Teoría de fotones

TEMA 1

EL ÁTOMO: es una unidad mínima de materia que conserva las propiedades químicas de un elemento. Sin embargo, son indivisibles.  Átomo + átomo = moléculas.  El átomo está formado por el núcleo ( protones + y neutrones , con número másico 1)  y la corteza ( electrones - alrededor del núcleo).

NÚMERO ATÓMICO (Z): (abajo) determina las propiedades químicas del átomo (nº de protones).  NÚMERO MÁSICO (A): (arriba) diferente a la masa atómica ( Nº de protones y neutrones).

ISÓTOPOS: mismo Z , diferente A.     ISÓMEROS: mismo Z, mismo A.      ISÓBAROS: diferente nº de protones y neutrones pero mismo total de nucleones.      ISÓTONOS: distinto Z y distinto A pero mismo  nº de neutrones.

FUERZA CENTRÍPETA: es la fuerza que impide que el electrón y el protón se junten.   FUERZA CENTRÍFUGA:  impide que el electrón caiga hacia el núcleo debido a su atracción electroestática.

ÁTOMO IONIZADO: se produce cuando un átomo tiene un electrón extra o se ha desprendido de este. Tendrá carga (+/-) y dependerá de la diferencia en el nº de protones y electrones. Los átomos se pueden ionizar por adicción o sustracción de protones.

LAS RADIACIONES IONIZANTES: son aquellas capaces de arrancar un electrón de su órbita cuando interacciona con un átomo. Cuando un átomo está en estado fundamental los electrones se disponen ocupando siempre las capas más cercanas al núcleo.

ENLACE DEL ELCTRÓN (Eb): es la fuerza de uníón de un electrón al núcleo. Más cerca del núcleo, más fuerza está unido a él. Cuanto mayor es el nº del electrón de un átomo, mayor es la fuerza de enlace. Cuanto más grande y complejo es el átomo. Mayor  es el valor Eb para los electrones en cualquier capa.

EXCITACIÓN: los electrones absorben energía del exterior y pasan a niveles más bajos a capas más lejanas.    DESEXCITACIÓN: cuando cesa la perturbación externa, vuelven a las capas más cercanas devolviendo la energía.

ENLACE COVALENTE: uníón de átomos producida con el fin de alcanzar estabilidad compartiendo electrones de su capa más externa.      ENLACE IÓNICO: es el resultado de la atracción electroestática entre los iones de distinto signo. Uno de los átomos capta electrones del otro.

RADIACTIVIDAD: emisión de energía por desintegración de núcleos de átomos inestables. Para conseguir estabilidad, el núcleo emite partículas y energía y se transforma en otro átomo. A esto se le llama desintegración radiactiva o decaimiento radiactivo. Los átomos involucrados son radioisótopos.    RADIOISÓTOPO: tiene un núcleo atómico inestable que emite energía para conseguir estabilidad. Numerosos factores afectan a la estabilidad (nº de neutrones). Hay núcleos que no logran mantener su cohesión y producen emisión de partículas y radiación. Los núcleos son más radiactivos cuando: + protones que neutrones, son demasiados pesados, tiene un nº impar de protones y neutrones.

TIPOS DE RADIACIONES:  ALFA (    ): proceso violento , 2 protones y 2 neutrones (nº másico 4) , tiene que ser muy inestable, pierde 2 cargas + y 4 unidades de masa, átomo resultante es  más ligero.      BETA - (      ): electrón expulsado, el resultado es la pérdida de una pequeña cantidad de masa y 1 unidad de carga - , gana 1 protón, núcleo mismo Z y A (Z+1).           BETA + (     ): positrón expulsado con carga variable, núcleo con mismo  Z y A (Z-1).          GAMMA (     ): núcleo atómico excitado tiende a desprenderse emitiendo radiación electromagnética de alta energía, el núcleo del elemento radiactivo emite un fotón de alta energía, reajuste de niveles de energía del núcleo.

LA  SEMIVIDA: tiempo requerido para que la cantidad de radioactividad se reduzca a la mitad de su valor inicial, No llega nunca a 0.       RADIACIÓN IONIZANTE: hay radiación por partículas y radiación electromagnética , que son de 2 naturalezas: ondas y partículas.

LAS ONDAS SON: perturbaciones que se transmiten a distancia sin que haya transporte de materia. A través de medios materiales.      ONDAS ELECTROMAGNÉTICAS: no necesitan un medio para desplazarse.        ONDAS PERIÓDICAS:  la perturbación se repite a lo largo del tiempo. EJ: ultrasonidos y ondas electromagnéticas.

LONGITUD DE ONDA: distancia que separa 2 puntos en un instante de tiempo.    FRECUENCIA: nº de repeticiones por unidad de tiempo.      PERIODO: tiempo que tarda en repetirse.    VELOCIDAD DE PROPAGACIÓN: distancia recorrida en unidad de tiempo por la onda.
AMPLITUD: mitad del intervalo.

COMPORTAMIENTO DE LAS ONDAS PERIÓDICAS: REFLEXIÓN: la onda no penetra en el segundo medio, sino que vuelve aquel por el que se prolonga.     REFRACCIÓN: la onda atraviesa el segundo medio, pero sufre una desviación en la dirección de propagación.

