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Formulas Fisica nuclear (by Carrascal)

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Formulas de Física Nuclear
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  . Física nuclear [Radiactividad] [Espectros atómicos. Espectros de rayos X] [Partículas subatímicas] [Efecto fotoeléctrico.  Dualidad onda - corpúsculo] [Unidades]    Número atómico ZNúmero de protones Número másico ANúmero de protones y neutrones Energía de enlace nuclear Defecto de masaLa masa de un núcleo en reposo es siempre menor que la sumade las masas de los nucleones aislados que lo componen.Para un átomo de masa atómica m,número másico A y número atómico Z ∆ m = Z m  p + (A - Z) m n + Z m e - m Radiactividad Los núcleos correspondientes a átomos con número atómico superior a 83 son muy inestables y puedenfragmentarse de manera espontánea en otros núcleos más ligeros.El número de partículas N que se desintegran en un tiempodt (velocidad con que se desintegra un cuerpo) es proporcional a número presente.d N / d t = - λ N N = N o e - λ t donde No es la cantidad inicialy λ la constante de desintegraciónPeriodo de semidesintegraciónTiempo necesario para que el número deátomos radiactivos de una muestra sereduzca a la mitad:T = ln 2 / λ Actividad radiactiva de una muestra Número de desintegraciones por segundo: λ  NSe mide en curies.1 curie = 3,7·10 10 desintegraciones / sg =3,7·10 10 BqVida media τ = 1 / λ Reacciones nucleares La suma de los números másicos y la suma de los númerosatómicos deben coincidir en ambos miembros de laecuación.a + X ---> Y + bX (a, b) Ydonde X e Y son los núcleos pesados inicialy final, a el proyectil y b la partícula o  núcleo emitidoSi libera energía, la reacción es exoenergética.Si absorbe energía, la reacción esendoenergética.Emisión alfa (ley de Soddy)X ZA = Y Z-2A-4 + He 24 + energíaAl perder un átomo de un cuerpo radiactivo una partícula α disminuye su masa atómica cuatro unidadesy su número atómico dos; transformándose el elemento en otro situado dos lugares antes en laclasificación periódica.Emisión beta (ley de Fajans)X ZA = Y Z+1A + He -10 + energíaAl perder un átomo de un cuerpo radiactivo una partícula β no se altera su masa atómica y su númeroatómico aumenta una unidad, transformándose el cuerpo en otro situado un lugar más avanzado en laclasificación periódica.Algunas partículas: protón: p 11 ; neutrón: n o1  H 11 , H 12 , H 13 , He 24 , α 24 , β -10 , γ  00 Fisión nuclear Un átomo relativamente pesado sedescompone en otros más ligeros. Fusión nuclear Se unen dos átomos para formar otro más pesado. Partículas subatómicas Leptones- No están sometidos a la fuerza nuclear fuerte- Son partículas elementales (aquellas que no se pueden descomponer en otras partículas mássimples)- Hay seis tipos de leptones: electrón ,muón, tauón, neutrino del electrón, neutrino del muón yneutrino del tauónHadrones- Están sometidos a la fuerza nuclear fuerte- No son partículas elementales pues están formados por quarks (partículas de carga ± e/3, ±2e/3) que sí son partículas elementales- Los quarks no existen aislados sino que se combinan para formar otras partículas- Hay seis tipos de quarks: up (u), down (d), strange (s), charmed (c), botton (b) y top (t)- Se clasifican en dos grupos:Mesonesformados por un quark y su antiquark ejemplo: mesones π (piones) y mesones K Barionesformado por un grupo de tres quarksejemplo: protones y neutronesCada partícula tiene asociada una antipartícula (otra partícula de igual masa y espín que la primera pero  con carga eléctrica y momento angular opuestos).ejemplo: del electrón es el positrón; del protón, el antiprotón; del neutrón, el antineutrón. Espectros atómicos. Espectros de rayos X Energía de un fotónE = h  ν = h c / λ Espectros  ν = R  1 ( 1 / n 12 - 1 / n 22 )donde R  1 es la constante de Rydberg R  1 = 3,291·10 15 Hz1 / λ = R  2 ( 1 / n 12 - 1 / n 22 )donde R  2 es la constante de Rydberg R  2 = 1,097·10 7 m -1 Lymann 1 = 1, n 2 = 2, 3, 4...Balmer n 1 = 2, n 2 = 3, 4, 5...Paschenn 1 = 3, n 2 = 4, 5, 6...Brackettn 1 = 4, n 2 = 5, 6, 7...Teoría de Bohr e 2 / (4 π   ε o r  2 ) = m v 2 / r r = h 2   ε o n 2 / (m π e 2 )Radio de Bohr a o = h 2   ε o / (m π e 2 ) Efecto fotoeléctrico. Dualidad onda - corpúsculo Efecto fotoeléctricoE l = E a + E c  donde E l = h  ν = h c / λ es la energía de la luz incidenteE a es la energía para arrancar los electrones del metal = trabajo de extracciónE c es la energía cinética máxima de los fotoelectrones emitidosPotencial de detención (o de frenado): Ec máx = e VVelocidad de una partícula de masa m y carga q acelerada con un potencial V: v =[2 q V / m ] 1/2 Relación de DeBroglie λ = h / p = h / (m v)donde h = 6,6·10 -34 J sg es la constante de Planck y p el momento lineal de la partícula Unidades Electronvoltio1 eV = 1,6·10 -19 J  Actividad radiactiva1 Bq (becquerel) = 1 desintegración / sg1 curio = curie (Ci) = 3,7·10 10 BqVelocidad de la luzc = 3·10 8 m /sgPágina inicial (antes en http://es.geocities.com/fisicas):http://www.carrascal.net46.net/fisicas/ Esta sección (desde la página inicial): FÓRMULAS / FÍSICA / FÍSICA NUCLEAR  ©Los autores: Mari Paz Hortelano Gómez e Iñaki Carrascal Mozo ©Castrillo de Don Juan. Palencia. (España)Correo electrónico:fisicas@yahoo.esEn la red desde el 15/03/1998 - Últimas modificaciones: 22/06/2003 - 19/07/2003 - 07/03/2005
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