Ósmosis y soluciones

¿Qué es la ósmosis?

Respuesta: Difusión de moléculas de agua desde una zona menos concentrada a una más concentrada a través de una membrana semipermeable (solo pasan moléculas del solvente), hasta igualar las concentraciones a ambos lados.

¿Qué es una sustancia deliquescente?

Respuesta: Compuestos que continúan absorbiendo agua más allá de su etapa de hidratación, llegando a formar soluciones.

¿Qué son sustancias higroscópicas?

Respuesta: Compuestos que absorben agua de la atmósfera hasta formar su hidrato correspondiente.

¿Qué es la presión osmótica?

Respuesta: Resistencia que opone una membrana a ser atravesada por moléculas de agua; es la presión que hay que aplicar a la solución más concentrada para detener el flujo del solvente a través de la membrana semipermeable.

¿Qué es una solución hipotónica?

Respuesta: Cuando la célula está dentro de una solución menos concentrada que su interior; por efectos osmóticos el agua entra a la célula, ésta se hincha y, si llega a explotar, se habla de turgencia. En eritrocitos (células rojas) esto lleva a la hemólisis.

¿Qué es una solución isotónica?

Respuesta: Si la concentración de soluto es igual en el interior y en el exterior de la célula, no hay flujo neto entre la célula y el medio que la rodea.

¿Qué es una solución hipertónica?

Respuesta: Solución de mayor concentración que la intracelular; hace que el agua salga de la célula, ésta se contrae y puede llegar a morir. En células animales: crenación; en vegetales: plasmólisis.

¿Qué es la diálisis?

Respuesta: Cuando la malla molecular (membrana dializante) permite el paso del solvente y de moléculas pequeñas disueltas (de ~1 nm o menos), pero no de moléculas más grandes.

Radiación electromagnética y luz

¿Qué es la radiación electromagnética?

Respuesta: Forma de energía, llamada energía radiante, que se transmite incluso en el vacío por la interacción de un campo eléctrico y otro magnético, dispuestos a 90° uno del otro; dichos campos son alternos y de igual frecuencia.

Energía en la radiación electromagnética

Respuesta: La cantidad de energía que transmiten depende de la frecuencia con la que cambian de polaridad estos campos; a mayor frecuencia, mayor es la energía transmitida.

¿Cuáles fueron las primeras teorías de la luz?

• Leucipo: los objetos son focos que emiten imágenes que llegan a nuestra alma por los ojos.
• Euclides: los ojos envían rayos de luz rectilíneos, “tentáculos invisibles” que detectan color y dimensiones de los objetos (no explica la visión en la oscuridad).
• Alhacén (Ibn al‑Haytham): partículas emitidas desde el foco luminoso reflejan los objetos y producen visión al incidir en nuestros ojos.

¿Qué dice la segunda ley de la refracción de Snell?

Respuesta: La trayectoria de un rayo refractado en la interfase entre dos medios es exactamente reversible.

¿Qué dice la teoría corpuscular?

Respuesta: Isaac Newton (1671): el cuerpo emisor de luz produce corpúsculos (partículas) que cruzan el espacio en línea recta a velocidad constante; al chocar con objetos, el choque con la retina permite ver. Cada color correspondería a un corpúsculo distinto.

¿Qué explicaba la teoría corpuscular?

Respuesta: Por la propagación rectilínea explicaba las sombras. Se explicaba la reflexión (choque elástico de corpúsculos con la superficie) y la refracción (la luz se acelera o desacelera al entrar en otro medio, cambiando su trayectoria). No pudo explicar la difracción (fenómeno típico de ondas).

¿Qué dice la teoría ondulatoria?

Respuesta: Christian Huygens (1690): la luz es una perturbación ondulatoria de tipo mecánico, que se propaga en todas direcciones a través de cuerpos transparentes y del espacio interestelar. Postuló la existencia del éter como medio continuo de propagación.

¿Qué es el éter?

