Más información
Fuerzas nucleares
Estructura del núcleo atómico
Los núcleos atómicos están formados exclusivamente por protones y neutrones. Genéricamente, estas dos clases de partículas se conocen como nucleones.
- La cantidad de protones presentes en el núcleo se denomina número atómico y se expresa como Z. Este número coincide en el estado neutro del átomo con el de electrones que existen en su corteza.
- La cantidad de neutrones del núcleo se representa por N, y su influencia en el comportamiento del átomo no es comparable a la del número atómico.
- La cantidad total de nucleones del núcleo (protones más neutrones) se denomina número másico y se determina por A. De este modo, A = Z + N.
Los átomos de un mismo elemento que poseen distinto número másico se conocen por isótopos. Todos los elementos conocidos tienen isótopos. Por ejemplo, en el hidrógeno existen tres clases: protio o hidrógeno 1, con un protón en el núcleo; deuterio o hidrógeno 2, en cuyo núcleo coexisten un protón y un neutrón y tritio o hidrógeno 3, con un protón y dos neutrones en el núcleo.
Los átomos que poseen igual número másico, aunque pertenezcan a distintos elementos químicos, se denominan isobaros.
Dimensiones nucleares
Los átomos son entidades infinitamente pequeñas. Sin embargo, están prácticamente vacíos, ya que más del 99% de su masa se concentra en el núcleo, que apenas ocupa la diezmilésima parte del volumen atómico.
La densidad del núcleo atómico es prácticamente constante dentro del volumen limitado por su radio.
Para expresar las dimensiones de los núcleos atómicos, se ha definido una unidad de longitud específica llamada fermi, que equivale al submúltiplo del metro llamado femtómetro, de manera que: 1 fermi = 1 femtómetro = 10¿15 m.
Según datos experimentales, los núcleos atómicos tienen una forma aproximadamente esférica cuyo tamaño exacto depende del número de nucleones que contienen. Por otra parte, su densidad, proporcional al cubo del radio nuclear, es prácticamente constante para el núcleo atómico.
Fuerzas nucleares
Los protones que comparten el espacio de un núcleo atómico ejercen mutuamente entre sí fuerzas de repulsión electrostática. Sin embargo, los núcleos atómicos son entidades muy estables. De ello se concluye que en la escala nuclear deben existir fuerzas que mantengan la cohesión del núcleo distintas de las conocidas en el mundo macroscópico. Estas fuerzas se denominaron interacciones nucleares fuertes.
Hipotéticamente, se estableció que las interacciones nucleares fuertes debían distinguirse por dos características básicas:
- Habrían de tener una gran intensidad para superar con creces los efectos de la repulsión electromagnética entre los protones.
- Su alcance tendría que ser muy reducido, restringiéndose a las distancias nucleares.
El físico japonés Hideki Yukawa (1907-1981) conjeturó que el potencial que originaba la interacción nuclear fuerte, que se conoce por potencial de Yukawa, debía tener la forma siguiente:
siendo k una constante vinculada con la intensidad de la interacción nuclear fuerte y µ otra constante relacionada con su alcance.
Según las hipótesis actuales, la interacción nuclear fuerte procede de la fuerza de cohesión de los quarks necesaria para mantener la integridad de los nucleones. Esta cohesión entre quarks se conoce como fuerza hadrónica.Energía de enlace
La cohesión entre los nucleones por efecto de la interacción nuclear fuerte es muy intensa. No obstante, cabe concebir la posibilidad de romper la unión entre los nucleones que conforman los núcleos atómicos mediante el aporte de las cantidades suficientes de energía.
Para que se produzca esta circunstancia, la energía suministrada ha de ser mayor que la llamada energía de enlace o de ligadura del núcleo, que mantiene unidos a los nucleones.
Según la equivalencia entre masa y energía que postula la teoría de la relatividad de Einstein, la energía de enlace del núcleo debería ser igual a la suma de las masas de los protones y los neutrones que lo constituyen menos la propia masa del núcleo. Es decir:donde EE es la energía de enlace, Z el número atómico, mp la masa de los protones del núcleo,mn la masa de sus neutrones y MA la masa del núcleo.
Aplicando estas consideraciones a los casos reales, se obtiene que la energía de enlace es proporcional al número másico (a excepción de los núcleos ligeros).
Enviar la página por correo a
¿Qué son los iconos de "Compartir"?