MAXWELL (1864): dijo que la luz tiene propiedades tanto eléctricas como magnéticas y que las oscilaciones de los campos eléctricos y magnéticos se propagan como una onda a la velocidad de la luz.

HERTZ (1888): a la luz la confirieron una cantidad diferente y llamaron fotón a un "átomo de luz".

ESPECTRO ELECTROMAGNÉTICO: la luz visible es el tipo de partícula apreciable por el ser humano. Hay otros tipos que no son perceptibles por el hombre (rayos X), todas estas reciben el nombre de espectro electromagnético, que es el conjunto ordenado de todos los tipos de energía electromagnética.

DUALIDAD ONDA- PARTÍCULA: algunos fotones cuando interactúan con la materia tienden a comportarse como ondas (fotones de luz visible).

RADIOFRECUENCIA: muy poca energía, longitud de onda larga (reso y ultrasonidos).

RADIACIÓN IONIZANTE: energía contenida en un fotón. Más energía en un fotón de luz que en uno de RF. La frecuencia es mucho mayor.   RADIACIÓN CORPUSCULAR: son todas las radiaciones formadas por partículas. Transportan la energía en energía cinética. Hay 2 tipos: las cargas eléctricamente como partículas alfa y beta , y las no cargadas o neutras.

ONDAS MATERIALES: aquellas solo pueden transmitirse a través del medio natural (ondas sísmicas, ondas sonoras).

EL SONIDO ES: una onda material de  mayor interés en imagen para el diagnóstico y son utilizadas para las ecografías. Es una onda material longitudinal. La perturbación consiste en el cambio de presión.

TEMA 2

MAGNETISMO: es un fenómeno físico. Es la capacidad que presentan ciertos materiales para atraer a otros.

LOS IMANES: se orientan de norte-sur y esto les permite girar libremente. Pueden ser bipolares o dipolares. La representación del campo magnético se realiza mediante diagramas de líneas que indican su dirección y su intensidad. Líneas juntas = +intensidad. Los campos magnéticos pueden ser estáticos o variables. Ej: campo estático (campo magnético terrestre).  CUALQUIER CARGA ELÉCTRICA EN MOVIMIENTO GENERA UN CAMPO MAGNÉTICO.

LA MATERIA PUEDE CLASIFICARSE  según la manera en que interaccionan con un campo magnético:  NO MAGNÉTICOS (madera , vidrio)   PARAMAGNÉTICOS: elemento magnético permanente. Sus átomos actúan como pequeños imanes que se alinean el magnetismo externo. Deja de estar imantado al cesar la estimulación.     DIAMAGNÉTICOS: son rechazados débilmente por los polos magnéticos. Los atrae un imán. Ej: agua, plástico.    FERROMAGNÉTICOS: son fuertemente atraídos por un imán. Algunos conservan de forma permanente parte de su magnetismo, siendo base de los imanes permanentes.

SUSCEPTIBILIDAD MAGNÉTICA: es el grado en el que un material puede ser magnetizado.

LOS MATERIALES PUEDEN CLASIFICARSE por la facilidad con la que las cargas pueden moverse dentro de ellos, distinguíéndose: DIELÉCTRICOS (madera, plástico)     CONDUCTORES (cobre, plata)     SEMICONDUCTORES (grafito, silicio)    SUPERCONDUCTORES (estaño , aluminio).

HANS OERSTED (1820): una corriente eléctrica circulando por el conductor era capaz de desviar la brújula. Demostró que la electricidad puede usarse para generar campos magnéticos. Pasa corriente, la brújula apunta al circuito. No pasa corriente, la brújula apunta al norte.  Las cargas eléctricas en movimiento producen campos magnéticos y por tanto, se comportan de la misma manera que un imán. Estos dispositivos consisten en un solenoide conectado a un generador eléctrico.

SOLENOIDE: este tipo de imanes son utilizados en resonancia magnética para producir campos magnéticos uniformes. Se produce la emisión de ondas electromagnéticas y a estos circuitos se les llama ANTENAS.

FARADAY (1831): concluyó que no se puede inducir una corriente eléctrica en u circuito simplemente con la presencia de un campo magnético. Cuando se mueve el imán, el cable enrollado sí contendría una corriente. Para inducir una corriente usando campo magnético, este no puede ser constante sino que debe variar.

AMPERÍMETRO: utensilio para medir los amperios.

ESPÍN: movimiento que realizan los protones y electrones alrededor de su eje. Esto genera un campo magnético.

ELECTRICIDAD:  conjunto de fenómenos físicos relacionados con la presencia y flujo de cargas eléctricas (naturales o artificiales).

ELECTROESTÁTICA: se encarga del estudio de las cargas eléctricas cuando no están en movimiento.

COULOMBIO: cantidad de carga eléctrica transportada en un segundo por corriente con una intensidad de un amperio.

LA LEY DE OHM: V=I X R       P = I X V

CORRIENTE CONTINUA: flujo continua de carga eléctrica a través de un conductor entre 2 puntos de distinto potencial, que no cambia el sentido con el tiempo.

CORRIENTE ALTERNA: intensidad y polaridad varían con el tiempo. Ventajas: se puede modificar mediante transformadores, transporte y mantenimiento más barato y eficaz, y se puede convertir en corriente continua.