Respuesta: Concepto de un fluido perfecto que no ofrecía resistencia al paso de la luz ni obstaculizaba el movimiento planetario; fue una hipótesis que nunca se demostró.

¿Qué explicaba la teoría ondulatoria?

Respuesta: Explicaba la propagación tridimensional de la luz, la reflexión, la refracción y las interferencias; sin embargo presentaba problemas si se consideraba análoga al sonido (por ejemplo, la visibilidad en esquinas).

¿Qué hicieron Young, Fresnel y Foucault?

Respuesta: A principios del siglo XIX, tras la fama de la teoría corpuscular, realizaron experimentos sobre la velocidad de la luz en medios más densos que el aire. Jean Bernard Léon Foucault (mediados del siglo XIX) aportó resultados que mostraban fenómenos explicables solo si la luz era una onda.

¿Qué descubrió Maxwell?

Respuesta: En 1873 hubo grandes avances: Maxwell mostró que circuitos eléctricos oscilantes radiaban ondas electromagnéticas cuya velocidad era la de la luz. En 1887 estas ondas obedecían los mismos fenómenos que las ondas luminosas.

¿Cómo definió Maxwell la luz?

Respuesta: Fluctuaciones periódicas de campos eléctricos y magnéticos: ondas electromagnéticas que pueden propagarse en el vacío. La luz visible constituye una pequeña parte del espectro electromagnético; el ojo humano capta aproximadamente entre 400 y 700 nm (otros rangos citados: 380–780 nm; puede llegar de 310 a 1050 nm en circunstancias especiales).

¿Qué aspectos no se podían explicar con la teoría de Maxwell?

Respuesta: Problemas como la radiación del cuerpo negro (la ley de Rayleigh–Jeans predecía una energía infinita en el ultravioleta: la ‘catástrofe ultravioleta’) y el efecto fotoeléctrico (la dependencia del efecto con la frecuencia y no con la intensidad no se explicaba clásicamente).

¿En qué consiste la radiación del cuerpo negro?

Respuesta: Todos los objetos emiten radiación electromagnética mientras no estén al cero absoluto; el espectro medido depende de la temperatura pero no de la naturaleza de la sustancia emisora.

¿Qué es el efecto fotoeléctrico?

Respuesta: Emisión de electrones cuando la luz incide sobre una superficie metálica en determinadas condiciones; los electrones emitidos se llaman fotoelectrones y generan corriente eléctrica. Max Planck y Albert Einstein propusieron que la luz puede comportarse como partícula.

¿Qué dice la teoría cuántica de Max Planck?

Respuesta: (1900) La energía radiante de un cuerpo negro se emite de forma discontinua en pequeñas cantidades llamadas cuántums. La energía de cada cuanto es la frecuencia de la radiación multiplicada por la constante de Planck. Esto no invalida que la radiación se propague como onda.

¿Qué propuso Einstein sobre el efecto fotoeléctrico?

Respuesta: (Premio Nobel 1921) Demostró que las partículas cargadas absorbían y emitían energías en cuantos finitos proporcionales a la frecuencia de la luz. La luz posee energía que debe ser igual o mayor que la energía de enlace del electrón para que ocurra el efecto fotoeléctrico.

¿Qué son los fotones?

Respuesta: (1926) Gilbert N. Lewis propuso el término fotón para referirse a los cuantos de luz.

¿Qué es el principio del todo o nada?

Respuesta: La energía del fotón es absorbida en su totalidad por el electrón. Si la energía supera la energía de enlace, el electrón sale de la órbita y el exceso se convierte en energía cinética; si es menor, el electrón reemite la energía con la misma frecuencia con la que la recibió.

¿Qué es la dualidad onda‑partícula?

Respuesta: En la mecánica cuántica, a escala atómica la contraposición onda‑partícula pierde sentido: las entidades se comportan como onda o partícula según el experimento al que sean sometidas.

