Óptica: Espejos y Lentes
Espejos: Producen el fenómeno de la reflexión de la luz. Los espejos planos producen una imagen virtual, fiel, del mismo tamaño y derecha que el objeto. Los espejos esféricos pueden ser cóncavos o convexos.
- s: distancia objeto (siempre -)
- s´: distancia imagen (+ imagen virtual, – imagen real)
- y: tamaño objeto
- y´: tamaño de la imagen (+ derecha, – invertida)
Trazado de rayos
- Dibujar la lente y colocar los puntos C y F.
- Colocar el objeto según indique el problema.
- Realizar el trazo de rayos principales. El punto de corte determinará la posición de la imagen.
Lentes: Sistema óptico centrado formado por un medio transparente limitado por dos dioptrías, al menos una de ellas esférica. Las lentes tienen dos focos y pueden ser convergentes o divergentes.
Aumento lateral (Al)
- Al > 1: imagen mayor que el objeto.
- Al = 1: imagen igual que el objeto.
- Al < 1: imagen menor que el objeto.
Física Cuántica
Experiencias que no podían explicarse con la mecánica clásica: radiación de un cuerpo negro, espectros atómicos y efecto fotoeléctrico.
Principio de la mecánica cuántica: La energía está cuantizada, no es continua.
Hipótesis de Planck
La energía no es continua, sino que está cuantizada para la radiación electromagnética; a esos cuantos los llamamos fotones.
Efecto fotoeléctrico
- Si la luz incidente no tiene suficiente energía (frecuencias menores a la frecuencia umbral), no hay efecto fotoeléctrico.
- Si la luz incidente tiene la frecuencia umbral, los electrones se arrancan con velocidad cero.
- Si la luz incidente tiene una frecuencia superior a la umbral, se produce el efecto fotoeléctrico y los electrones salen con cierta velocidad.
- Con igual frecuencia y distinta intensidad, los electrones salen con la misma velocidad; la diferencia es que a mayor intensidad, se arrancan más electrones.
Espectros atómicos: Los espectros de emisión de los elementos no son continuos; solo se observan algunas líneas espectrales.
Postulados de Bohr
- En la corteza del electrón existen varios niveles energéticos.
- Cuando un electrón se mueve en su órbita, no emite energía.
- Cuando un electrón pasa a un nivel de energía superior, debe absorber energía; al contrario, cuando pasa a uno menor, debe emitir energía.
Hipótesis de De Broglie
Existe un carácter dual onda-partícula, no solo en la luz sino también en partículas materiales pequeñas. La materia tiene una naturaleza de onda-corpúsculo. Experimentos que comprobaron la hipótesis: interferencias y difracción con electrones.
Principio de incertidumbre de Heisenberg
Es imposible conocer simultáneamente con toda certeza la posición y la velocidad de una partícula. La incertidumbre en la posición y el momento viene dada por: Δx · Δp = h / 2π, donde el momento es p = m · v.
Física Nuclear
Fisión: División de un núcleo pesado en otros más ligeros. Puede ser espontánea o por bombardeo.
Fusión: Combinación de núcleos ligeros para formar otros más pesados (ejemplo: estrellas).
Partículas elementales
- Leptones: aparecen en solitario (electrones, neutrinos, bosones).
- Quarks.
Radiactividad
Cuando un isótopo es inestable, se descompone hasta llegar a un núcleo estable. Un átomo radiactivo es aquel que se desintegra espontáneamente.
Leyes de desplazamiento de Soddy y Fajans: Se conserva el número másico y atómico en cualquier reacción nuclear.
Formulario
Óptica
Ecuación de espejos y aumento lateral: 1/s´ + 1/s = 1/f | Al = y´/y = -s´/s (igual para lentes).
Cuántica
- Hipótesis de Planck: E = hf | c = λf
- Efecto fotoeléctrico: hf = Wo + Ecine | Ecine = 1/2 mv² | Potencia = (nº fotones/segundo) · (hf)
- De Broglie: λ = h/p
- Heisenberg: ΔxΔp = h/2π
Nuclear
- Partículas: α (4,2 He), β (0, -1 e-), γ (gamma).
- Energía de enlace: E = Δm · c² | Δm = Σmasa_p + Σmasa_e | Energía por nucleón = Δm · c² / A
- Desintegración: Actividad A = λN | Periodo T1/2 = Ln2 / λ | Vida media v = 1/λ | N = No · e^(-λt)