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[Física] Fotones

[Física] Fotones



Que pasa gente de la comunidad "SOBRE TODO Y PARA TODOS"!! Yo soy Cram99z10 y hoy vengo a hablarles sobre los fotones, comenzemos con lo basico.

¿¿¿Que es un átomo???


[Física] Fotones


En química y física, la palabra atomo viene el griego y su significado es "indivisible" , el átomo es una de las unidades mas pequeña de la materia que mantiene su identidad o sus propiedades y que no es posible dividir mediante procesos químicos; sin embargo con el desarrollo de la física nuclear en el siglo XX se comprobó que el átomo puede subdividirse en partículas más pequeñas, denominadas partículas subatómicas, que se ubican en una región central del mismo denominada núcleo atomico y una region periférica, los orbirales electrónicos.

Las tres partículas subatómicas que componen al atomo son los protones, neutrones y electrones.

Cada una de estas tres particulas subatomicas recibe su nombre debido a la carga que poseé:
Proton: Carga electrica positiva
Electron: Carga electrica negativa
Neutron: Carga electrica neutra

A su vez cada una de estas particulas tiene su lugar especifico en el atomo.
El núcleo atómico se encuentra formado por nucleones, los cuales pueden ser de dos formas:

Protonesartícula de carga eléctrica positiva igual a una carga elemental, y 1,67262 × 10–27 kg y una masa 1837 veces mayor que la del electrón.
Neutronesartículas carentes de carga eléctrica y una masa un poco mayor que la del protón (1,67493 × 10–27 kg).

Añadida por Henri cool
Alrededor del núcleo se encuentran los electrones que son partículas elementales de carga negativa igual a una carga elemental y con una masa de 9,10 × 10–31 kg
La cantidad de electrones de un átomo en su estado basal es igual a la cantidad de protones que contiene en el núcleo, es decir, al número atómico, por lo que un átomo en estas condiciones tiene una carga eléctrica neta igual a 0.sss

A diferencia de los nucleones, un átomo puede perder o adquirir algunos de sus electrones sin modificar su identidad química, transformándose en un ion, una partícula con carga neta diferente de cero.

Entonces nuestro modelo atomico queda asi:

NÚCLEO :protones (con carga eléctrica +) y neutrones (carga neutra).

ORBITALES: electrones..



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}bien, pues necesitas comprender esto para comprener lo que sigue

¿¿¿Como se forman los fotones???


En física moderna, el fotón (en griego φῶς, φωτός , y -ón) es la partícula elemental responsable de las manifestaciones cuánticas del fenómeno electromagnético. Es la partícula portadora de todas las formas de radiación electromagnética, incluyendo los rayos gamma, los rayos X, la luz ultravioleta, la luz visible (espectro electromagnético), la luz infrarroja, las microondas y las ondas de radio. El fotón tiene una masa invariante cero,Nota 1 y viaja en el vacío con una velocidad constante . Como todos los cuantos, el fotón presenta tanto propiedades corpusculares como ondulatorias ("dualidad onda-corpúsculo". Se comporta como una onda en fenómenos como la refracción que tiene lugar en una lente, o en la cancelación por interferencia destructiva de ondas reflejadas; sin embargo, se comporta como una partícula cuando interacciona con la materia para transferir una cantidad fija de energía..

Como ya conocemos, las ondas de luz visible constituyen en sí una forma de energía. En realidad la luz se compone de infinidad de partículas muy pequeñas, carentes de masa, denominada “fotones”.

Los átomos son los encargados de liberar fotones de luz, pero para que eso suceda alguno de sus electrones tienen que ser primeramente excitado.



En cualquier átomo los electrones giran siempre dentro de uno o más niveles de energía denominados órbitas, de forma similar a como giran los planetas alrededor del Sol. Para que los electrones (con carga negativa) se mantengan girando en sus propias órbitas sin abandonarlas cambiando de un nivel de energía a otro, el núcleo del átomo (con carga positiva) ejerce una fuerte influencia para retenerlos.

Por tanto, resulta prácticamente imposible que un electrón por sí solo abandone la órbita en la que se mantiene girando para desplazarse a otro nivel de energía u órbita más externa.

Los electrones que giran en las órbitas más externas o alejadas del núcleo del átomo poseen mayor cantidad de energía que los que giran más cercanos a éste. Como la influencia que en ese caso ejerce la atracción del núcleo sobre ellos es más débil, son estos los más propensos a abandonar su órbita.

No obstante, cuando un átomo pierde un electrón por influencia de cualquier factor externo, ya sea físico o químico, su tendencia natural es recuperarlo de inmediato para poder continuar manteniendo un equilibrio eléctrico neutro, es decir, con la misma cantidad de electrones (negativos), que de protones (positivos).