Índice de refracción, vacío y espectro

¿De qué depende el tiempo en que los átomos de un material retienen a los fotones?

Respuesta: Del índice de refracción, definido por la permeabilidad magnética (resistencia del material a la formación de campos magnéticos) y la permitividad eléctrica (resistencia a la formación de campos eléctricos en su interior).

¿Por qué la velocidad de la luz no es infinita en el vacío?

Respuesta: El vacío no está completamente vacío a nivel subatómico: aparecen y desaparecen pares de partículas y antipartículas de forma continua por fluctuaciones cuánticas. Estas interacciones afectan la propagación de la luz.

Diferencia entre vacío y nada

Respuesta: Vacío: el menor estado energético de una región del espacio. Nada: inexistencia total de todo (concepto abstracto).

¿Qué es el espectro electromagnético?

Respuesta: Clasificación de las ondas electromagnéticas según su longitud de onda y frecuencia; todas las ondas electromagnéticas están compuestas por fotones; algunas son absorbidas y otras reflejadas.

¿Cómo se divide el espectro electromagnético?

Respuesta: Ondas de radio, microondas, radiación infrarroja, luz visible, luz ultravioleta, rayos X y rayos gamma.

¿Qué son las ondas de radio?

Respuesta: Tienen la frecuencia más baja; todo lo que emite calor emite radiación en todo el espectro pero en diferentes cantidades. Se usan para transmitir señales a receptores y las señales se convierten en información útil; pueden llegar a distancias de kilómetros.

¿Qué son las microondas?

Respuesta: Segunda frecuencia más baja; longitudes desde pocos centímetros hasta medio metro. Su mayor frecuencia les permite penetrar obstáculos como nubes, humo y lluvia. Se usan en radares, teléfonos y hornos microondas (ondas ~2.45 GHz; el magnetrón genera un campo eléctrico que orienta moléculas, que absorben energía y aumentan su temperatura).

¿Qué es la radiación infrarroja?

Respuesta: Radiación invisible con longitud de onda mayor que la luz visible pero menor que la de microondas (aprox. 0.7–100 μm). Ondas de calor emitidas por cuerpos calientes; emitida por cualquier objeto cuya temperatura sea mayor que el cero absoluto. Usos: mandos a distancia, sistemas espaciales de comunicación.

¿Qué es la luz visible?

Respuesta: Región del espectro que el ojo humano puede percibir (longitudes de onda aproximadas 380–780 nm; comúnmente 400–700 nm). El amarillo es el color más visible. Un objeto rojo absorbe otras longitudes de onda y refleja la luz roja.

¿Qué es la luz ultravioleta?

Respuesta: Longitudes de onda más cortas que la luz visible (citas en el texto: 100 a 427 nm). Pueden causar quemaduras solares y cáncer. Son emitidas en procesos de alta temperatura y ayudan a estudiar la estructura de galaxias. Algunas aves, insectos y peces la perciben. Parte de los rayos solares; sus efectos en la salud varían entre no ionizante e ionizante según la banda.

¿Cómo se divide la radiación solar UV?

Respuesta: De menor a mayor energía:

• UV‑A: 315–427 nm; penetra más, provoca fotoenvejecimiento y no es completamente absorbida por la capa de ozono; visible para aves, insectos y peces.
• UV‑B: 280–315 nm; radiación parcialmente absorbida por la capa de ozono y la atmósfera; causa quemaduras solares y cáncer; puede dañar la retina si se mira directamente.
• UV‑C: 100–280 nm; germicida y altamente ionizante en las longitudes más cortas; completamente absorbida por la capa de ozono y la atmósfera.

¿Qué son los rayos X?

Respuesta: Ondas de energía extremadamente alta con longitudes de onda entre ~0.03 y 3 nm; emitidos por fuentes que producen temperaturas muy altas (corona solar, supernovas, pulsares, agujeros negros). Se usan para ver estructuras óseas dentro del cuerpo. Son ionizantes, invisibles al ojo humano, capaces de atravesar cuerpos opacos (su penetración aumenta con la frecuencia y con un menor número atómico del material atravesado). Pueden registrar películas fotográficas o detectores digitales. Descubiertos por Wilhelm Röntgen a finales del siglo XIX.

