Teoría de fotones

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Gravitatoria

Se denominan fuerzas conservativas a aquellas que tienen asociada una función espacial que se denomina energía potencial, de tal forma que el trabajo que realizan entre dos puntos extremos (A y B), sea cual sea la trayectoria, se cumple que W = EP(A) - EP(B). Esto lo cumplen las fuerzas gravitatorias, electrostáticas, y elásticas. Las que no lo cumplen, o sea, las no conservativas, son las magnéticas, las derivadas de motores, máquinas o músculos, y el rozamiento.


Conservación EMSe define la energía mecánica como la suma de la energía cinética más la energía potencial     E= E C +E P Supongamos un cuerpo que se desplaza únicamente sometido a fuerzas conservativas. Según el Teorema de la fuerzas vivas, se cumple siempre que: W= E P(A) -  EP (B)  Luego:       Ec(B)-Ec(A)=Ep(A)-Ep(B);  Ec(B)+ Ep(B)= Ec(A)+ Ep(A); Eb= EA. Se mantiene la energía mecánica, aunque cambien la cinética y la potencial.

Conservación EMSe define la energía mecánica como la suma de la energía cinética más la energía potencial E=EC +EP   Supongamos un cuerpo que se desplaza únicamente sometido a fuerzas conservativas.Según el Teorema de la fuerzas vivas, se cumple siempre que: W= E P(A) - EP (B)  Luego:       Ec(B)-Ec(A)=Ep(A)-Ep(B);  Ec(B)+ Ep(B)= Ec(A)+ Ep(A); Eb= EA. Se mantiene la energía mecánica, aunque cambien la cinética y la potencial.


Campo gravitatorio : conjunto de fuerzas gravitatorias que un cuerpo cualquiera es capaz de ejercer sobre otro cuerpo situado en su entorno. Consideremos la Tierra fija en el origen de coordenadas y un punto exterior de masa m. El campo gravitatorio viene dado por la siguiente expresión : F=G*(Mm)/r2

Ondas //Tipos de ondasLas ondas se pueden clasificar desde varios puntos de vista :

· Número de dimensiones* Unidimensionales : longitudinales (cuerda)* Bidimensionales : superficiales (piedra al agua)* Tridimensionales : todo el espacio (sonido)

· Energía propagada* Mecánicas : energía mecánica debida a vibraciones (sólidos, sonido...)* Electromagnéticas : energía electromagnética (radio, luz, microondas...)

· Dirección de vibración* Longitudinales : la dirección de propagación y vibración coinciden (bolitas)* Transversales : dirección de vibración y propagación perpendiculares (cuerda)

Se denominan propiedades cualitativas a las que se pueden estudiar sin cálculos matemáticos profundos.

Ondas estacionariasSe superponen dos ondas de la misma amplitud y frecuencia que viajan en sentidos contrarios.\displaystyle y_1=A(\sin (kx + \omega t))////\displaystyle y_2=A(\sin (-kx + \omega t))Se suman: \displaystyle y = y_1 + y_2 = A(\sin (kx + \omega t) + \sin (-kx + \omega t)) En una onda normal, t y x entran en la fase de una sola función trigonométrica, mientras que en una estacionaria aparecen en funciones trigonométricas distintas. Interpretación: al aparecer la forma espacial y la temporal independientemente existen unos puntos en los que la vibración es siempre nula llamados nodos. Entre nodo y nodo hay un vientre. Nodos: y = 0 independientemente del tiempo, por lo queEcuación=0. Ecuaciónn=1.2.3…

Movimientos periódicos: oscilaciones y vibraciones

Se denomina oscilación o vibración a un movimiento que se produce de forma alternativa a ambos lados de una posición en equilibrio. En el caso de que la oscilación sea simétrica y además periódica, entonces el movimiento se denomina armónico. Dentro de los movimientos armónicos, el más simple es Movimiento Armónico Simple (M.A.S.).

