El atomo

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El atomo

  1. 1. Tema 1: El átomo.
  2. 2. ÍndiceModelos atómicos.El Modelo Estándar.Fuerzas: BosonesMateria: Leptones y Quarks.
  3. 3. ÍndiceModelos atómicos. Modelo de Dalton. Modelo de Thomson. Modelo de Bohr. Modelo Estándar.El Modelo Estándar.Fuerzas: BosonesMateria: Leptones y Quarks.
  4. 4. Modelos atómicosModelo de Dalton Modelo de Thomson Modelo de Rutherford Modelo de Bohr Modelo de Dalton La materia está formada por partículas muy pequeñas → ÁTOMOS, que son indivisibles y no se pueden destruir. Los átomos de un mismo elemento son iguales entre sí.
  5. 5. Modelos atómicosModelo de Dalton Modelo de Thomson Modelo de Rutherford Modelo de Bohr En 1897 J.J. Thomson descubre el ELECTRÓN Modelo de Thomson El átomo está compuesto por electrones de carga negativa en un átomo positivo (como un budín de pasas) Se pensaba que los electrones se distri- buían uniformemente alrededor del átomo.
  6. 6. Modelos atómicosModelo de Dalton Modelo de Thomson Modelo de Rutherford Modelo de BohrEn 1911 → Experimento de Rutherford → Descubrimiento del núcleo Modelo de Rutherford El átomo está formado por dos partes: 1. La "corteza", constituida por todos sus electrones, girando a gran velocidad alrededor de 2. un "núcleo", muy pequeño, que concentra toda la carga eléctrica positiva y casi toda la masa del átomo.
  7. 7. Modelos atómicosModelo de Dalton Modelo de Thomson Modelo de Rutherford Modelo de BohrEn 1889 → Constante de Planck → Los fotones no tienen energía continua sino discreta: CUÁNTOS DE ENERGÍA Modelo de Bohr para el átomo de H OBJETIVO: Explicar la estabilidad de la materia y los espectros de emisión y absorción discretos. Los electrones giran en órbitas circulares alrededor del núcleo, ocupando la órbita de menor energía posible, (más cercana al núcleo) Cada órbita puede identificarse mediante un número entero n: Número Cuántico Principal. E=h ν Estabilidad del átomo: fuerza electromagnética.
  8. 8. Modelos atómicosModelo de Dalton Modelo de Thomson Modelo de Rutherford Modelo de Bohr VISIÓN ACTUAL DEL ÁTOMO Modelo Estándar Hablamos de probabilidad → Funciones de onda Partículas elementales
  9. 9. ÍndiceModelos atómicos.El Modelo Estándar.Fuerzas: BosonesMateria: Leptones y Quarks.
  10. 10. El Modelo EstándarEs uno de los mayores logros de la física departículas.Describe todas las partículas y sus interacciones.Incluye:6 quarks y sus antipartículas (en 3 colores). “Materia”6 leptones y sus antipartículas.4 bosones o “intercambiadores” de fuerzas. “Fuerzas” Toda la materia conocida está formada por quarks y leptones que interaccionan intercambiando bosones.
  11. 11. El Modelo Estándar ¿Qué es la antimateria? ¿Quéy antimateria antimateria?Partículas de materia es la Iguales y opuestas Una antipartícula es igual a su partícula pero con la Partículas de Partículas de materia antimateria carga de signo opuesto. Tienen algunos números cuánticos diferentes. ¡¡ Antimateria ≠ Materia oscura !!
  12. 12. El Modelo EstándarLeptones y Bosones: Quarks: Fuerzas Materia
  13. 13. ÍndiceModelos atómicos.El Modelo Estándar.Fuerzas: Bosones Fuerza Electromagnética. Fuerza Fuerte Fuerza Débil Fuerza GravitatoriaMateria: Leptones y Quarks.
  14. 14. Fuerzas: Bosones Protones y electrones separados por la fuerza electromagnética (distinta carga → se atraen) … pero ¿qué pasa con los protones en el núcleo? ¿por qué no se repelen? Fuerza Intensidad relativa Acción Gravitatoria 1 Nos mantiene sobre el suelo Débil 1029 Interacciones en el núcleoElectromagnética 1040 Une protones y electrones Fuerte 1043 Mantiene el núcleo unido Cada fuerza tiene una partícula asociada con ella, un bosón, que le permite actuar a distancia.
  15. 15. Fuerzas: Bosones 1. Fuerza Electromagnética Emitiendo o absorbiendo un fotón el electrónpuede cambiar su posición y su energía enun átomo.El fotón es un bosón de masa m=0 y carga q=0Existe un intercambio de partículas.Ocurre entre partículas cargadas.
  16. 16. Fuerzas: Bosones 2. Fuerza Fuerte Hace que protones (cargados positivamente)permanezcan unidos en el interior del núcleo.Actúa entre quarks. Los quarks tienen una “carga fuerte” llamada“carga de color”. Hay tres colores “rojo”, “azul” y“verde”.La fuerza entre cargas de color es muy intensa.Dos quarks interaccionan intercambiando gluones.Los gluones también tienen carga de color.
  17. 17. Fuerzas: Bosones 3. Fuerza Débil Implica interacciones entre quarks y leptones, como ladesintegración beta.La carga débil se denomina “sabor” y hay dos.Hay tres portadores de fuerza: W+, W- y Z0. Tienen masa. Desintegración beta: 1. Un quark “d” del neutrón decae en un quark “u” emitiendo un bosón “W”2. Finalmente, el bosón decae en leptones
  18. 18. Fuerzas: Bosones Unificación El modelo estándar intenta unificar lascuatro fuerzas elementales. Eléctrica Electromagnética Electrodébil Magnética Débil ? Fuerte ¿Y la gravitatoria? … ¡No encaja!
  19. 19. Fuerzas: Bosones 4. Fuerza Gravitatoria ¿Gravitón? La gravedad de Einstein no es válida a cortasdistancias.No se ha encontrado un equivalente cuántico. Teóricamente, la interacción gravitatoria intercam-biaría un bosón llamado gravitón, pero...… el gravitón no ha sido descubierto. Como la gravedad es muy poco intensa a cortasdistancias, el Modelo Estándar funciona muy biencon electromagnetismo, interacción débil y fuerzafuerte.
  20. 20. ÍndiceModelos atómicos.El Modelo Estándar.Fuerzas: BosonesMateria: Leptones y Quarks. Quarks. Leptones.
  21. 21. Materia: Leptones y Quarks Quarks Leptones 1. Quarks Existen tres familias de quarks: (u,d), (c,s) y (t,b) Tienen carga eléctrica, sabor y color. Sienten todas las interacciones fundamentales: electromagnética, débil, fuerte ( y gravitatoria). No existen de forma libre, sino en combinaciones sin color:Up y Down: materia normal.protones (uud) y neutrones (udd)Charm, Strange, Top y Bottom:rayos cósmicos o aceleradores.
  22. 22. Materia: Leptones y Quarks Quarks Leptones 2. Leptones Tienen carga eléctrica (o no), y tienen sabor, perono color. Sienten todas las interacciones fundamentalessalvo la fuerte: electromagnética, débil ( y gravitatoria) Los electrones “e-” y neutrinos electrónicos “νe” sonlos constituyentes de la materia “normal”. Los demás (muones, tauones, yantineutrinos muónicos y tauónicos)se producen en colisiones en rayoscósmicos o en aceleradores.

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