¿Qué son los rayos gamma?

Respuesta: Producidos por elementos radiactivos y procesos subatómicos, estrellas de neutrones, supernovas, fisión atómica y explosiones nucleares. Tienen longitudes de onda subatómicas y pueden atravesar átomos; la atmósfera terrestre absorbe muchos de ellos. Son altamente ionizantes, penetrantes y letales en altas dosis; causan daño al núcleo celular y se usan para esterilizar equipos médicos y alimentos. Energías medidas en electronvoltios o MeV (citas del texto: menores a 10^-11 m o superiores a 10^19 Hz).

Matter (Materia): realidad espacial perceptible por los sentidos de la que están hechas las cosas. Química: ciencia que estudia la composición de la materia y sus cambios (electrones de valencia).

Historia y modelos atómicos

Demócrito (teoría atómica del universo)

Respuesta: Átomos y vacío: lo que es y lo que no es.

Antoine‑Laurent de Lavoisier

Respuesta: Padre de la química moderna; descubrió elementos y la ley de conservación de la materia (propuesta también por Mijaíl Lomonósov): en un sistema aislado, durante una reacción química ordinaria, la masa total permanece constante; la masa consumida de los reactantes es igual a la masa de los productos obtenidos.

John Dalton (1803)

Respuesta: Retomó la idea del átomo de Demócrito y propuso la teoría atómica de Dalton: 1) La materia está hecha de átomos; 2) Los átomos de un mismo elemento son iguales; 3) Los compuestos son unión de elementos distintos; 4) Los átomos no se crean ni destruyen en reacciones químicas ordinarias; 5) Los átomos se combinan en proporciones enteras; 6) Un mismo elemento en diferentes proporciones forma distintos compuestos.

Jöns Jakob Berzelius (1814)

Respuesta: Introdujo símbolos para los elementos.

Robert Bunsen y Gustav Kirchhoff (1859)

Respuesta: Observación de que cada elemento, al arder, produce un color característico (por ejemplo Rb y Cs).

Dmitri Mendeléyev (1869)

Respuesta: Ley periódica: las propiedades físicas y químicas de los elementos varían periódicamente; creó la primera tabla periódica, ordenando elementos por masa atómica y agrupando por propiedades similares (más tarde reajustada según número atómico).

William Crookes (1879)

Respuesta: Emisión de luz en tubos al vacío con alta diferencia de potencial: rayos catódicos (electrones) salen del polo negativo y pueden desviarse con un campo magnético (tubo de Crookes).

Wilhelm Conrad Röntgen (1895)

Respuesta: Descubrió radiación penetrante (rayos X) en tubos similares a los de Crookes.

Antoine Becquerel (1896)

Respuesta: Observó radiactividad en uranio; se describieron radiaciones alfa, beta y gamma.

Joseph John Thomson (1897)

Respuesta: Los rayos catódicos son corpúsculos (electrones), confirmando la hipótesis de George Johnstone Stoney de 1874 sobre partículas elementales de electricidad; Stoney propuso el término ‘electrón’ (e-).

Modelo atómico de Thomson

Respuesta: Si los átomos son neutros, debe haber carga positiva; modelo del «budín de pasas» con electrones incrustados en un medio positivo. Fallos: no explica por qué no se atraen/neutralizan, ni la emisión de luz al calentar el átomo.

Ernest Rutherford (1911)

Respuesta: Experimentos con partículas alfa sobre láminas de oro: la mayoría pasaba, pero algunas se desviaban o rebotaban; concluyó que el átomo tiene un núcleo pequeño y denso cargado positivamente y que la mayor parte del átomo está vacío.

