Conceptos Fundamentales de Física Nuclear, Ondas y Electromagnetismo

Unidad de Masa Atómica (UMA)

La UMA (Unidad de Masa Atómica) es equivalente a la doceava parte de la masa de un átomo de carbono-12 (isótopo ¹²C).

Fuerza Nuclear Fuerte

La fuerza nuclear fuerte posee las siguientes características:

1. Es la responsable de la cohesión del núcleo atómico.
2. Es de corto alcance, siendo nula a distancias superiores a 10^-15 m (femtómetros).
3. Es independiente de la carga eléctrica de los nucleones (protones y neutrones).
4. Es una fuerza atractiva, aunque a distancias mucho más pequeñas que su alcance se vuelve repulsiva.

Conceptos de Radiactividad

• Vida media: Es el tiempo promedio que un átomo de una sustancia radiactiva permanece sin desintegrarse.
• Periodo de semidesintegración: Es el tiempo necesario para que se desintegren la mitad de los átomos de una muestra radiactiva.
• Actividad radiactiva: Representa el número de desintegraciones que tienen lugar en la unidad de tiempo.

Fisión y Fusión Nuclear

• Fisión nuclear: Consiste en la división de un núcleo pesado (como el uranio o el torio) en dos fragmentos de masas aproximadamente iguales.
• Fusión nuclear: Consiste en la obtención de un núcleo más pesado a partir de la unión de dos núcleos más ligeros.

Movimiento Periódico y Ondas

Magnitudes del Movimiento Periódico

• Oscilación o vibración: Camino que se repite en cada periodo.
• Periodo (T): Tiempo empleado por el móvil en completar una oscilación.
• Frecuencia (f): Número de oscilaciones en un segundo.
• Elongación (x): Distancia de un punto cualquiera al origen o punto de equilibrio.
• Amplitud (A): Valor máximo de la elongación.

Tipos de Ondas

• Ondas mecánicas: Necesitan un medio material para su propagación (ej: sonido).
• Ondas electromagnéticas: No necesitan un medio material; se pueden propagar en el vacío (ej: luz).
• Ondas longitudinales: La dirección de vibración coincide con la dirección de propagación (ej: ondas sonoras, muelle).
• Ondas transversales: La dirección de vibración es perpendicular a la dirección de propagación (ej: cuerda, ondas electromagnéticas).

Ondas Electromagnéticas y Óptica

Propiedades de las Ondas Electromagnéticas

1. Son la propagación de dos magnitudes vectoriales: un campo eléctrico y otro magnético, perpendiculares entre sí.
2. Son ondas transversales.
3. Se da el fenómeno de la polarización.
4. Se propagan con la velocidad de la luz (c), que depende del medio.
5. Experimentan todos los fenómenos ondulatorios (reflexión, refracción, difracción, interferencia).

Leyes de la Reflexión

1. El rayo incidente, la normal a la superficie en el punto de incidencia y el rayo reflejado están situados en el mismo plano.
2. El ángulo de incidencia y el ángulo de reflexión son iguales.

Ángulo Límite y Reflexión Total

1. Cuando un rayo de luz pasa de un medio a otro con menor índice de refracción, se refracta alejándose de la normal.
2. Al incidir con un ángulo mayor, el ángulo de refracción también se hace mayor.
3. Para cierto ángulo de incidencia, llamado ángulo límite, el ángulo de refracción es de 90º.
4. Para ángulos de incidencia mayores que el ángulo límite, la luz se refleja totalmente. Este fenómeno se conoce como reflexión total.