Fisika Kuantikoa eta Fisika Nuklearra

FISIKA KUANTIKOA

Efektu fotoelektrikoa

Orokorrean, argi ultramorea behar izaten da fotoelektroien emisioa eragiteko, baina metal alkalino batzuekin, nahikoa da argi ikusgaia.

Fisika klasikoak azaldu ezin dituen fenomenoak:

-Atari-maiztasun bat dago efektu fotoelektrikorako.

-Galgatze-potentziala erabilitako argiaren maiztasunaren araberakoa baino ez da

Einstein-en efektu fotoelektrikoaren teoria

Erradiazio fotoi bakoitzak energia du atari-maiztasunarekin, E = h · f. Hori da elektroi bat metalezko elektrodotik erauzi ahal izateko behar den energia: energia minimo beharrezkoa. Energia kantitate horri lan funtzio edo erauzketa lana, Wl, esaten zaio. Wl = h · f0

Fotoiaren kontzeptua

Fotoi bakoitzaren energia osoa edo zati bat erauzketa lanean eta energia zinetikoan banatzen da, hau da, elektroia erauztean eta abiadura ematean.

FISIKA NUKLEARRA

Erradioaktibitate naturala

Erradioaktibitatea berez gertatzen da naturan aurki daitezkeen elementuetan, erradioaktibitate mota horri natural deritzo. Bakarrik ematen da zenbaki atomiko oso altua (Z=83 baino handiagoa) den elementuetan.

-Alfa Igorpena (a) = Helio-4 nukleoak dira, karga positibodunak. Barneratze-ahalmen txikia du. Eta masa handia, orduan, zeharkatzen duen materia ionizatzeko ahalmena handia du.

-Beta Igorpena (B) = Elektroiak, karga negatiboa. Barneratze-ahalmen handia dauka. Eta alfaren masa baino txikiagoa, ez dira hain ionizatzaileak.

-Gamma Igorpena (𝛄) = Erradiazio elektromagnetikoa. Barneratze ahalmen handia dute. Masarik gabekoak, ionizazio txikiak.

Prozesu erradioaktiboen abiadura

Semi-desintegrazio periodoa = Lagin batean dauden nukleoen kopurua erdira murrizteko igaro behar den denbora konstantea da.

Soddy eta Fajans-en legeak

*Alfa desintegrazioa:

*Beta Desintegrazioa

Fisio nuklearra

Fisio nuklearra nukleo astun bat zatitu eta tamaina aldakorra duten beste nukleo arinago batzuk lortzeko prozesua da.

Ekuazio honekin:

Fisioaren produktuen artean 3 neutroi daudenez, uranio nukleo berriek neutroi horiek xurga ditzakete, eta erreakzio nuklear bat eragin dezakete katean. Prozesu horretan energia kantitate izugarria sortzen da. Kontrolatzen ez bada, leherketa nuklear bat egongo da (bonba atomikoa), baina kontrolatzen bada, erreaktore nuklear batean erabil daiteke elektrizitatea sortzeko.

Masa galera eta Einstein-en ekuazioa

Einsteinen ekuazio erlatibistak, masa eta energia lotzeko modua ematen digu. Beraz, nukleoi batzuetatik abiatu eta nukleo bat eratzean askatzen den energia itzela prozesu horren masa galeratik.

Fusio Nuklearra

Fusio nuklearra zenbaki masiko baxua duten bi nukleo, elkarrekin batu, fusionatu eta nukleoi bakoitzeko lotura-energia handiagoa duen nukleo astunago bat eratzea da.

Fusio kontrolatuko prozesuek sortzen dutena baino energia gehiago kontsumitzen dute. Beraz, gaur egun, ezin dugu eraiki fusiozko zentral nuklearrik oraindik, garbiak eta hondakinik gabekoak izango zirenak eta erregai ugari eta merkea erabiliko zutenak. Kontrolatuta izango balitz, hidrogeno bonba sortuko litzateke.

Masa galera eta Einstein-en ekuazioa

Einsteinen ekuazio erlatibistak, masa eta energia lotzeko modua ematen digu. Beraz, nukleoi batzuetatik abiatu eta nukleo bat eratzean askatzen den energia itzela prozesu horren masa galeratik.

Newtonen grabitazio unibertsalaren legea

-Legea enuntziatzea eta dagokion ekuazioa adieraztea (marrazkia). Indar grabitatorioen ezaugarriak

adieraztea: norabidea eta noranzkoa; urrutiko indarrak; akzio- eta erreakzio-indarrak; masetako bat osohandia izan ezean, baztergarria da intentsitatea.