Todos los iconos apuntan a servicios web externos y ajenos a HIRU.com que facilitan la gestión personal o comunitaria de la información. Estos servicios permiten al usuario, por ejemplo, clasificar , compartir, valorar, comentar o conservar los contenidos que encuentra en Internet.
¿Para qué sirve cada uno?
-
Comparte con amigos y otros usuarios fotos, vídeos, noticias y comentarios personales, controlando la privacidad de los mismos.
-
Conversa sobre los temas que te interesan y que proponen los expertos. Todo ello en 280 caracteres con fotos y vídeos. Lee, pregunta e infórmate.
-
Contacta y comparte con amigos, familiares y compañeros de trabajo mensajes cortos (tweets) de no más de 140 caracteres.
-
Conéctate, comparte y comunícate con tus amigos, compañeros de trabajo y familia.
-
Comparte tus novedades, fotos y vídeos con tus amigos e inicia conversaciones sobre los temas que te interesan.
-
Sitio web que se sirve de la inteligencia colectiva para dar a conocer noticias. Los usuarios registrados envían historias que los demás usuarios del sitio pueden votar.
Derechos de reproducción de la obra
-
Los derechos de propiedad intelectual de la web hiru.eus y de los distintos elementos en ella contenidos son titularidad del Departamento de Educación, Universidades e Investigación del Gobierno Vasco.
No obstante, se permite el uso de los contenidos de hiru.eus en el ámbito educativo, siempre que se haga referencia y bajo las condiciones de licencia Creative Commons CC-BY-NC-SA.
Para más información: descarga el PDF (969,4k) .El Departamento de Educación, Universidades e Investigación del Gobierno Vasco se reserva la facultad de efectuar, en cualquier momento y sin necesidad de previo aviso, modificaciones y actualizaciones sobre la información contenida en su web o en su configuración o presentación.
El Departamento de Educación, Universidades e Investigación del Gobierno Vasco no garantiza la inexistencia de errores en el acceso a la web, en su contenido, ni que éste se encuentre oportunamente actualizado, aunque desarrollará los esfuerzos precisos para evitarlos y, en su caso, subsanarlos o actualizarlos a la mayor brevedad posible.
Tanto el acceso a la web, como el uso que pueda hacerse de la información contenida en el mismo son de la exclusiva responsabilidad de quien lo realiza. El Departamento de Educación, Universidades e Investigación del Gobierno Vasco no responderá de ninguna consecuencia, daño o perjuicio que pudieran derivarse de dicho acceso o uso de información, con excepción de todas aquellas actuaciones que resulten de la aplicación de las disposiciones legales a las que deba someterse en el estricto ejercicio de sus competencias.
El Departamento de Educación, Universidades e Investigación del Gobierno Vasco no asume responsabilidad alguna derivada de la conexión o contenidos de los enlaces de terceros a los que se hace referencia en la web.
La utilización no autorizada de la información contenida en esta web, el uso indebido de la misma, así como los perjuicios y quebrantos ocasionados en los derechos de propiedad intelectual e industrial del Departamento de Educación, Universidades e Investigación del Gobierno Vasco dará lugar al ejercicio de las acciones que legalmente le correspondan a dicha Administración y, en su caso, a las responsabilidades que de dicho ejercicio se deriven.
Privacidad
Los datos aportados por la persona interesada se utilizarán, con carácter único y exclusivo, para los fines previstos en el procedimiento o actuación que se trate.
El órgano responsable del fichero donde se recogen dichos datos es la Dirección de Aprendizaje Permanente del Departamento de Educación, Universidades e Investigación del Gobierno Vasco, ante quién podrán ejercerse los derechos de acceso, rectificación, cancelación y oposición. Para tal fin contacta con info@hiru.eus.
- Física nuclear
- El descubrimiento del electrón
- La hipótesis de Planck
- El principio de relatividad de Einstein
- El efecto fotoeléctrico y el efecto Compton
- El modelo atómico de Bohr-Sommerfeld
- Ondas de materia de Louis de Broglie
- El principio de incertidumbre de Heisenberg
- El espín del electrón y el principio de exclusión de Pauli
- Propagación de vibraciones. Ondas mecánicas
- Fuerzas nucleares
- Radiactividad natural y artificial
- Fisión nuclear y fusión nuclear
- Reactores nucleares