Modelo planetario de Rutherford

Respuesta: Casi toda la masa en el núcleo (protones), número de protones = número de electrones; los electrones giran en órbitas circulares alrededor del núcleo. Fallos: una carga en movimiento acelerada debería irradiar energía, los electrones deberían caer al núcleo y no explicaba el espectro de emisión.

Niels Bohr (1913)

Respuesta: Introdujo conceptos de Planck y Einstein al modelo de Rutherford: órbitas estacionarias o niveles de energía cuantizados donde los electrones pueden girar sin perder energía.

Postulados de Bohr

• Entre más lejos del núcleo gira un electrón, mayor energía tiene.
• Las órbitas tienen energía constante (órbitas estacionarias); en ellas el electrón no irradia energía en el estado basal.
• El electrón se excita para pasar de una órbita a otra; la diferencia de energía se emite como luz (espectro de emisión).
• Número de electrones por orbital = 2n².

Fallos: No explica por qué el electrón no irradia energía continuamente, solo funciona bien para sistemas de un electrón, no explica el efecto Zeeman, y viola el principio de incertidumbre de Heisenberg.

Efecto Zeeman

Respuesta: Separación de las líneas espectrales en presencia de un campo magnético.

Espectro de emisión y absorción

Respuesta: En un gas a baja presión, los electrones excitados saltan a orbitales superiores y, al retornar, emiten luz de frecuencias específicas (cada elemento tiene una ‘huella dactilar’). Al pasar luz blanca por un gas, los electrones absorben ciertas frecuencias y se observan líneas negras en el espectro (espectro de absorción); emisión y absorción son complementarios para un mismo elemento.

Henry Moseley (1913)

Respuesta: Ley de los números atómicos: mediante bombardeo con electrones y estudio de la frecuencia de rayos X, determinó el número de protones; la tabla periódica se ordena por número atómico (tabla periódica actual).

Arnold Sommerfeld (1915)

Respuesta: Introdujo órbitas elípticas y subniveles energéticos a cada órbita, explicando el efecto Zeeman y refinando el modelo de Bohr (incluyó subniveles ‘s’, ‘p’, ‘d’, ‘f’).

Mecánica cuántica y estructura electrónica

Louis de Broglie (1924)

Respuesta: Propuso la dualidad onda‑partícula para la materia: si la luz tiene dualidad, la materia también. Esto aplica a electrones: tienen comportamiento ondulatorio y corpuscular; en 1927 Clinton Davisson y Lester Germer confirmaron esto experimentalmente.

Werner Heisenberg (1927)

Respuesta: Principio de incertidumbre: a escala subatómica no se pueden conocer simultáneamente con precisión la posición y la velocidad de una partícula; solo se puede hablar de probabilidades. Explicación: para observar una partícula hay que interactuar con fotones, lo que altera su velocidad/posición.

Erwin Schrödinger (1927)

Respuesta: Modelo atómico de la mecánica cuántica u ondulatoria: los electrones son ondas estacionarias (nubes de probabilidad) alrededor del núcleo, no partículas en órbitas definidas. Los orbitales se describen por la función de onda y los números cuánticos n, l y m; los subniveles son:

• s: 1 orbital
• p: 3 orbitales
• d: 5 orbitales
• f: 7 orbitales

Los orbitales permiten predecir líneas espectrales; no explica la estructura del núcleo ni su estabilidad completa.

Spin

Respuesta: (Descubierto conceptualmente por George Uhlenbeck y Samuel Goudsmit en 1920; experimento de Stern–Gerlach en 1922) El spin es una propiedad intrínseca del electrón equivalente a un momento angular intrínseco, no análogo exactamente a rotación clásica. Paul Dirac (1928) describió el spin como propiedad intrínseca sin equivalencia clásica. El spin determina la capacidad magnética del átomo: valores típicos ±1/2.