Grabitazio unibertsalaren legea

Unibertsoko gorputz guztiek elkar erakartzen dute

• Distantzia⬇️Grabitasio eremu ⬆️ → alderantzizko proportzionala
• Masa ⬆️ Grabitasio eremu⬆️ → proportzionala
• Urrutiko Indarra: Ez dira kontaktuan egon behar bata bestearen eragina zentitzeko. Nahiz eta oso urrun egon. Masak handiak → erakarpen handia. Txikiak → txikia

Adierazpen bektoriala: Norabidea: bi masen zentroak lotzen dituen marra da.

Noranzkoa: beste masarantz orientatuta. / G:grabitazioaren konstante unibertsala da (ez da aldatzen). 6,674 · 10 -11 N · m2 · kg -2

Akzio-erreakzio printzipioa: masa batek beste masa bati indarra eragiterakoan,  bigarrenak lehenengoari ere indar berdina (baina aurkako noranzkoan)

• Bi indar daude, bat gorputz bati aplikatuta eta bestea besteari.
• Bi indarren modulua berdina da. /// Bi indarren norabidea berdina da (bi gorputzak lotzen dituen zuzena).
• Bi indarren noranzkoak aurkakoak dira. // Gorputz bat oso handia izatekotan (bigarren objetuarekin komparatuz) Txikiena handienara eragitako indarra baztergarria izango da

INDAR LERROAK ETA GAINAZAL EKIPOTENTZIALAK

Eremu lerroak

→                      ^

g = G x M/r2  x  r → m/s2

Masa puntualak sortutako eremu grabitatorioa

Gainezal ekipotentzialak

Vg = -G x M/r

Balio bereko Vg duten puntuak biltzean, gainazal ekipotentziala lortzen dugu.

Masa bat gainazal honetako puntu batetik bestera eramatean eremua = 0

Gainazal ekipotentzialak eremu lerroetan perpendikularrak dira

Bi masa puntual berdinez osaturiko sistemak sorturiko eremu grabitatorioa

Indar kontserbakorrak eta ez kontserbakorrak

Bakarrik 2 puntuen energia kontuan hartzen bada -> kontserbakorra

Eremuak Egindako lana: Wc = Em1 – Em2

Kanpoko Zerbait egindako lana: Wnc = Em2 – Em1

Puntu berdinean hasi eta amaitzen bada lana = 0

Indarrak egiten duen lana ibilbidearen araberakoa denean -> indar ez kontserbakorra

Adibidez-> Marruskadura indarra

Energia potentziala:

Bi masa puntualen arteko energia potentziala kalkulatzeko, M1 finko dagoela suposatuko dugu eta M2-ren gaineko indar grabitatorioak egindako lana kalkulatuko dugu

Infinituan (r oso handia)->Ep=0

• Beti negatiboa -> Infinituan egon ezean -> Infinituan 0
• Sistemak bi masa baino gehiago badu, sistemaren energia potentzial grabitatorioa kalkulatzeko eratu daitezkeen bikote desberdin guztiak batu behar dira.
• Bi masak hurbiltzeko edo urruntzeko behar den kanpoko lana kalkulatuko da energia potentzialaren aldakuntzaren bidez, eremuak egindako lanaren kontra.

Potentzial grabitatorio:

Potentzial grabitatorioak grabitazio eremu batean kokatzen den masa unitatearen energia potentziala adierazten du. Unitateak (J/kg)

M masa batek (puntuala zein esferikoa) sortzen duen potentziala

Energía mekanikoaren konterbazioa:

Puntu material baten energia mekanikoa energia zinetiko eta potentzialaren batura da ////// Em = Ec +Ep

Energia mekanikoaren kontserbazio-printzipioa: Sistema isolatu batean, ez badago kanpoko indarrik edo haien lana nulua bada, energia mekanikoa kontserbatzen da.

KEPLERREN LEGEA

Keplerren lehenengo legea (orbiten legea)

Planetek Eguzkiaren inguruan biraka ari dira orbita eliptikoak deskribatuz, eta Eguzkia elipsearen foku batean kokatuta dago

Keplerren bigarren legea (azaleren legea)

• Planeta batek Eguzkiarekin lotzen dituen lerro zuzenak azalera berdinak ekortzen ditu denbora-tarte berdinetan.
• Planeta Eguzkitik urruti dagoenean bere abiadura motelagoada, eta Eguzkitik hurbilago dagoenean bere abiadura bizkorragoa da.
• Azalera handitzen da abiadura konstantean.

Keplerren hirugarren legea (lege harmonikoa edo periodoena)

Planeta bakoitzak orbita osatzeko behar duen periodoaren karratua orbitako ardatzerdi handiaren (a1 eta a2 ) kuboarekiko proportzionala da.

T: Bi planeten biraketa-periodoak dira

a: orbiten ardatzerdi handiak (konstantea)

r: batez besteko distantzia edo erradioa

Orbita elpitikoa dela kalkulatzea hirugarren legearen bidez

Orbita zirkularra dela supozatuz