Fundamentos de la Relatividad Especial y el Efecto Fotoeléctrico

1º Relatividad especial. Fundamentos.

Suceso: situación que estamos estudiando. Marco de referencia: Sistema de referencia.

Principio de relatividad: (dibujo) sistema de referencia en movimiento respecto a los otros.

Causalidad: causa de movimientos. Intervalo espacial. Intervalo temporal.

Principios de relatividad.

Principio de la relatividad de Galileo - Física clásica. Dos sistemas de referencia en movimiento relativo de traslación rectilínea uniforme son equivalentes desde el punto de vista mecánico, es decir, las leyes de la mecánica se cumplen igualmente en los dos sistemas de referencia.

1º 2º Postulados de Einstein

Postulado 1: Todas las leyes de la física, y no solo las de mecánica, son invariables respecto a las transformaciones entre sistemas de referencia inerciales. Este postulado extiende el principio de la relatividad de Galileo, de la mecánica clásica a todas las leyes de la física. Postulado 2: La velocidad de la luz en el vacío, toma el mismo valor en todos los sistemas de referencia inerciales. (c=3*10^8) Experimento de Michelson-Morley: La luz procede del foco e incide sobre la lámina (P) que divide el haz de luz en dos (perpendiculares) y son reflejadas en los espejos E y E2. Al reflejarse 1 de ellos atraviesa la lámina P y el otro se refleja de tal manera que ambos difieren en T. las longitudes de los caminos son iguales y dan lugar a un conjunto de franjas de interferencia. Este experimento demuestra que no existe el éter.

1º 3ª Masa y energía relativistas

La masa en mecánica clásica se considera de un valor constante (formul). Masa relativista no es valor constante, varía con la velocidad. ma: masa en reposo (masa en la mecánica clásica) m: masa relativista M=xMA Cuando las velocidades de la partícula ma son del orden de la velocidad de la luz en el vacío, la masa relativista tiende a infinito, por ello la máxima velocidad posible es C Fórmulas

1º 4ª Principio de conservación de la masa y la energía.

La masa puede transformarse en una cantidad equivalente de energía y viceversa, sin embargo, la energía total de un sistema aislado permanece constante.

2º Efecto Fotoeléctrico. Física cuántica

2º 1ª Efecto Fotoeléctrico:

(fórmulas)

2º 2ª Dualidad onda-corpúsculo. Hipótesis de Broglie.

Toda partícula de masa m que se mueve con la velocidad v y lleva asociada una onda cuya longitud de onda y frecuencia vienen dadas por =HMxV=HP

3º El núcleo atómico. Radiactividad. Reacciones nucleares. Fisión y Fusión.

3.1 El núcleo atómico de Radiactividad: tipos de radiación.

- Natural y artificial.

- Los tipos de reactividad más comunes en una desintegración son:

Radiactividad alfa: del núcleo inestable surge una partícula alfa de 2 neutrones y 2 protones.

Reactividad beta: está formado por electrones, la partícula que se emite 0-1 e, beta negativa es como si el núcleo en concreto ganara un protón en la desintegración, el núcleo inestable emite un electrón y antineutrino, manteniendo constante el número másico, es decir que se ha transformado en un neutrón. Beta positiva: el núcleo estable emite positrón y neutrino. Reactividad gamma: corresponde a la emisión de radiación electromagnética, fotones de muy alta energía. Núcleos muy excitados (que tienen mucha), al pasar a su estado fundamental, el núcleo mantiene su número atómico máximo, los rayos gamma tienen una longitud de onda entre 10^-10 y 10^-14 metros. Defecto de masa: la masa del elemento resulta que no es la misma que la de los elementos individualmente.

3.2 Desintegraciones radiactivas. Magnitudes características.

N=núcleos de un elemento radiactivo

Ley de desintegración → dN/dt=landa×N

dN=número de núcleos que se desintegran

Landa=constante de desintegración.

Un núcleo al desintegrarse da lugar a otro y así sucesivamente hasta llegar a uno estable, existen 4 familias denominadas serie radiactivas: Integrado (fórmula), vida media, tiempo promedio que dura un núcleo antes de desintegrarse se mide en segundos (fórmula), Período de desintegración, tiempo en el cual la mitad de los núcleos de una muestra se ha desintegrado, se mide en segundos (fórmula), Actividad de una muestra reactiva (fórmula) se mide en bequerelio--Ba, la Actividad se entiende como el ritmo al cual se van desintegrando los núcleos.