con un núcleo de un determinadoelemento X, se producen dos partículas α. Escribid la reacción y determinad el número atómico y el número másico del elemento X.
A.11 (Selectividad, 2004, modificada) Completad la siguiente reacción nuclear, determinando el número másico y el número atómico del elemento desconocido X. Explicad el proceso que tiene lugar en el núcleo madre antes de producirse la emisión β:
A.12(Selectividad, 1997) Completad las siguientes reacciones nucleares:
…..
A.13 (Selectividad, 2013) Explicad brevemente en qué consisten la radiación alfa y la radiación beta. Hallad el número atómico y el número másico del elemento producido a partir del después de emitir sucesivamente una partícula α y dos partículas β–.
A.14 (Selectividad, 2007) ¿Qué es una serie o...
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