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Orientación Universidad
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Instructivo de Investigación átomos y núcleos, Resúmenes de Física

Instructivo de Investigación átomos y núcleos medicina USAC 2023

Tipo: Resúmenes

2022/2023

Subido el 08/09/2023

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Investigación átomos y núcleos.
4
al
8
de
septiembre
de 2023
Universidad de San Carlos de Guatemala
Ciencias Básicas y Biológicas
Unidad Didáctica de Física
Instructivo trabajo de investigación #3
Tema: Átomos y núcleos.
Período de entrega: 20 al 22 de septiembre de 2023
Guatemala, septiembre de 2023.
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¡Descarga Instructivo de Investigación átomos y núcleos y más Resúmenes en PDF de Física solo en Docsity!

4 al 8 de septiembre de 2023 1

Universidad de San Carlos de Guatemala

Ciencias Básicas y Biológicas

Unidad Didáctica de Física

Instructivo trabajo de investigación

Tema: Átomos y núcleos.

Período de entrega: 20 al 22 de septiembre de 2023

Guatemala, septiembre de 2023.

4 al 8 de septiembre de 2023 2 Bienvenida En el trabajo de investigación a realizar, tendrán la oportunidad de conocer y profundizar en el mundo de la física atómica y nuclear, conceptos fundamentales que son relevantes para su formación médica. La comprensión de la estructura de los átomos y los núcleos es esencial para entender cómo interactúan las partículas subatómicas y cómo se aplican estos conceptos en diversas áreas de la medicina, como la radiología y la terapia nuclear. Objetivo general Desarrollar un trabajo de investigación sobre el tema de átomos y núcleos que permita adquirir los conocimientos necesarios para comprender las aplicaciones médicas del tema en su futuro profesional. Objetivos específicos

  • Conocer y explicar los diferentes modelos atómicos.
  • Identificar el átomo y sus diferentes características.
  • Identificar el núcleo y sus diferentes características.
  • Conocer los principios de las aplicaciones y la protección radiológica.
  • Realizar cálculos donde se aplique lo investigado. Instrucciones El trabajo de investigación debe de contar con las siguientes secciones:
  1. Carátula: debidamente identificada, con los datos de la Universidad, curso, sección, docente, título de la investigación y datos personales del estudiante
  2. Resumen: describir en un máximo de 10 líneas el trabajo de investigación, objetivos, temática general y principales aprendizajes obtenidos.

3. Descripción del tema: Realizar una investigación en la que se incluya

una del fundamento físico y las ecuaciones empleadas para el estudio de los temas listados en el contenido de la investigación.

  1. Preguntas y ejercicios: Deber responder las preguntas presentadas y resolver los ejercicios propuestos.
  2. Conclusiones: elabora conclusiones que responden a los objetivos de la investigación, fundamentadas en la información obtenida.
  3. Referencias bibliográficas: elaboradas de acuerdo con la norma Vancouver.

ESTA ACTIVIDAD NO TIENE REPOSICIÓN Y SU ENTREGA ES GRUPAL (LOS

GRUPOS DE LA INVESTIGACION DE METABOLISMO).

Entrega: documento de PDF por medio de la plataforma CAMPUSMED en el espacio habilitado durante la fecha del 20 al 22 de septiembre.

4 al 8 de septiembre de 2023 4 Z N N Z N Z Z N N Z N Z N 𝑍 𝑿

EJERCICIOS PROPUESTOS

Universidad de San Carlos de Guatemala Guat. Agosto 5 de 2023 Facultad de Ciencias Médicas Ing. Sergio Giovanni Gatica Dirección de Ciencias Básicas y Biológicas UD Física

Estructura nuclear

Los átomos son las unidades básicas que constituyen la materia. Su tamaño común se encuentra en torno a 0.1 nm. Se compone de un núcleo, donde prácticamente se concentra toda la masa, integrado por neutrones y protones, y de una nube de electrones distribuidos en torno en torno al núcleo. Cada núcleo se constituye por Z protones y N neutrones. En física nuclear los núcleos se denominan núclidos y se representan así: 𝐴𝑋, donde X indica el símbolo del elemento y A = Z + N, denominado número másico, indica el número total de partículas básicas contenidas en el núcleo, A las partículas subnucleares, que constituyen el núcleo, se les denomina nucleones. En tal sentido, A representa el número de nucleones. 𝑨 𝟏𝟑 𝒁 𝟔

N neutrones, número másico

Núclido A = Z + N nucleones

Z protones, número atómico

Semivida Los átomos de algunos elementos, llamados radiactivos, se desintegran. Estas muestras contienen al inicio un cierto número de radionúclidos que de forma aleatoria se descompondrán por lo que no es posible determinar con exactitud el instante en que determinado núcleo radiactivo se desintegrará. No obstante, gracias a la estadística se puede concluir que de acuerdo a la llamada ley de decaimiento radiactivo, el núclido disminuye exponencialmente (i. e., sigue la función exponencial) con el tiempo que se denomina tiempo de semidesintegración o semivida o vida media que se calcula así: 𝑡1/2 =