Principios y reglas de llenado

Respuesta: En un átomo no pueden existir dos electrones con los mismos cuatro números cuánticos (Principio de exclusión de Pauli). Reglas adicionales:

• Máximo 2 electrones por orbital y de distinto spin.
• Los orbitales se llenan desde los niveles de menor energía (Regla de Aufbau, regla de las diagonales), aunque hay anomalías.
• Regla de Hund: un subnivel no se llena con pares hasta que todos los orbitales del subnivel tengan un electrón con el mismo spin (máxima multiplicidad).

Representar electrones en el átomo

Respuesta:

• Configuración electrónica: Indica nivel energético, subnivel y número de electrones en cada subnivel (no muestra spin explícito).
• Diagrama de orbitales: Flechas para electrones y su spin.
• Diagrama de Bohr: 2n² con paréntesis.
• Gilbert Lewis: Representación con puntos para los electrones de valencia alrededor del símbolo del elemento; enlaces por pares compartidos representados con líneas.

James Chadwick (1932)

Respuesta: Descubrió el neutrón, partícula sin carga eléctrica en el núcleo con masa similar a la del protón.

Simetría, relatividad y teoría cuántica de campos

Simetría

Respuesta: La simetría es una característica fundamental de la física: las leyes físicas no dependen de dónde y cuándo se apliquen; deben ser las mismas para todos los cuerpos independientemente de su tamaño. Actualmente existen teorías para escalas pequeñas (mecánica cuántica) y grandes (relatividad) que no son completamente compatibles.

Teoría de la relatividad general

Respuesta: Einstein (1915). Introduce el concepto de espacio‑tiempo y describe la gravedad como la curvatura del espacio‑tiempo producida por la materia: la trayectoria de los objetos sigue las geodésicas del espacio‑tiempo deformado. La luz que pasa cerca de una masa se desvía y puede experimentar corrimiento al rojo gravitacional. La unión completa entre relatividad general y mecánica cuántica presenta problemas (divergencias, probabilidades no físicas) debido a efectos de estructura a escala cuántica (espuma cuántica).

Teoría cuántica de campos

Respuesta: Extiende la mecánica cuántica a campos clásicos continuos (electromagnético, gravitatorio). Cada campo tiene partículas asociadas. Ejemplos: electrodinámica cuántica (QED) para la interacción electromagnética.

Electrodinámica cuántica

Respuesta: Desarrollada por Paul Dirac, Heisenberg y Pauli; estudia la radiación electromagnética y su interacción con la materia cargada (átomos y electrones). Es una teoría extremadamente precisa.

Partículas elementales y fuerzas fundamentales

Acelerador de Stanford (1968) y quarks

Respuesta: Experimentos mostraron que protones y neutrones están formados por partículas más pequeñas llamadas quarks. Para 1973 ya se conocían seis quarks.

Quarks: propiedades

Respuesta: Los quarks tienen color (tipo de carga cromática), sabor (tipo de quark), carga eléctrica, masa y spin. El color puede ser verde, rojo o azul; sabores incluyen up, charm, top (carga +2/3) y down, strange, bottom (carga −1/3). Son las únicas partículas que interactúan con las cuatro interacciones fundamentales.

Fuerzas y teorías unificadas

Respuesta:

• La fuerza nuclear fuerte y la fuerza nuclear débil se añadieron al marco teórico; la cromodinámica cuántica (QCD) describe la fuerza fuerte (gluones) que mantiene unidos a los quarks en los hadrones.
• La teoría electrodébil unifica la fuerza electromagnética y la fuerza débil, mediada por los bosones W⁺, W⁻ y Z⁰.

Fuerza nuclear fuerte

Respuesta: Fundamental, también llamada fuerza de color. Mantiene unidos a los quarks dentro de los hadrones (por ejemplo, protón = 2 up + 1 down; neutrón = 2 down + 1 up). Los quarks constituyen una fracción pequeña de la masa (citado en el texto como ~1%); el resto proviene de la energía del campo de gluones. La fuerza es fuertemente atractiva a distancias moderadas pero fuertemente repulsiva a distancias muy cortas. Los «colores» se combinan para dar una partícula «blanca» (sin color) y así respetar el principio de exclusión de Pauli en la formación de hadrones.

