T3. Radiaciones ionizantes y su interacción con la materia

En el siguiente enlace se puede consultar los orígenes de la radiactividad, donde se explica las reacciones nucleares.

Radiaciones ionizantes y su interacción con la materia

Ejercicios:

1. Calcular cuantos átomos hay en 1 cm da arista de una cubo del material que elijas (si es un sólido y es elemental es más fácil, lo hemos comentado en clase).

El material elegido para realizar el ejercicio es el oro. En la siguiente imagen se pueden ver los datos de este material en la tabla periódica. La nomenclatura es Au y su masa atómica es de 196,9665 [u].

La densidad del oro es de 19.300 kg/m³ (Fuente). Aplicando factores de conversión se obtiene la densidad del oro en g/cm³:

A partir del dato de la densidad del oro, se puede obtener la masa de un cubo de 1 cm de arista de este material.

Conociendo la masa del cubo de 1 cm³, se puede saber el número de átomos de oro que contiene este cubo usando el número de Avogadro.

Dado que el volumen de un cubo es la arista elevada al cubo:

La cantidad de átomos que hay en una arista de un cubo de 1 cm³ es la raíz cúbica de la cantidad total de átomos del cubo.

2. ¿Qué fotón tiene más energía, uno rojo o uno azul? ¿Cuántas veces más?

Para el cálculo de la energía que tiene un fotón procedente de radiación electromagnética, se utiliza la ecuación de Planck:

donde:

• E: energía
• h: constante de Planck. h = 6,626·10^-34 J·s
• ν: frecuencia del fotón

La longitud de onda (λ) del color rojo es 700 nm (Fuente). La frecuencia es la inversa de la longitud de onda, por tanto, la frecuencia del fotón rojo será:

Aplicando la ecuación de Planck se obtiene la energía del fotón rojo:

La longitud de onda del color azul es 435,8 nm (Fuente). La frecuencia del fotón azul será:

Aplicando la ecuación de Planck se obtiene la energía del fotón azul:

La energía del fotón azul es 1,6 veces mayor que la energía del color rojo. Es decir, la energía del fotón azul es un 60% superior a la energía del fotón rojo.