𝜆

𝜆 Y, para calcular el número de núcleos radiactivos usamos la ecuación que contiene la función exponencial “E”: 𝑁 = 𝑁 0 𝑒−𝜆𝑡. 𝑪

4 al 8 de septiembre de 2023 5 𝟔 𝟔 (^1 )

Ejemplos

1. En los núclidos: a) 3 𝐻 y b) 200 𝐻𝑔, ¿cuántos neutrones hay?

a) N = A – Z = 3 – 1 = 2 neutrones; b) N = 200 – 80 = 120 neutrones

2. ¿Cómo se calcula la masa del átomo

𝟏𝟑 𝑪? 𝑀𝑛 = 6𝑚𝑝 + 7𝑚𝑛

3. Para calcular el radio de los núcleos ¿qué ecuación se utiliza? 𝑅 = 𝑅 0 𝐴1/3,

donde 𝑅 0 = 1.2 × 10−15^ 𝑚, es una constante.

4. Si se compara el tamaño típico de un núcleo (~ fm) con el tamaño

atómico (~ 0.1 nm), se obtiene que el núcleo es aproximadamente ¿qué

número de veces?, más pequeño que el átomo. R/ 10^5 (cien mil veces;

imagínese la relación entre un punto minúsculo y el tamaño de una

cancha de fútbol).

5. El tecnecio-99 tiene un período de semidesintegración de 6 horas. Si se

tiene una muestra que originalmente contiene 10^20 núcleos radiactivos,

¿cuántos núcleos de este material quedan después de 2 días? 𝜆 = ln2 = 0.693= 0.1155 ℎ−

𝑁 = 𝑁 0 𝑒−𝜆𝑡^ ⇒ 𝑁 = 10^20 𝑒−0.1155(48)^ = 3.9 × 10^17

Ejercicios

1. Si Z = 11 y A = 22, ¿De qué elemento se trata? R/ Na (Sodio)

2. Si Z = 6 y N = 7, (i) ¿De qué elemento se trata?; (ii) ¿Cuál es el número

másico? R/ (i) C (Carbono); (ii) 13.

  1. Si 𝑚𝑝 = 1.007276 u y 𝑚𝑛 = 1.008665 𝑢, ¿Cuál es el valor de 𝑀𝑛? R/ 13.104311 u

4. Calcule el radio (fm) del átomo 𝟏𝟑𝑪. R/ 2.82 fm.

5. Si se tienen originalmente 10^18 núcleos radiactivos con un período de

semidesintegración de 27 días, ¿cuántos de esos núcleos quedarán

después de un año? R/ 8.53 x 10^13.

4 al 8 de septiembre de 2023 La investigación se debe de presentar siguiendo los lineamientos descritos a continuación, en el espacio que se habilitará durante el período de entrega. Rúbrica para evaluar la investigación RÚBRICA PARA EVALUACIÓN DE LOS TRABAJOS DE INVESTIGACIÓN CRITERIOS PARA EVALUAR EXCELENTE^ ACEPTABLE^ NECESITA MEJORAR^ NO CUMPLE Resumen y objetivos. 20 15 10 0 Resumen claro y que responde a cada uno de los requerimientos planteados. Se aprecia que existe buena fundamentación y se utiliza documentación referenciada. Describe en forma clara y aborda cada uno de los objetivos. Resumen claro pero que no responde a todos los requerimientos planteados. La fundamentación es bastante escasa. Describe parcialmente el desarrollo del tema y cumple con la mayoría de los objetivos. El resumen es confuso, es limitado y carece de fundamentación. No describe adecuadamente la importancia del tema y no cumple con la mayoría de los objetivos. No realizó el resumen. No incluye la importancia del tema y no cumple con la mayoría de los objetivos Marco teórico. 25 15 10 0 La información es bastante clara y precisa en lo solicitado, el trabajo cumple con todos los aspectos y utiliza información adicional que complementa lo requerido. Sin faltas de ortografía y citado de acuerdo con las Normas Vancouver. La información cumple con los aspectos solicitados, es comprensible, pero carece de información adicional que complemente lo requerido. La redacción del informe presenta algunas deficiencias. No aparecen citadas de forma correcta las fuentes consultadas. La información es desordenada y confusa. No cumple con todos los aspectos solicitados. Presenta bastantes errores de redacción y no cita fuentes de consulta. No hay información CALCULOS Y RESULTADOS (^30 20 10 ) Las tablas, diagramas, gráficos e ilustraciones son claros, ordenados, precisos y contribuyen a la comprensión del tema principal. Las tablas, diagramas, gráficos e ilustraciones contribuyen parcialmente a la comprensión del tema principal. Las tablas, diagramas, gráficos e ilustraciones no son apropiados o no contribuyen a la comprensión del tema principal. No incluye ilustraciones. tablas, diagramas, gráficos. Conclusiones, anexos y Bibliografía. 25 15 10 0 Formulan conclusiones acertadas y bien Fundamentadas en el análisis de la información obtenida, evidenciando su relación con el contenido del trabajo. Formulan conclusiones que responden parcialmente a la información y evidencian poca relación con el contenido del trabajo. Las conclusiones no son congruentes con el análisis de lo solicitado y del contenido presentado. No incluye conclusiones.