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Grupo de Física cuántica

Luis Arturo Ayarza Aguirre
Lic en biologia, msc bioquimic univer...
Escrito por Luis Arturo Ayarza Aguirre
el 21/05/2011

Pedimos disculpas por la demora , pues hemos estado ocupados atendiendo a nuestros alumnos. El fin y el propósito de estudiar la física es saber cómo nos ayuda a compreder el univberso que nos rodea , es una manera de comprender la materia que nos compone y compone el infinito y más allá.

Luis Arturo Ayarza Aguirre
Lic en biologia, msc bioquimic univer...
Escrito por Luis Arturo Ayarza Aguirre
el 19/07/2011
LAS FUERZAS FUNDAMENTALES EN LA NATURALEZA

Las partículas portadoras de fuerza se pueden agrupar en cuatro categorías, de acuerdo con la intensidad de fuerza que transmiten y con el tipo de partículas que con las que interactúan.

La primera categoría es la fuerza gravitatoria . Esta fuerza es universal porque toda partícula la experimenta. Es la fuerza que mantiene unidos a los planetas, estrellas y galaxias, pero su efecto sobre partículas elementales es despreciable. La fuerza gravitatoria es mediada por una partícula llamada gravitón . Esta partícula no tiene masa propia y la fuerza que transmite es de largo alcance. La fuerza gravitatoria entre el Sol y la Tierra se atribuye al intercambio de gravitones entre las partículas que forman estos dos cuerpos.

La segunda categoría es la fuerza electromagnética . Interactúa con las partículas cargadas eléctricamente, como los electrones y los quarks, pero no con partículas sin carga como los gravitones. Hay dos tipos de carga eléctrica, positiva y negativa. La fuerza entre cargas positivas o negativas es repulsiva, y es atractiva entre una carga positiva y una negativa. Entre cuerpos grandes, la fuerza electromagnética es muy débil, en cambio, entre átomos y moléculas las fuerzas electromagnéticas dominan. La atracción electromagnética entre los electrones (-) y los protones (+) del núcleo hace que los electrones giren alrededor del núcleo del átomo. La fuerza electromagnética es mediada por partículas sin masa llamadas fotones .

La tercera categoría es la fuerza nuclear débil . Es la responsable de la radiactividad, actúa sobre las partículas de espín 1/2 y no sobre partículas como fotones y gravitones. La fuerza débil es transmitida por partículas llamadas bosones W y Z .

La cuarta categoría es la fuerza nuclear fuerte . Mantiene unidos a los quarks en el protón y el neutrón, y a los protones y neutrones juntos en los núcleos de los átomos. Esta fuerza es transmitida por una partícula llamada gluón que sólo interactúa con ella misma y con los quarks.

INTERACCIONES DE PARTÍCULAS
FUERZA PARTÍCULA MEDIADORA

Gravitatoria

Gravitón

Electromagnética

Fotón

Débil

Bosones W y Z

Fuerte

Gluón

Luis Arturo Ayarza Aguirre
Lic en biologia, msc bioquimic univer...
Escrito por Luis Arturo Ayarza Aguirre
el 19/07/2011

EL NÚCLEO: ¿QUÉ LO MANTIENE UNIDO?

Sabemos que el núcleo de un átomo posee carga eléctrica positiva y que contiene protones, esto de acuerdo con los experimentos realizados por científicos como Ernest Rutherford. Ahora bien, una de las leyes básicas de la electricidad establece que cargas con signos opuestos se atraen, mientras que cargas con el mismo signo se repelen. Esto quiere decir que en cualquier núcleo que no sea el del hidrógeno (posee 1 protón) actuará una fuerza que hará que los protones se repelan entre ellos. Si esta “fuerza” repulsiva no estuviera compensada por otra fuerza, el núcleo del átomo se desintegraría. Obviamente esto no ocurre, entonces podemos decir que existe una fuerza que mantiene la cohesión del núcleo.

El simple hecho de la existencia del núcleo nos lleva a pensar que debe haber alguna fuerza en la naturaleza capaz de contrarrestar la repulsión entre los protones. Los físicos denominan a esta fuerza la interacción fuerte (mejor conocida como la fuerza fuerte).

** Quarks

En el modelo original de quarks, había tres tipos de quarks designados por los símbolos u, d y s. Las letras u, d y s corresponden a las palabras en inglés up (arriba), down (abajo) y strange (extraño) respectivamente. Para producir las partículas elementales conocidas, los quarks deben tener propiedades muy poco usuales. Por ejemplo, deben poseer cargas eléctricas que, salvo el signo, sean una fracción de la carga eléctrica del electrón. Por sí sola, esta característica los convierte en partículas excepcionales dado que cualquier otra carga eléctrica conocida es o bien igual a la del electrón o a un múltiplo entero de la misma. Un protón o un neutrón están constituidos por tres quarks. Un protón contiene dos quarks up y un quark down; un neutrón contiene dos down y uno up.

