Conceptes Clau de Física Quàntica i Relativitat

Radiació del Cos Negre

Definim radiació tèrmica com la radiació electromagnètica que emet un cos a causa de la seva temperatura. Es defineix cos negre com un cos capaç d'absorbir totes les radiacions que li arriben i, per tant, capaç d'emetre qualsevol longitud d'ona. Plank va postular que la radiació no s'emetia de manera continuada sinó en paquets (quants) d'energia discreta, ja que a l'arribar a la zona violada queia en picat (llei de Rayleigh-Jeans).

Efecte Fotoelèctric

Explicació d'Einstein usant la idea de Plank sobre l'efecte fotoelèctric (corrent fotoelèctric). L'efecte fotoelèctric és l'emissió d'electrons que experimenta un metall quan se'l sotmet a energia electromagnètica. (E=h·f)

Espectres Atòmics

Són els que formen els gasos excitats que emeten radiació. Són un fons negre amb unes línies de color clarament definides. Segons Rutherford, en el darrer model, els bots haurien de ser continus perquè els orbitals podien ser qualsevols. Llavors, Bohr diu: a) l'electró gira en òrbites quantificades circulars sense emetre ni absorbir energia; b) no totes les òrbites són possibles, només les que tenen un moment angular (h/2π); c) l'electró només perd o guanya energia quan va d'una òrbita a una altra.

Experiment de Michelson-Morley

La intenció era calcular la velocitat relativa del moviment de la Terra dins l'èter. Va sortir zero. Es pensava que si es mesurava la velocitat de la llum respecte a algun sistema de referència que es mogués a través de l'èter s'obtindria un resultat més gran o més petit que c en un valor que dependria de la velocitat relativa del sistema de referència respecte l'èter o de la direcció del moviment respecte a la direcció del raig de llum.

Einstein ho va arreglar en el segon postulat: la velocitat de la llum al buit, c, és constant universal, i en el buit té el mateix valor per a tots els observadors inercials.

Teoria de la Relativitat

Postulats de la teoria de la relativitat restringida: a) principi d'equivalència. El moviment uniforme i absolut no pot ser detectat. Les lleis de la física tenen la mateixa forma en tots els sistemes de referències inercials i no podem distingir entre dos sistemes inercials; b) la velocitat de la llum al buit, c, és una constant universal, i en el buit té el mateix valor per a tots els observadors inercials, es mogui qui es mogui. La velocitat de la llum és independent del moviment de la font.

A partir de l'equació d'Einstein queda demostrada.

Efectes de la Radiació

Depenen de tres factors: els òrgans afectats, la intensitat de la radiació i el tipus de radiació.

Aplicacions de la Radiació

• Tractament de tumors cancerígens: destrueixen les cèl·lules malignes mitjançant radiació. Co 60 com a font interna i I 131 com a font externa.
• Anàlisi per activació neutrònica: si una mostra desconeguda és bombardejada amb neutrons, alguns dels nuclis es tornaran inestables i emetran radiació.
• Esterilització d'instruments quirúrgics per eliminar els possibles gèrmens.