Para que se produzca un fotón de luz, es necesario que alguna partícula ajena al átomo choque con uno de sus electrones en movimiento. Ese choque provocará que éste se excite, haciendo que abandone su correspondiente órbita y pase a ocupar, por breves instantes, otra órbita de un nivel superior de energía y más alejada del núcleo del átomo al cual pertenece.


La reacción inmediata del núcleo del átomo será atraer el electrón para incorporarlo de nuevo a su órbita original. En el preciso instante que el electrón regresa a su órbita, la energía extra que adquirió al pasar de un nivel inferior a otro nivel superior de energía u órbita más externa, la libera en forma de fotón de luz.

Te lo voy a explicar con algo muy simple y con un ejemplo muy conocido, y dejando de lado todas las partículas subatómicas:


en el interior de una estrella estas reacciones se llevan acabo todo el tiempo, pongamos como ejemplo nuestro sol, ese magnifico astro que podemos ver en lo alto.

Seguramente muchos se han preguntado: "¿¿¿como es que el sol produce tanta energia y nunca se apaga???, la respuesta a esta pregunta es muy sencilla y a la vez demasiado compleja, resulta que nuestro sol contiene cantidades extremadamente grandes y dificiles de imaginar del primer elemento de la tabla periodica, asi es, me refiero al Hidrogeno, el elemento mas sencillo de todos, la base de todo.

Es importante mencionar que los átomos de Hidrógeno se repelen entre si, por lo que es muy dificil que se unan por si solos para formar Helio, la fusión nuclear del Sol, ocurre cuando los átomos golpean entre sí a altas velocidades y, literalmente, se fusionan. Para eso tienen que estar muy calientes, por eso el núcleo del Sol es el lugar perfecto para esa fusión nuclear. Es el lugar más caliente del Sistema Solar, llegando a los 15 millones de ºC. También es increíblemente denso. Es tan denso, que tiene 10 veces la densidad del plomo. Pensarás que con esa alta densidad sería sólido, pero no lo es porque está tan caliente que se mantiene como plasma.

A tan altas temperaturas los átomos de hidrógeno no tienen suficiente tiempo para esquivarse, lo que significa que las partículas pueden acercarse lo suficiente como para fusionarse.


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Y el resultado de esto es la creacion de un atomo de Helio y un foton de luz, A cada segundo, dentro del Sol 600 millones de toneladas de hidrógeno son fusionados y se transforman en 595 millones de toneladas de helio. Esas 5 millones de toneladas de masa perdida se convierten en una energía equivalente a un millón de bombas de hidrógeno de un megatón cada una, expulsadas hacia el espacio. Eso es a cada segundo.

¿¿¿Y cuales son las caracteristiccas de este Foton???

Clasificación: Partícula elemental

Familia: Bosón

Grupo: Bosón de gauge

Interacción: Electromagnetismo

Símbolo(s): γ, hν, o ħω

Antipartícula: Ella misma

Teorizada: Albert Einstein

Masa: 0

Vida media: Estable

Carga eléctrica: 0

Espín: 1


¿Si los fotones no tienen masa es porque no existen o sí tienen masa?}


Para entender el comportamiento de los fotones, o de la luz en general, se acepta que presentan características duales. Para explicar algunos fenómenos de la luz se considera como una perturbación ondulatoria y para explicar otros cuadra más considerar a los fotones como partículas. La polarización, la interferencia, la reflexión y la refracción son fenómenos que presenta la luz y que se asocian a su carácter ondulatorio. En cambio el efecto fotoeléctrico sólo puede explicarse considerando al fotón como una partícula.
Cada fotón según su longitud de onda λ tiene asociado un valor de energía que se calcula mediante la ecuación de Planck:

E = hc/λ

En donde E es la energía del fotón, h es la constante de Planck (4.14 x 10(exp)-15 eV x s) y c es la velocidad de la luz (3 x 10(exp)8 m/s(exp)2)

Ahora, conociendo la energía que contiene un fotón, puedes calcular su masa utilizando la conocida ecuación de Einstein:

E= m x c(exp)2

Combinando ambas ecuaciones quedaría que la masa del fotón es:

m = h x λ / c.

Por lo tanto, comociendo la longitud de onda de un fotón se puede asociar a éste un valor de masa.

Los fotones, como ya te explican arriba, se consideran cuantos de energía, es decir que en un haz de luz cada fotón sería como un vagón del tren de ondas que forma el rayo. Los estados de agregación de la materia se definen para elementos o sustancias que se tienen en cantidades apreciables, no para partículas subatómicas. No tiene sentido preguntar cual es el estado de agregación de un fotón, como tampoco lo tiene preguntar cual es el estado de agregación de los electrones o los protones.


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Y pues si dudas o algo comenten, y cualquier critica bien fundamentada, es recibida(expresada con un lenguaje correcto).

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