Física Moderna, Cuántica, Atómica, Nuclear y Relativista

Domina Física Moderna, Cuántica, Atómica, Nuclear y Relativista con 32 tarjetas de recuerdo activo sobre definiciones clave, ecuaciones, mecanismos y resolución de problemas.

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Física Moderna, Cuántica, Atómica, Nuclear y Relativista (.md)

Flashcards (32)

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1¿Cuál es la longitud de onda de De Broglie de una partícula?λ = h/p, donde p es el módulo de su momento. Un momento mayor corresponde a una longitud de onda menor.
2¿Cómo se mide la longitud de una varilla en movimiento uniforme?En la dirección del movimiento, L = L₀/γ. L₀ es la longitud en reposo; L utiliza posiciones simultáneas de ambos extremos en el sistema donde se mueve la varilla.
3¿Cómo cambia la composición nuclear en la desintegración beta menos?Un neutrón se convierte en protón y emite un electrón y un antineutrino electrónico. Z aumenta en 1 y A no cambia.
4¿En qué se diferencian los isótopos de un elemento?Tienen el mismo número de protones Z y distinto número de neutrones N; por ello difieren sus números másicos A = Z + N.
5¿Qué determina la energía del fotón en una transición atómica de emisión?La diferencia de energías: hf = Ei − Ef para Ei > Ef. El fotón lleva la energía perdida por el átomo, despreciando el retroceso.
6¿Cuál es el factor de Lorentz para una velocidad relativa v?γ = 1/√(1 − v²/c²), para v < c. Se aproxima a 1 cuando v es mucho menor que c.
7¿Qué números cuánticos electrónicos se permiten en la descripción orbital habitual?Los valores son n = 1, 2, …; l = 0, …, n − 1; ml = −l, …, l; y ms = ±1/2.
8¿Cuál es la ecuación de Schrödinger independiente del tiempo?Hψ = Eψ. Para un hamiltoniano H independiente del tiempo, identifica los estados propios de energía ψ y sus energías permitidas E.
9¿Qué limita la relación de incertidumbre posición–momento?σxσpx ≥ ħ/2. Las desviaciones estándar describen las distribuciones de posición y momento de un estado cuántico; no se trata solo de error instrumental.
10¿Cómo depende la energía de un fotón de la frecuencia y la longitud de onda en el vacío?E = hf = hc/λ, donde h es la constante de Planck, f la frecuencia y λ la longitud de onda en el vacío.
11¿Qué establece la regla de Born para una función de onda de posición normalizada?La densidad de probabilidad es |ψ(x)|². Integrarla en una región da la probabilidad de encontrar allí la partícula.
12¿Cuál es la relación relativista entre energía y momento?E² = p²c² + m²c⁴, donde E es la energía total, p el módulo del momento y m la masa invariante en reposo.
13¿Cuál es la ley de desintegración radiactiva exponencial?N(t) = N₀e^(−λt), con constante de desintegración λ y sin añadir núcleos progenitores. N(t) es el número esperado de núcleos que permanecen sin desintegrarse.
14¿Cuál es el momento de un fotón en el vacío?Su módulo es p = E/c = h/λ. Un fotón tiene momento aunque su masa en reposo sea cero.
15¿Por qué una partícula con masa en reposo no nula no puede acelerarse hasta c?La energía cinética necesaria, (γ − 1)mc², diverge cuando v se aproxima a c. Ningún aporte finito de energía permite alcanzar esa velocidad.
16¿Cuál es la energía cinética máxima de un fotoelectrón?Kmax = hf − φ cuando hf ≥ φ, donde φ es el trabajo de extracción de la superficie. Es la relación fotoeléctrica de un solo fotón.
17¿Cuáles son los dos postulados de la relatividad especial?Las leyes físicas tienen la misma forma en todos los sistemas inerciales y la luz en el vacío tiene la misma velocidad c en todos ellos.
18¿Cuáles son las energías en un pozo cuadrado infinito unidimensional de anchura L?En = n²h²/(8mL²), con n = 1, 2, 3, … para una partícula no relativista de masa m. La energía mínima no es cero.
19¿Cómo se calcula la energía de enlace nuclear a partir del defecto de masa?B = [Zmp + (A − Z)mn − Mnúcleo]c². Deben usarse masas nucleares de forma coherente; el defecto se compara con protones y neutrones libres separados.
20¿Qué determina la frecuencia umbral en el efecto fotoeléctrico de un solo fotón?El trabajo de extracción φ de la superficie: f₀ = φ/h. Por debajo de esta frecuencia, un fotón no aporta la energía necesaria.
21¿Cómo se relacionan la semivida y la constante de desintegración?t₁/₂ = ln(2)/λ para desintegración exponencial con λ constante. Tras cada semivida queda, en promedio, la mitad de los núcleos progenitores.
22¿Cómo modifica la emisión gamma a un núcleo?El núcleo pierde energía de excitación al emitir un fotón. El número de protones Z y el número másico A no cambian.
23¿Cómo se suman velocidades colineales en relatividad especial?Si S′ se mueve a v respecto a S y una partícula tiene velocidad u′ en S′, en S se cumple u = (u′ + v)/(1 + u′v/c²).
24¿Qué es el efecto túnel a través de una barrera de potencial finita?Una partícula puede tener probabilidad de transmisión no nula aunque su energía sea menor que la altura de la barrera. El efecto túnel no viola la conservación de la energía.
25¿Cuáles son las energías ligadas aproximadas del hidrógeno en el modelo de Bohr?En ≈ −13,6 eV/n² para n = 1, 2, 3, …, con cero en la ionización. Esta aproximación no relativista omite la estructura fina y otras pequeñas correcciones.
26¿Cuál es la energía cinética relativista de una masa en reposo m?K = (γ − 1)mc². Para velocidades mucho menores que c, se aproxima a mv²/2.
27¿A frecuencia fija por encima del umbral, qué puede cambiar al aumentar la intensidad luminosa?Puede aumentar el número de fotoelectrones emitidos y la fotocorriente. No aumenta Kmax en el régimen de un solo fotón.
28¿En qué se diferencian la fisión y la fusión nucleares?La fisión divide un núcleo; la fusión une núcleos. Se libera energía de masa en reposo cuando la suma de las masas en reposo de los reactivos supera la de los productos.
29¿Cómo modifica la desintegración alfa al núcleo hijo?La emisión de un núcleo de helio-4 reduce el número másico A en 4 y el número de protones Z en 2.
30¿Cómo se relacionan el tiempo propio y la dilatación temporal?Δt = γΔτ. El tiempo propio Δτ lo mide el reloj presente en ambos sucesos; aquí ese reloj se mueve uniformemente respecto al sistema que mide Δt.
31¿Qué prohíbe el principio de exclusión de Pauli?Dos fermiones idénticos no pueden ocupar el mismo estado cuántico de una partícula. En un átomo, dos electrones no pueden tener iguales los cuatro números cuánticos.
32¿Qué es la actividad radiactiva y cuál es su unidad SI?Es la tasa esperada de desintegración: Aact = λN. Su unidad es el becquerel (Bq), equivalente a una desintegración por segundo.