1.1 el átomo y sus partículas subatómicas. El átomo. El núcleo del átomo está formado por dos tipos de partículas, los protones, que tienen carga eléctrica positiva, y los neutrones, que no tienen carga eléctrica. En un átomo neutro, que es su estado habitual, el número de electrones es igual al de protones, y como tienen carga eléctrica negativa se compensan.
Neutrones Los neutrones son partículas neutras con una masa relativa de aproximadamente 1. También se encuentran junto a los protones en el núcleo. Fermiones Los fermiones son las partículas fundamentales que forman las partículas subatómicas: los electrones, los protones y los neutrones.
Quarks Un quark es una partícula subatómica con una carga eléctrica fraccionada. Además, es un tipo de fermión. Leptones El número de electrones de un átomo determina sus propiedades químicas y su reacción. Iones Un ion es un átomo que ha ganado o perdido un electrón para formar una partícula cargada. Bosones Los bosones son partículas fundamentales que no cumplen el principio de exclusión de Pauli, a diferencia de los electrones. Los bosones ceden masa a las otras partículas fundamentales, permitiéndoles actuar como una onda o como una partícula .
1.1.1 rayos catódicos y rayos anódicos Los rayos catódicos: Los rayos catódicos son corrientes de electrones observados en tubos de vacío, es decir los tubos de cristal que se equipan por lo menos con dos electrodos, un cátodo y un ánodo en una configuración conocida como diodo. Cuando se calienta el cátodo, emite una cierta radiación que viaja hacia el ánodo. El primer experimento interesante que condujo a un modelo sobre la composición de los átomos fue hecho por el físico inglés JJ Thomson, entre los años 1898 a 1903, quién estudió la descarga eléctrica que se produce dentro de tubos al vacío parcial (algo de aire). ), llamados Tubos de rayos catódicos.
Rayos anódicos Los rayos anódicos: también conocidos con el nombre de canales o positivos, son haces de rayos positivos construidos por cationes atómicos o moleculares que se desplazan hacia el electrodo negativo en un tubo de Crookes. Es un fenómeno químico-físico por el cual algunos cuerpos o elementos químicos, llamados radiactivos, emiten radiaciones que tienen la propiedad de impresionar placas radiográficas fecisterografias, ionizar gases, producir fluorescencia, atravesar cuerpos opacos a la luz ordinaria, entre otros. Descubrimiento del protón: Si se realiza la misma experiencia del tubo de descarga, pero con la modificación de que el cátodo esté perforado, tal como lo hizo Goldstein en 1886, se observa que en la parte posterior del cátodo aparecen rayos luminosos llamados rayos anódicos o canales .
Descubrimiento del protón Después del descubrimiento de los rayos catódicos, el Dr. Goldstein realizó una mayor investigación en esta área. Debido al descubrimiento del núcleo por otro científico, Goldstein fue capaz de diferenciar entre esa parte del átomo durante los experimentos de descarga y encontró las partículas cargadas positivamente mente. Estas fueron nombradas "protones". Sus experimentos con los tubos de descarga le llevaron a observar el paso de la electricidad a través de los gases a alta y baja presión. Al realizar el experimento con los gases de baja presión, descubrió los rayos anódicos.
1.2.1 radiactividad ¿Qué es la radiactividad? La radiactividad es un fenómeno natural que ha capturado la curiosidad de los científicos y el público en general desde su descubrimiento a finales del siglo XIX. Es un proceso en el que los núcleos de los átomos inestables emiten partículas o radiación en su intento de alcanzar una configuración más estable. En esta investigación, exploraremos los tipos de radiactividad, sus efectos en la salud humana y el uso de la radiactividad en diversas aplicaciones. Tipos de Radiactividad: Existen tres tipos principales de radiactividad: alfa (α), beta (β) y gamma (γ). Radiación Alfa: Las partículas alfa consisten en dos protones y dos neutrones, esencialmente un núcleo de helio. Debido a su gran tamaño y carga positiva, tienen una capacidad limitada para penetrar la materia y pueden ser bloqueadas por una hoja de papel o la piel humana. Radiación Beta: Las partículas beta son electrones (β-) o positrones (β+). Los electrones beta pueden penetrar más que las partículas alfa, siendo detenidos por materiales como un plástico grueso o vidrio, mientras que los positrones son antimateria y se aniquilan al entrar en contacto con electrones normales.
Radiación Gamma: Los rayos gamma son fotones de alta energía similares a los rayos X, pero más potentes. Son altamente penetrantes y requieren materiales densos como el plomo o varios centímetros de plomo para detenerse por completo. Efectos en la Salud: La exposición a la radiación puede tener efectos en la salud, dependiendo de la cantidad y el tipo de radiación, así como de la duración de la exposición. Los efectos pueden variar desde daños celulares temporales hasta problemas de salud a largo plazo, como el cáncer. Es crucial mantener la exposición a la radiación en niveles seguros y regulados.
1.2 base experimental de la teoría cuántica Es una teoría física basada en la utilización del concepto de unidad cuántica para describir las propiedades dinámicas de las partículas subatómicas y las interacciones entre la materia y la radiación. Las bases de la teoría fueron por el físico alemán Max Planck, que en 1900 postulo que la materia solo puede emitir o absorber energía en pequeñas unidades discretas llamadas cuantos. La teoría cuántica básicamente nos dice que la luz no llega de una manera continua, sino que está compuesta por pequeños paquetes de energía, a los que llamamos cuantos. Estos cuantos de energía se llaman fotones. Los fotones son las partículas “fundamentales” de la luz, así como los electrones son las partículas fundamentales de la materia, esta analogía es la que sirvió para realizar el descubrimiento del carácter cuántico de la luz.
1.2.1 teoría ondulatoria de la luz. Las ondas electromagnéticas son consideradas transversales, aunque no se propaguen a través de un medio material, porque los campos eléctrico y magnético que las constituyen son perpendiculares entre sí y perpendiculares a su vez a la dirección de propagación
Todo fenómeno ondulatorio presenta dos características fundamentales: la longitud de onda y la frecuencia.
Christian Huygens (1629-1695). En la primera exposición que hizo Huygens de esta teoría, dijo que la luz se propaga por medio de ondas mecánicas que son producidas por un foco luminoso. Aseguró que para dispersarse, la luz requiere de éter, un elemento material de mucha elasticidad, imperceptible y que llena todo, incluido el vacío.
como fenómeno corpuscular, afirma que ésta no se emite de manera continua, sino en pulsos de diminutos paquetes de energía llamados cuantos, A la propagación de las partículas luminosas se le conoce como rayo luminoso.