Efektu Fotoelektrikoa eta Erradioaktibitatea: Oinarrizko Kontzeptuak

Efektu Fotoelektrikoa

Gainazal metaliko batzuk argiaren eraginpean jartzean, gainazal horiek elektroiak igortzen dituzten fenomenoari efektu fotoelektrikoa deritzo.

Fisika Klasikoak Azaltzen Ez Dituen Fenomenoak

• Emisioa edo igorpena f maiztasuna maiztasun minimo bat baino handiagoa denean gertatzen da soilik.
• Elektroien igorpen kopurua, argiaren intentsitatearen proportzionala da.
• Igorritako edo ateratako elektroiaren energia zinetikoa gero eta handiago izango da zenbat eta handiagoa izan erradiazio erasotzailearen maiztasuna.
• Ezin da inoiz neurtu atzerapen-denborarik.

Einsteinen Azalpena

• Fotoi bakoitzaren energia erradiazioaren maiztasunaren zuzenki proportzionala da. (E=hf)
• Fotoelektroiak xurgatu egiten ditu erabat fotoi. (Ez=hf-W0)
• Loturarik ahulena duen elektroiak ihes egingo du energia maximoarekin. (Ezmax=hf-W0)
• Elektroi bat erauzteko energia minimoa W0 da; orduan, f0 baino energia txikiagoa ematen bada, ez du elektroiak igorriko.
• Argiaren intentsitatea handiagoa bada, fotoien kopurua handiagoa izango da. Beraz, hori ez du aldatzen fotoi bakoitzaren energia ezta energia zinetikoa.
• Elektroi bat erausteko behar den energia pakete kontzentratuetan (fotoi) hornitzen denez, ez dago atzerapenik igortzerakoan.

Erradioaktibitatea

Erradioaktibitatea fenomeno naturala da, substantziek erradiazio boteretsuak igortzeko gaitasunean oinarritzen da, gorputz opakoak zeharkatzeko, airea ionizatzeko, plaka fotografikoak inpresionatzeko eta zenbait substantzien fluoreszentzia kitzikatzeko gai diren erradiazioak.

Erradiazio Motak

• Alfa (α): Helio partikulak, bi protoiz eta bi neutroiz osatuta.
• Beta (β): Elektroi bizkorrak dira, nukleoko neutroien desintegraziotik datozenak, neutroi baloitzak protoi bat eta elektroi bat emanez.
• Gamma (γ): Erradiazio elektromagnetikoak (fotoiak) dira, X izpiek baino maiztasun eta energia handiagoak dutenak.

Prozesuaren Abiadura

Substantzia batek denbora unitatean buruturiko igorpen erradioaktiboen kopuruari aktibitatea, A, edo desintegrazio-abiadura deritzo. Unitatea (bq) becquerel da.

Desintegrazio-abiadura desintegratu gabe dauden nukleoen kopuruaren proportzionala da eta nukleoen izaeraren menpekoa. Desintegratu gabeko nukleoen kopurua era esponentzialean txikiagotzen da denbora pasatu ahala.

Hasierako nukleoen, N0, erdia desintegratzeko igaro behar den denborari, semidesintegrazio-periodoa edo erdibizitza, T, deritzo.

Erreakzio Nuklearra

• Soddy-ren legea: Helio-nukleoa, bi protoiz eta bi neutroiz eratuta dago. Orduan, nukleo berriaren zenbaki masikoa lau unitate txikiagoa eta zenbaki atomikoa bi unitate txikiagoa izango da.
• Fajans-en legea: Neutroi bat desintegratzen, elektroi bat, protoi bat eta antineutrinoa bat sortzen dira. Horrela, nukleo berriaren zenbaki masikoa berdina izango da eta zenbaki atomikoa bat gehiago da.
• γ partikulen igorpena: γ erradiazioa igortzen dutenean, energia askatzen du, baina ez dago aldaketarik.

Fisio Nuklearra

Nukleo astun bat neutroiz bonbardatuz nukleo hori zatitu eta bi nukleo arin sortzeko prozesua da. Prozesu honetan neutroi eta energia kopuru handia askatzen da.

Aktibatze-Energia

Fisioan sortzen diren nukleoak egonkorrak dira, baina hala ere aktibazio energia bat beharrezkoa da, neutroiak irensteko behar dena. Askatzen diren neutroi bakoitza beste nukleo baten fisioa eragiten du, horrela kate-erreakzioa sortuz. Hauek kontrolatzen ez badira bonba nuklear bat sortu ahal dute, bestalde, kontrolatuz, erreaktore nuklearrak sortu ahal dira.

Prozesu Kontrolatua

Zentral nuklearretan, neutroiak xurgatzeko materialak erabiltzen dituzte eta prozesuaren abiadura moteltzen da, leherketa ekidituz.

Prozesu Ez-Kontrolatua

Ez da elemento kontrolatzailerik erabiltzen neutroiak xurgatzeko eta leherketa bat sortzen da.

Masa Galera

Fisio erreakzioan askatzen den energia erreakzioan gertatzen den masa galeraren ondorioa da. Galtzen den masa energia bihurtzen da.

Lotura Energia

Nukleo baten lotura-energia bere nukleoi isolatuak nukleoa eratzeko biltzean askaturiko energia da.

Fusio Nuklearra

Bi nukleo arin batu egiten dira eta nukleo astun sortzeko prozesua da. Prozesu honetan neutroi eta energia kopuru handia askatzen da.

Aktibatze-Energia

Fusio erreakzioa nukleoak hurbildu egin behar dira eta beraien arteko aldarapen elektroestatikoak gainditzeko energia handia behar da eta hori aktibatze-energia deritzo.

Erreakzioa gertatzen denean izugarrizko energia askatzen da eta horrek mantendu egiten du erreakzioa. Kontrolatuz gero energia iturri bezala aprobetxatu ahal da, eta ez kontrolatzen bada, hidrogeno bonba bat sortu ahal daiteke.

Ikusmen Arazoak

• Miopia: Urruneko puntua distantzia finitura dauka. Irudiak ez dira erretinan eratzen, aurreko puntu batean baizik. Lente dibergente.
• Hipermetropia: Irudia erretinaren atzean eratzen da. Lente konbergenteak.
• Presbizia: Ikusmen edo bista nekatua deritzo, eta hurbileko puntuaren urrunketan datza. Begiak egokitzapena lortzeko gaitasuna galtzen du adinean gora. Lente konbergente.
• Astigmatismo: Objektu puntualek ez dute irudi bakarra sortzen, norabide perpendikularretan kurbadura-erradio desberdinak dituzten lenteak erabiliz zuzen daiteke.