Teorías Clásicas de la Luz y Reacciones Nucleares: Un Enfoque Integral

Teorías Clásicas sobre la Naturaleza de la Luz

Teoría Corpuscular: La luz está formada por diminutas partículas materiales, llamados corpusculos, que son emitidas a gran velocidad y en línea recta por los cuerpos luminosos. La dirección de propagación de estas partículas recibe el nombre de rayo luminoso.

Teoría Ondulatoria: La luz se propaga mediante ondas mecánicas, semejantes a las ondas sonoras, emitidas por el foco luminoso. Para propagarse, la luz necesitaba un medio de propagación de gran elasticidad y rigidez, que todo lo llena, incluso el vacío, puesto que la luz se propaga en el vacío. A este medio espacial se le dio el nombre de Éter.

Teoría Electromagnética: La luz es una onda electromagnética constituida por campos eléctricos y magnéticos variables, perpendiculares entre sí y a la dirección de propagación, que se propaga a través del espacio con una velocidad constante.

Efecto Fotoeléctrico

El efecto fotoeléctrico es la propiedad que presentan algunos metales de emitir electrones cuando sobre su superficie incide una luz. Para Einstein, la luz se propaga mediante cuantos o paquetes de energía de valor E=hf, llamados fotones, es decir, extiende la hipótesis de Planck al campo electromagnético. Una superficie puede absorber un fotón y emitir un electrón si la energía del fotón es mayor que el trabajo de extracción.

Principio de Incertidumbre de Heisenberg

El principio de incertidumbre de Heisenberg establece que si una medida de la posición se hace con una precisión Δx y una medida simultánea del momento se realiza con una precisión Δp, el producto de las dos incertidumbres nunca puede ser más pequeño que h/2, es decir, ΔxΔp > h/2; ΔEΔt > h/2. Es imposible determinar con exactitud y simultaneidad la posición y el momento de una partícula. Cualquier partícula cuántica presenta una naturaleza dual onda-partícula, siendo imposible que manifieste simultáneamente las dos naturalezas.

Fisión y Fusión Nuclear

Fisión Nuclear: Es la división de un núcleo pesado en dos más ligeros, siempre inestables, con la liberación de energía.

Fusión Nuclear: Es la combinación de dos núcleos ligeros para formar un núcleo pesado, con liberación de energía. La fusión controlada presenta varias ventajas frente a la fisión: la materia prima es abundante y barata. En el agua del mar hay suficiente deuterio para abastecer a la humanidad durante miles de millones de años, se obtiene una energía más de tres veces mayor que en la fisión, y no se producen residuos contaminantes. Sin embargo, existen grandes dificultades científicas y tecnológicas para obtener la fusión controlada. Hasta ahora, solo se han conseguido grandes cantidades de energía por fusión incontrolada mediante la bomba de hidrógeno.

Reacciones Nucleares

En una reacción nuclear, dos núcleos o partículas entran en colisión para producir dos nuevos núcleos o partículas. Las reacciones pueden ser exoergicas o endoergicas, y en ambos casos se satisfacen varias leyes de conservación como la de la carga, energía, cantidad de movimiento, momento angular y número nucleónico. Sea un núcleo X que es bombardeado por una partícula a, produciéndose un núcleo Y y una partícula b:
a + X -> Y + b
Energía de reacción: E=(m_{reactivos}-m_{productos})c^2. Si E>0, es exoenergética o exotérmica y si E<0, es endoenergética.