Luis Arturo Ayarza Aguirre
Lic en biologia, msc bioquimic univer...
Escrito por Luis Arturo Ayarza Aguirre
el 30/07/2011

Átomos en estado fundamental absorben radiación pasando a estados superiores de energía
•Se modifica la energía ELECTRÓNICA
•La fuente de radiación es específica para cada elemento.
•Los átomos emplean la energía recibida para pasar los e-externos a niveles superiores de energía

Luis Arturo Ayarza Aguirre
Lic en biologia, msc bioquimic univer...
Escrito por Luis Arturo Ayarza Aguirre
el 30/07/2011

COMPONENTES DE UN ESPECTROFOTÓMETRO AA
FUENTE DE RADIACIÓN
Lámpara de cátodo hueco
Lámpara descarga sin electrodos
ATOMIZADOR
Llama
Cámara de grafito
Vapor frío
Generador de hidruros
MONOCROMADOR
Red de difracción
DETECTOR
Fotomultiplicado

Luis Arturo Ayarza Aguirre
Lic en biologia, msc bioquimic univer...
Escrito por Luis Arturo Ayarza Aguirre
el 30/07/2011

FUENTE DE RADIACIÓN
•Lámpara de cátodo hueco
•Cilindro de vidrio con ventana de cuarzo
•Lleno de Aró Nea presión
•Ánodo de wolframio
•Cátodo de material igual al elemento a analizar
•Mono-elemento o multi-elemento
•Duran 1000 horas aproximadamen

Luis Arturo Ayarza Aguirre
Lic en biologia, msc bioquimic univer...
Escrito por Luis Arturo Ayarza Aguirre
el 30/07/2011

FUENTE DE RADIACIÓN
•Lámpara de descarga sin electrodos
•Bulbo de cuarzo
•Interior mezcla de metal e ioduro del mismo metal en Ara baja presión
•Bajo influencia bobina de radiofrecuencia genera campo magnético que calienta el gas y excita a los átomos.
•Solo para elementos fácilmente vaporizables
•(As, Se, Sb, Pb, Sn)

Luis Arturo Ayarza Aguirre
Lic en biologia, msc bioquimic univer...
Escrito por Luis Arturo Ayarza Aguirre
el 30/07/2011

ATOMIZACION
•Primer paso y más crítico en espectroscopia atómica
•Proceso por el cual una muestra problema se volatiliza y descompone para producir un gas atómico
•Existen varias formas de atomizar
–Llama
–Cámara de Grafito
–Vapor frío
–Generador de hidruros

Luis Arturo Ayarza Aguirre
Lic en biologia, msc bioquimic univer...
Escrito por Luis Arturo Ayarza Aguirre
el 30/07/2011

INFLUENCIA DE LA TEMPERATURA DE LA LLAMA
AUMENTO DE TEMPERATURA:
–Aumento de:
•eficiencia de atomización
•de la ionización
•átomos excitados / no excitados
–Disminución de altura de picos
–Ensanchamiento de líneas

Adrian Dominguez
Ingenieria química http://aceites-esen...
Escrito por Adrian Dominguez
el 04/08/2011

Maravillos Luis, muchisimas gracias por la invitacion
Saludos
Adrian

Luis Arturo Ayarza Aguirre
Lic en biologia, msc bioquimic univer...
Escrito por Luis Arturo Ayarza Aguirre
el 01/09/2011