Fuerza residual y mesones

Respuesta: La fuerza residual entre nucleones se manifiesta como intercambio de mesones/piones (π^+,−,0), formados por quark + antiquark, que mantienen unidos a protones y neutrones en el núcleo mediante una fuerza atractiva intensa pero de corto alcance.

Fuerza nuclear débil

Respuesta: Explica el decaimiento β (beta). Un neutrón puede convertirse en un protón mediante el cambio de sabor de un quark (down → up); la masa sobrante produce un bosón W⁻, que luego da lugar a un electrón (y un antineutrino) y radiación gamma. El bosón W tiene gran masa, pero, debido al principio de incertidumbre de Heisenberg, puede mediar procesos que ocurren en tiempos tan cortos sin violar conservación aparente de energía en escalas intermedias.

Radiactividad y tipos de radiación

La radiactividad

Respuesta: Es una forma de radiación ionizante que produce radicales libres al interactuar con átomos y moléculas de tejidos vivos. La radiación ionizante se clasifica en:

Radiación directamente ionizante

Partículas cargadas que ionizan directamente por interacción coulómbica si llevan suficiente energía cinética.

La radiación alfa

Respuesta: Partículas de alta energía y masa (núcleos de helio), poco penetrantes y de recorrido corto; sin embargo, si se ingieren o inhalan pueden causar daño significativo. Se liberan en desintegraciones radiactivas como la emisión de 2 neutrones y 2 protones (2n, 2p) del núcleo; además pueden liberarse fotones gamma asociados.

La radiación beta

Respuesta: Electrones (β−) o positrones (β+) a velocidades relativistas; su penetración es mayor que la alfa pero puede detenerse con materiales como aluminio; recorren varios metros en aire según energía. La desintegración beta está relacionada con la fuerza nuclear débil (transformación de quarks).

Radiación indirectamente ionizante

Partículas eléctricamente neutras que ionizan de manera indirecta al chocar con núcleos y producir otras partículas ionizantes.

Radiación de fotones (rayos X y gamma)

Respuesta: Son fotones de alta energía, sin masa ni carga; ionizan por efectos fotoeléctricos, Compton y producción de pares. Su capacidad de penetración depende de la energía y del material; se atenúan con materiales densos (ej. plomo).

Radiación de neutrones

Respuesta: Neutrones libres emitidos por fisión nuclear o desintegración; interactúan principalmente con núcleos y pueden inducir radioactividad secundaria.

Detalles adicionales

La radiación alfa: gran poder ionizante; si se ingiere causa daño; en la piel puede lavarse. Se libera en decaimientos que disminuyen 2n y 2p en el núcleo; pueden acompañarse emisiones gamma.

La radiación beta: emisión de electrones o positrones a velocidades relativistas; su emisión se denomina desintegración beta y está explicada por la fuerza débil. Para decaimiento β+ (positrón) un protón se transforma en neutrón, emitiendo W+ y un positrón más un neutrino; técnica médica: PET (tomografía por emisión de positrones) usa isótopos como ₉F¹⁸ y ₆C¹¹, que al decaer emiten positrones detectables para reconstruir imágenes internas.

La radiación gamma: Energía sobrante de emisiones alfa y beta, emitida como radiación electromagnética de alta energía. Es muy penetrante y con alto poder ionizante (puede causar cáncer y afectar el ADN). Al emitir gamma el núcleo cambia de estado excitado a uno de menor energía. Se detiene con materiales densos como el plomo.

Decaimiento radiactivo

Respuesta: Un isótopo radiactivo tiende a estabilizarse mediante múltiples pasos emitiendo distintos tipos de radiación hasta convertirse en un isótopo estable.