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Descubrimiento del Newton

El newton, también conocido como neutonio o neutón, recibe este nombre en honor al eminente físico, filósofo, teólogo, inventor, alquimista y matemático inglés Isaac Newton nacido en Woolsthorpe, Lincolnshire, un 4 de enero de 1643, según calendario juliano, vigente en esa época, 25 de diciembre de 1642, calendario gregoriano (actual) y fallecido en Kensington, Londres, un 20 de marzo de 1727 (juliano), 31 de marzo de 1727(gregoriano), contando al morir con 84 años.

Newton realizó múltiples investigaciones, de las cuales surgieron diversos aportes científicos, entre ellos: Leyes de la cinemática, Teoría corpuscular de la luz, Desarrollo del Cálculo diferencial e integral y la Ley de la gravitación universal.

Modelo Atómico De Bohr

Ante las dificultades del modelo de Rutherford el físico danés Bohr, después de haber visitado el laboratorio de Rutherford en Manchester, y teniendo en cuenta los conocimientos que tenía acerca de los espectros atómicos provenientes de los físicos suecos Rydberg y Ångstrom, así como del suizo Balmer. Bohr pudo deducir la formula de Balmer, que da las longitudes de onda de la luz emitida por el átomo de hidrógeno, las cuales fueron medidas con suficiente precisión por Rydberg y Ångstrom. 

El modelo de Bohr supone que cuando un electrón se encuentra en una órbita determinada que cumple con la condición de que el momentum angular es múltiplo entero de la constante de Planck dividida por dos pi, no hay emisión de radiación electromagnética. Esto evidentemente contradice la teoría electromagnética de Maxwell, pero, da una luz acerca de los misteriosos espectros atómicos, los cuales se generan, cuando el electrón atómico hace una transición de una órbita de radio mayor a una órbita de radio menor. Esto ultimo también es incomprensible pues es de esperarse, que la frecuencia de la radiación emitida coincida con alguna frecuencia de oscilación de los electrones. 

Es muy interesante, que el modelo de Bohr da resultados coincidentes con los de la física clásica en el caso, en el que las transiciones ocurren entre niveles de energía muy grandes. Esto indicaría que en efecto para fenómenos macroscópicos sería valida la física clásica, mientras que para fenómenos microscópicos -de escala atómica- ya no se cumple la física clásica, sino la nueva física cuántica, que empezó desarrollarse en el año de 1900 con los trabajos de Planck, y que recibió un impulso grande en 1905 con el trabajo de Einstein sobre el efecto fotoeléctrico.

El átomo de Bohr represento un impulso decisivo para el desarrollo de la teoría cuántica, aun cuando sus postulados acerca de la no radiación en órbitas estacionarias, y de radiación solo en el cambio entre estas órbitas, resultase, muy difícil, o mejor imposible en aquella época, de comprender intuitivamente.

Positron Y Neutron

Positron 

El positrón o antielectrón es una partícula elemental, antipartícula del electrón, posee la misma cantidad de masa y carga eléctrica sin embargo, esta es positiva. No forma parte de la materia ordinaria, sino de la antimateria, aunque se producen en numerosos procesos radioquímicos como parte de transformaciones nucleares.

Esta partícula fue predicha por Paul Dirac en el año de1928, para luego ser descubierta en el año 1932 por el físico norteamericano Anderson al fotografiar las huellas de los rayos cósmicos en una cámara de niebla.

En la actualidad los positrones son rutinariamente producidos en la Tomografía por emisión de positrones usados en las instalaciones hospitalarias.

Neutron

El neutrón es una partícula sin carga neta, presente en el núcleo atómico de prácticamente todos los átomos, excepto el protio. Aunque se dice que el neutrón no tiene carga, en realidad está compuesto por tres partículas fundamentales cargadas llamada squarks, cuyas cargas sumadas son cero. Por tanto, el neutrón es un barión neutro compuesto por dos quarks de tipo abajo, y un quark de tipo arriba.

Fuera del núcleo atómico, los neutrones son inestables, teniendo una vida media de 15 minutos (885.7 ± 0.8 s),; cada neutrón se descompone en un electrón, un antineutrino y un protón. Su masa es muy similar a la del protón, aunque ligeramente mayor.

El neutrón es necesario para la estabilidad de casi todos los núcleos atómicos, a excepción del isótopo hidrógeno-1. La interacción nuclear fuerte es responsable de mantenerlos estables en los núcleos atómicos.