TEMA 1: REACCIONES NUCLEARES 1: Cinemática.
1. Introducción.
Cuando las partículas dotadas de energía cinética, procedentes de un
acelerador o incluso de una fuente radioactiva, se hacen incidir obre
materia, existe la posibilidad de que ocurra una reacción nuclear. La
primera de tales reacciones artificiales tuvo lugar en el Laboratorio de
Rutherford, usando partículas α, procedentes de una fuente radioactiva. La
mayor parte de las partículas α sólo rebotan elásticamente al colisionar
culombianamente con los núcleos pesados y fuertemente cargados, con un
patrón de difusión característico y propio de la existencia de núcleos muy
masivos en el interior de los átomos.
La primera de tales reacciones fue:
El primer acelerador construido, capaz de inducir reacciones
nucleares, a pesar de estar en energía por debajo de la barrera culombiana
fue el de Cockcroft Walton, que en 1930 permitió observar la reacción:
p+7Li→4He+ α
1. 1 Elementos típicos
Los elementos típicos de un experimento con acelerador son los
siguientes
• Fuente de iones: mediante descargas eléctricas o de radiofrecuencia
se ioniza materia en forma gaseosa produciendo un plasma cargado.
Mediante sondas se extraen los iones cargados que a continuación se
inyectan sobre el acelerador.
• El acelerador: Los hay de muchos tipos y basados en diferentes
principios de la física. Se usan siempre campos eléctricos para
acelerar las partículas y los campos magnéticos para curvar y
focalizar los haces de partículas. Como aceleradores citamos: el
Cockcroft Walton, basado en circuitos de rectificación; el Tandem
Van de Graaf, basado en una terminal aislada y presurizada sometida
a un elevado potencial; el ciclotrón, basado en un campo magnético
casi uniforme y un campo eléctrico alterno, en resonancia con el
período orbital de los protones; el betatrón, en el que un campo
magnético variable origina un campo eléctrico en la órbita de los
electrones, susceptible de acelerarlos y focalizarlos; el sincrotrón,
α+7Li→17O+p
Tema 1. Segundo Semestre. Reacciones Nucleares 1. Física Nuclear Avanzada.
2
que es el primero de los aceleradores modernos y en el que se aplica
el principio de la estabilidad de la fase y la focalización fuerte.
• Transporte del haz. Los haces de partículas que produce un
acelerador suelen ser pulsados, ( aunque también los hay continuos),
y han de ser transportados a la región de interacción. Para ello se
utilizan lentes magnéticas (frecuentemente imanes superconductores)
para focalizar, dirigir, curvar o restringir espacialmente el haz. El
tratamiento matemático de los haces de partículas es semejante al de
la óptica geométrica. En u laboratorio moderno el haz acelerado se
suele deflectar en diferentes líneas de experimentación.
• Blanco: las partículas se hacen incidir sobre un blanco (fijo en
general en la física nuclear, si bien en física de altas energías se
suelen usar colisionadores, en que se hacen incidir dos haces el uno
contra el otro) en el que se originan las reacciones nucleares, cuyos
productos son objeto de estudio en la F.N.
• Detectores: las partículas producidas en las colisiones son estudiadas
mediante detectores, cuya finalidad es medir todos los parámetros de
los productos producidos: identificación de las partículas, su energía,
polarización etc. En los primeros desarrollos de la Física Nuclear se
usaban placas fotográficas especiales, denominadas emulsiones, que
registraban en forma de trazas las partículas ionizantes producidas.
Posteriormente se usaron cámaras de burbujas (líquido
sobrecalentado por ejemplo de H, He etc) que mediante fotografía
también de las trazas y un campo magnético permiten el estudio de
los productos. Hoy se usan cámaras de reacción, que contienen en el
vacío el blanco y los detectores, que miden para las partículas
salientes su energía y ángulos de emisión. También se usan
conjuntos de detectores electrónicos, que mediante la reconstrucción
de las trayectorias de las partículas con ordenador y la medida de su
curvatura en un campo magnético permiten reconstruir los productos
de las reacciones. Los detectores electrónicos pueden determinar
trayectorias de partículas con precisión de micrones, su energía, su
identificación etc. Y realizar medidas en coincidencia y
correlaciones.
Esquemáticamente, un experimento de blanco fijo se puede
representar como en la figura 1.
1. 2 Clasificación energética:

Plutón Aragón
Música instrumental cee
Escrito por Plutón Aragón
el 15/09/2011

Muy bueno Luis.

Luis Arturo Ayarza Aguirre
Lic en biologia, msc bioquimic univer...
Escrito por Luis Arturo Ayarza Aguirre
el 19/07/2012

UN ATOMO ESTÁ CARGADO DE ELECTRICIDAD Y QUE ESTOS ATOMOS INTERACTÚAN ENTRE ELLOS. UNIFICAR LAS FUERZAS FUE UNA TAREA UN PCO DIFÍCIL PARA EINSTEIN. CONSIDEREMOS ENTONCES AL UNIVERSO COMO UN SISTEMA DE FUERZAS UNIFICADAS. EL FÍSICO DANES NIELS BORNS NOS DIO LOS PRINCIPIO. AHORA SABEMOS QUE LA ESTRUCTURA DEL ATOMO ESTÁ COMPUESTO DE PROTONES , NEUTRONES Y ELECTRONES.

LAS FUERZAS DELELECTROMAGNETISMO Y DE LA GRAVEDAD NO ESTÁN SOLAS , ESTÁ LAS FUERZA FUERTE QUE MANTIENE UNIDAS A LOS PROTONES Y NEUTRONES , PERO LA DÉB IL , ES LA QUE DEFINE LA TRANSMUTACIÓN CUÁNTICA DE LOS ELEMNETOS PRIMORDIALES.

Luis Arturo Ayarza Aguirre
Lic en biologia, msc bioquimic univer...
Escrito por Luis Arturo Ayarza Aguirre
el 01/08/2012

Pero los a´tomos pueden transmutarse , derrumbarse e incluso fundirse en otrss formas depende de la condición de temperatura , campos magnéticos etc a que sean sometidos.