Fenómenos Cuánticos: Efecto Fotoeléctrico, Principio de De Broglie y Desintegración Nuclear

El efecto fotoeléctrico ocurre cuando la luz incide sobre un metal. Los fotones, partículas de luz, transfieren su energía al metal, y esta energía se utiliza para liberar electrones. El trabajo mínimo necesario para liberar estos electrones se conoce como trabajo de extracción. La energía sobrante se convierte en energía cinética del electrón.

Casos del Efecto Fotoeléctrico

• Caso 1: Si la energía del fotón es menor que el trabajo de extracción, el electrón no se libera y no hay efecto fotoeléctrico.
• Caso 2: Si la energía del fotón es mayor que el trabajo de extracción, la energía excedente se convierte en energía cinética del electrón liberado.

El principio de De Broglie generaliza este resultado a cualquier partícula: toda partícula material en movimiento tiene asociada una onda, cuya longitud de onda (λ) se define como λ = h/p, donde h es la constante de Planck y p es el momento lineal de la partícula.

Principio de Incertidumbre de Heisenberg

El principio de indeterminación establece que no es posible determinar con exactitud la posición y el momento lineal de un objeto cuántico simultáneamente. La incertidumbre en ambas magnitudes está relacionada.

Aplicaciones de la Física Cuántica

La física cuántica tiene aplicaciones en la creación de células fotoeléctricas y en la nanotecnología, que estudia y manipula nanopartículas (conjuntos de átomos o moléculas de tamaño entre 1 y 100 nm).

Desintegración Nuclear

Emisión de Partículas Alfa

Cuando un núcleo emite una partícula alfa, se transforma en un núcleo del elemento situado dos lugares a la izquierda en la tabla periódica, disminuyendo su número atómico en dos.

Emisión de Partículas Beta

Cuando un núcleo emite una partícula beta, se transforma en un núcleo del elemento situado un lugar a la derecha en la tabla periódica, aumentando su número atómico en uno. Este proceso está relacionado con la interacción nuclear débil.

Emisión de Radiación Gamma

Cuando un núcleo emite radiación gamma, sigue siendo el mismo elemento químico. La radiación gamma es una forma de radiación electromagnética.

Fisión y Fusión Nuclear

Fisión Nuclear

La fisión nuclear es un proceso en el que un núcleo pesado se divide en dos o más núcleos más pequeños.

Fusión Nuclear

La fusión nuclear es un proceso en el que dos núcleos ligeros se unen para formar un núcleo más pesado. La masa de los productos de la fusión es ligeramente inferior a la masa de los reactivos, liberando una gran cantidad de energía.