Rayos Alfa Beta Y Gama

Las partículas o rayos alfa (α) son núcleos completamente ionizados, es decir, sin su envoltura de electrones correspondiente, de helio-4 (4He). Estos núcleos están formados por dos protones y dos neutrones. Al carecer de electrones, su carga eléctrica es positiva (+2qe), mientras que su masa es de 4 uma.

Se generan habitualmente en reacciones nucleares o desintegración radiactiva de otros núclidos que se transmutan en elementos más ligeros mediante la emisión de dichas partículas. Su capacidad de penetración es pequeña; en la atmósfera pierden rápidamente su energía cinética, porque interaccionan fuertemente con otras moléculas debido a su gran masa y carga eléctrica, generando una cantidad considerable de iones por centímetro de longitud recorrida. En general no pueden atravesar espesores de varias hojas de papel.Van a una velocidad de 16mil y 32mil km/s.

Una partícula beta (β) es un electrón que sale despedido de un suceso radiactivo. Por la ley de Fajans, si un átomo emite una partícula beta, su carga eléctrica aumenta en una unidad positiva y el número de masa no varía. Ello es debido a que la masa del electrón es despreciable frente a la masa total del átomo. En cambio, al ser emitida una carga negativa, el átomo queda con una carga positiva más, para compensar el total de la carga eléctrica, con lo cual el número de electrones disminuye. Este proceso es debido a la desintegración de un neutrón en un protón y un electrón (desintegración beta).Estas particulas van a una velocidad de 160mil km/s

La radiación gamma o rayos gamma (γ) es un tipo de radiación electromagnética, y por tanto formada por fotones, producida generalmente por elementos radioactivos o procesos subatómicos como la aniquilación de un par positrón-electrón. Este tipo de radiación de tal magnitud también es producida en fenómenos astrofísicos de gran violencia

Debido a las altas energías que poseen, los rayos gamma constituyen un tipo de radiación ionizante capaz de penetrar en la materia más profundamente que la radiación alfa o beta. Dada su alta energía pueden causar grave daño al núcleo de las células, por lo que son usados para esterilizar equipos médicos y alimentos.Estos Rayos van a una Velocidad de 320km/s.

Radiactividad Química

Los núcleos estables perduran a través del tiempo. Sin embargo muestra que tiene núcleos altamente inestables experimenta constantemente el fenómeno radiactivo. Si los núcleos son levemente inestables, el decaimiento toma un tiempo prolongado. Así, por ejemplo una muestra que contiene un millón de átomos de yodo -131 decae en un 10% en 1 día y 5 horas. Por otra parte, una muestra también de un millón de átomos de Ra-226 decae un 10% en 246 Años. En el curse anterior estudiaste cinética química, donde las reacciones pueden ser de primer, segundo u otro orden. Los decaimientos radiactivos siguen solo la cinética de primer orden, donde la velocidad se puede expresar como:

Donde N es el numero de núcleos radiactivos presentes en un tiempo t y A es la constante del decaimiento radiactivo. Mediante un desarrollo matemático, que se excluye, se pueden obtener las siguientes relaciones: Donde N° es la cantidad de núcleos iniciales en el tiempo t=0 y t1/2 es el tiempo de vida media

La primera expresión permite conocer la cantidad de muestra radiactiva que aún permanece inalterada después de transcurrido un tiempo t

Siempre que se conozca la constante A, que es específica para cada tipo de núcleo radiactivo. En la segunda expresión, el tiempo de vida media es el tiempo que toma una muestra radiactiva inicial en reducirse a la mitad.Esta ecuación es muy valiosa, porque permite determinar la vida media independiente de la cantidad inicias de la muestra radiactiva, ya sea esta en cantidad de partículas o de masa.

Las medidas experimentales de las actividades de sustancias radiactivas muestran, en todos los casos, una disminución exponencial de la cantidad de material inicial con el tiempo, como se muestra en el grafico anterior. La observación de este comportamiento demuestra que el proceso radiactivos se ajusta a una ley estadística que no es aplicable al comportamiento de los átomos, sino a una cantidad considerable de átomos radiactivos. Cada radioisótopo tiene un tiempo de vida media característico. Los núcleos más inestables tiene t1/2 muy inferiores a 1 segundo y a los más estables alcanzan vidas medias de carios millones de años. La tabla siguiente incluye la vida media para algunos isótopos radiactivos.