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Principio de exclusion de pauli



PRINCIPIO DE EXCLUSION DE PAULI

En 1925, el físico cuantico Wolfgang Pauli descubrió el 'Principio de Exclusión', según el cual los electrones (que son pequeñas partículas cargadas eléctricamente que pululan alrededor del núcleo atómico) no pueden solaparse uno sobre otro, se excluyen mutuamente, y si se intenta presionar a dos electrones en la misma órbita para que se unan, se repelen. Esta fuerza de repulsión no se debe al hecho de que las cargas eléctricas correspondientes de los electrones se repelan, sino que se trata de una fuerza de repulsión completamente nueva, mucho mas fuerte que la electromagnética. Esta nueva fuerza, llamada fuerza de intercambio sólo puede comprenderse basandose en la teoría cuantica y no existe nada analogo a ella en la física clasica. Su existencia al nivel atómico es lo que impide que se colapsen las nubes electrónicas que rodean los núcleos atómicos.


Aplicando esta regla, los físicos han logrado una importante distinción en la categoría de las partículas: partículas que estan sujetas a la exclusión de Pauli – los fermiones(Un fermión, cuyo nombre se puso en honor al célebre científico italiano Enrico Fermi, es una partícula de spin semi-entero (1/2,3/2…). En el modelo estandar existen dos tipos de fermiones fundamentales, los quarks y los leptones. Dado que los números quanticos fermiónicos se suelenconservar, se dice normalmente que son los constituyentes de la materia)– y partículas que no sometidas a ello –los bosones( es uno de los dos tipos basicos de partículas elementales de la naturaleza. La denominación 'bosón' fue dada en honor al físico indio Satyendra Nath Bose)–.
En conclusión,se trata de un principio que establece que dos partículas similares no pueden existir en el mismo estado, es decir, que no pueden tener ambas la misma posición y la misma velocidad, dentro de los límites fijados por el principio de incertidumbre.
través del principio de exclusión se puede explicar por qué las partículas materiales no colapsan en un estado de casi extrema densidad, bajo la influencia de las fuerzas producidas por las partículas de espín 1, 1½ y 2 : si las partículas materiales estan casi en la misma posición, deben tener entonces velocidades diferentes, lo que significa que no estaran en la misma posición durante mucho tiempo.
Usándose T = t/ns de oscilaciones.

Longitud(cm)
(L  ï„L)
Tiempo(s) Periodo(s)
t
Ei Ee ï„t T
Ei
Ee ï„T
(1400.1) 23.42 0.01 0.12 0.12 2.34 0.01
(1290.1) 22.48 0.01 0.24 0.24 2.25 0.02
(1200.1) 21.82 0.01 0.32 0.32 2.18 0.03
(1090.1) 20.69 0.01 0.17 0.17 2.07 0.02
(990.1) 19.86 0.01 0.14 0.14 1.98 0.01
(880.1) 18.53 0.01 0.05 0.05 1.85 0.01

Gráfica Periodo – Longitud:

Longitud(cm)
(L  ï„L)
Valores de la ecuacion
Periodo(s) Periodo(s)(1/t)
(1400.1) 2.34 2.35
(1290.1) 2.25 2.26
(1200.1) 2.18 2.18
(1090.1) 2.07 2.07
(990.1) 1.98 1.98
(880.1) 1.85 1.86

Expresión Analítica de la curva:
Y = a.bX

Linealización en Escalas Logarítmicas:
Determinación de los coeficientes de la recta:

b = 0.50

a = 1.99

Resultados obtenidos:

Expresión Analítica de la relación que ha obtenido entre la longitud y el perímetro de un péndulo simple:

T = (1.99)L0.50

Experimento Ns 2: Determinación de la aceleración de gravedad usando el Péndulo Simple.

El periodo (T) de un péndulo simple para oscilaciones de pequeña amplitud se determina por donde L es la longitud del péndulo y g la aceleración de gravedad. Por lo tanto, sCuál sería la ecuación que permite determinar g como medida indirecta usando el péndulo simple?


Con T =t/n


Por lo que se concluye que la aceleración de gravedad de pende de la longitud del péndulo y el tiempo que tarda en hacer una oscilación.

Toma y organización de medidas

Se utilizan los datos y medidas del experimento anterior correspondientes a la medida de mayor longitud del péndulo.

Longitud (cm) Tiempo para n oscilaciones (s
(140 0.1) 23.50 23.39 23.37

Procesamiento de Datos y Medidas:



Magnitud Valor
Medio Desviación Estándar Error
Estadistico Error
Instrumental Error
Absoluto Error
Relativo %
Tiempo 23.42 0.07 0.12 0.01 0.12 0.51%
Longitud 140 0 0 0.1 0.1 0.07%

Valor medio de la aceleración de gravedad (g):


Error absoluto de la medida de gravedad por el método de las derivadas parciales.
Con:


Se determina el error relativo porcentual


Resultados Obtenidos:
g  ï„g
(cm/s2) g  Er%
(cm/s2)
1007.65  11.07 1007.65  1.09%

Conclusión:
Experimento Ns1

Análisis de los Resultados:

Verificación de la exactitud del resultado.
Se calcula el periodo de oscilación del péndulo por medio de la fórmula:
Calculando: Se toma la longitud máxima en el experimento: 140cm, se tiene que

Se llega a la conclusión de que la medida es muy exacta, lo cual indica que no hay (o casi nulos) erroressistemáticos y de haberlos serían errores de manipulación de instrumentos.

Analisis de la precisión de las medidas del experimento

La precisión de las medidas viene dada por el error porcentual de la medida a estudiar, en este caso se analizaran los errores.

Periodo
T = T  Er%

T = 2.34  0.42%

Longitud:
L = L  Er%

L = 140  0.07%

La medición de la longitud fue más precisa que la medición del periodo, porque es la que tiene menor porcentaje de error.

Experimento Ns2

Análisis de los Resultados

Verificación la exactitud del resultado:
Comparando el valor de gravedad obtenido con 978 cm/s2, se tiene que.

gexperimental = 1007.65 cm/s2
greal = 978 cm/s2

Se concluye que la medida es relativamente inexacta.

sCuáles serian los errores sistemáticos que estan afectando la exactitud?
Mala lectura o manipulación de la cinta métrica y/o el cronómetro.

Análisis de la precisión de las medidas del experimento
A partir de los errores relativos encontrados tanto para medidas directas como para la indirecta, establezca conclusion Lo mas importante del Principio de Exlcusión es un orbital atómico determinado puede ser ocupado por sólo dos electrones, pero con el requisito de que los espines de ambos deben ser opuestos. Estos electrones de espines opuestos se consideran apareados. Electrones de igual espín tienden a separarse lo maximo posible. Esta tendencia es el mas importante de los factores que determinan las formas y propiedades de las moléculas.


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