· Principio de Huyghens“Cuando un frente de ondas alcanza un punto cualquiera del espacio este punto se convierte a su vez en foco emisor.” Este principio es necesario para explicar estas propiedades. Se denomina frente principal al que procede del foco original, y frente secundario al que procede de cualquier punto. “La superficie envolvente de los frentes secundarios es un frente principal.” Superficie envolvente: superficie que alcanza o hace contacto con todos los frentes secundarios.

a) Reflexión y refracción

Cuando un frente de ondas alcanza la superficie que se para dos medios (ej. : agua-aire) pueden suceder dos fenómenos :1. Que el frente retroceda por el medio inicial (rebota) _ Reflexión

2. Que el frente pase al segundo medio _Refracción

En ambos casos el frente se desvía de la trayectoria original: 1ª LEY q=q' para la reflexión 2ª LEY  sen q'/sen q =v’/v para la refracción

b) DifracciónSe denomina difracción al conjunto de desviaciones y distorsiones que experimentan los frentes de onda cuando en su camino se interponen obstáculos, rendijas, aberturas...

Los puntos que están en los focos emisores se comportan como nuevos emisores (principio de Huyghens y principio de interferencias). A mayor longitud de onda más difracción. El principio de Huyghens también explica la formación de franjas claras y oscuras en una pantalla tras pasar un láser por una rendija. Las franjas claras son las zonas donde se superponen las ondas (interferencia constructiva) y las oscuras donde se contrarrestan (interferencia destructiva).

Física actual- Rayos alfa (a) : se emiten núcleos de helio (He2,4 )- Rayos beta (b) : se emiten electrones (e-1,0 ) o positrones ( e+1,0 )- Rayos gamma (g) : se emiten fotones de alta intensidad (g 0,0 )

FisiónHay algunos núcleos que, al ser bombardeados por neutrones, se rompen en dos núcleos más ligeros emitiendo más neutrones de los que se consumen. Los núcleos que se fisionan son pesados: Ecuación 1-Tienen perdida de masa, son exoenergéticos.2-Dan lugar a la emisión de más neutrones. La E liberada se debe a la transformación de más energía, se conserva la E total pero no la masa.


Fusión Uníón de núcleos ligeros (H1,1.H1,2.H1,3) para formar una partícula alfa(He2.4) con posibilidad de aparición de neutrones. No se forman partículas pesadas. Para que se inicie la reacción es necesaria mucha energía de activación.

H1.2+H1.2=He2.4     

Óptica. Reflexión y refracción//Reflexión: la luz rebota en la superficie (retrocede al cambiar de medio).Refracción: la luz pasa a través de una superficie (pasa de un medio a otro).

Leyes para la reflexión1. El rayo incidente, el rayo reflejado y la normal están contenidos en el mismo plano.2. El ángulo incidente es igual al reflejado: F = F'·Leyes para la refracción: El rayo incidente, el rayo reflejado y la normal están contenidos en el mismo plano. n×senF = n'×senF'  Si n > n’ senF > senF' _ F'> F El ángulo de salida es mayor que el de entrada (el rayo se separa de la normal). Ángulo límite: ángulo FL para el cual el ángulo refractado es 90º.

Efecto fotoeléctricoConsiste en la emisión de electrones por los metales al ser iluminados con luz visible o, mejor, ultravioleta. Este efecto es más acusado para los metales alcalinos, en especial para el cesio, porque son más electropositivos. Carácterísticas:- 1El efecto fotoeléctrico es instantáneo, no hay retraso desde que se ilumina hasta que se observa la emisión.- 2Existe una frecuencia mínima o umbral por debajo d ella cual no hay efecto fotoeléctrico que depende de cada metal.-3 La energía cinética o la velocidad de los electrones emitidos depende de la frecuencia pero no de la intensidad de la radiación.

Estos resultados experimentales no se pueden demostrar con la teoría clásica, que supone que las radiaciones son únicamente ondulatorias, porque la energía de una onda no está localizada sino extendida en una superficie (frente de onda) ; dado que si no fuera así el electrón tardaría algún tiempo en absorber la poca energía que le aportaría una onda pequeña. Además, según la teoría clásica la energía de una onda depende de la intensidad, pero no de la velocidad, al contrario de lo obtenido experimentalmente.Para explicar este fenómeno se acude a la ecuación de Planck que nos dice que la radiación electromagnética está dividida en cuantos de E=h*v Según esto, un electrón sale de un metal al chocar con él un cuanto de luz, si le ha aportado la energía necesaria, lo que explica que la emisión sea instantánea. Se llama energía mínima de extracción (W0) a la energía mínima para arrancar un electrón.

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