Conceptos Clave de Física: Radiactividad, Óptica, Nuclear y Electromagnetismo

Radiactividad Natural y sus Tipos

jul2016A 5 La radiactividad natural es aquella que existe en la naturaleza sin intervención humana. Se distinguen varios tipos:

• Radiación Alfa (α): Se produce en núcleos atómicos considerablemente masivos y es constante en la emisión de un núcleo. Las partículas alfa tienen carga positiva.
• Desintegración Beta Negativa (β⁻): Se da en núcleos inestables que poseen un exceso de neutrones. Para corregir este desequilibrio, la fuerza nuclear débil posibilita que estos decaigan, emitiendo un electrón y un antineutrino. Las partículas beta tienen carga negativa.
• Radiación Gamma (γ): Es una radiación electromagnética en la que se emiten fotones de alta energía cuando el núcleo pasa de un estado excitado a un estado estable de menor energía. La radiación gamma no tiene carga eléctrica.

Identificación de Radiaciones

Para identificar estas radiaciones, podemos hacerlas pasar por un campo eléctrico:

• Si las partículas se desvían en la dirección del campo, tienen carga positiva y, por tanto, son alfa (α).
• Si se desvían en contra del campo, serán beta (β).
• Si no interactúan con el campo, serán gamma (γ).

Fenómeno de Reflexión Total y Ángulo Límite

jul2016B 3 El fenómeno de la reflexión total ocurre cuando un rayo de luz pasa de un medio a otro en el que se propaga con mayor velocidad. En esta situación, el rayo refractado se aleja de la normal. Si el ángulo de incidencia se hace mayor, también crece el ángulo de refracción.

El concepto de ángulo límite se refiere al ángulo de incidencia para el cual un rayo refractado presenta un ángulo de refracción de noventa grados (90°).

Periodo de Semidesintegración (Vida Media)

jul2016B 5 jul2015A 5 El periodo de semidesintegración es, por definición, el tiempo que transcurre hasta que una muestra activa reduce su actividad a la mitad. Por tanto, podemos asegurar que el periodo...

Energía de Enlace Nuclear y Estabilidad

jun2016B 6 La energía de enlace de un núcleo atómico es la energía que se libera cuando los nucleones del núcleo se unen para formar el núcleo atómico.

Llamamos energía de enlace por nucleón a la energía de enlace de un núcleo atómico dividida por el número de nucleones presentes en dicho núcleo. La energía de enlace por nucleón mide la estabilidad nuclear, siendo mayor en los núcleos más fuertemente unidos. Por tanto, el hierro (Fe) es más estable que el uranio (U) por tener mayor energía de enlace por nucleón.

Fisión Nuclear

Por otro lado, en una reacción de fisión de átomos de uranio (U), los productos de la reacción tienen menor número másico, lo que implica que tendrán mayor energía de enlace por nucleón. Esto implica que dicha reacción sea exoenergética.

Ley de Inducción Electromagnética de Faraday

jun2015B 4 La Ley de Inducción Electromagnética de Faraday establece que si sobre un conductor se experimenta una variación del flujo magnético que lo atraviesa, aparecerá sobre él una corriente eléctrica inducida, cuya magnitud es igual a la velocidad con la que el flujo ha variado. Es decir, si cambia el flujo, habrá una fuerza electromotriz (FEM) inducida.

Por ejemplo, si movemos una espira hacia la derecha, al estar variando la distancia, estaría cambiando el campo magnético y, por tanto, variará el flujo magnético, apareciendo así una corriente inducida en la espira.

Efecto Fotoeléctrico

jun2015B 5 La cantidad de energía de un fotón es proporcional a la frecuencia (f) de su onda. Dicha relación de proporcionalidad entre energía y frecuencia viene dada por la ecuación E = h·f, donde 'h' es la constante de Planck.

Cuando un electrón (e⁻) absorbe la energía de un fotón, puede que la energía de ese electrón sea suficiente para poder abandonar su órbita, es decir, que se emita el electrón. A este fenómeno se le llama Efecto Fotoeléctrico (EF). El valor mínimo de energía necesario para que se produzca este efecto se le llama trabajo de extracción.