Física de radiaciones I 2022 (FI46)
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FÍSICA DE RADIACIONES I 2022
El curso comienza el martes 15 de marzo a las 9.30 h, salón 202
Bienvenidos al aula virtual de Física de Radiaciones I para la Licenciatura de Física Médica, Facultad de Ciencias, UdelaR. El curso es opcional para la Licenciatura en Física y opcional de posgrado de Física.
En este espacio encontrarán todo el material relativo al curso, además de otros recursos de apoyo e interactividad útiles.
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En este foro se podrán postear todo tipo de consultas, dudas o preguntas, ya sean sobre los temas del curso o sobre las cuestiones administrativas del mismo. También se alienta a que los estudiantes utilicen el foro para discutir entre ellos sobre los temas del curso de modo interactivo, y no solo con los docentes, si bien los docentes aportarán su punto de vista también.
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Clases presenciales
Teoría
Martes 14:00 - 15:30 h , salón 202
Viernes 16:00 - 17:30 h , salón 309
Práctico
Martes 15:30 - 17:00 h salón 202
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CLASES
Clase 1. Series de Fourier, cálculo de los coeficientes. Transformada de Fourier. Delta de Dirac. Transformada de derivadas.
- Clase 2. Transformada de Fourier de una delta, igualdad de Parseval. Solución de la ecuación de ondas por TF. Ecuaciones de Maxwell, expresión diferencial, condiciones de borde.
- Clase 3. Ecuaciones en la materia. Conservación de energía. Teorema y vector de Poynting. Forma integral y diferencial.
- Clase 4. Conservación de impulso y tensor de Maxwell. Forma integral y diferencial.
- Clase 5. Ondas electromagnéticas. Ecuación de ondas para los campos.
Deducción de sus propiedades a partir de las ecuaciones de Maxwell. Relación de fase, amplitud, polarizaciones y transversalidad en
ondas monocromáticas. Energía e impulso de ondas monocromáticas.
- Clase 6. Intensidad y presión de radiación. Ecuaciones para los potenciales en el gauge de Coulomb y Lorenz. Solución general. Tiempo retardado. Esfera colectora de información.
- Clase 7. Radiación: definición. Campos en zonas lejanas: zona de radiación y campos de radiación. Propiedades. DIstancias asociadas al problema: aproximación r>>d , r>> long. onda.
- Clase 8. Zonas de interés, zona de radiación. EJemplo de átomos, moléculas y núcleos. Desarrollo multipolar. Explicación en términos de un desarrollo no relativista. Primer término: momento dipolar eléctrico, y radiación dipolar eléctrica. Cálculo de los campos y del vector de Poynting. Potencia emitida por unidad de ángulo sólido.
- Clase 9. Término magnético cuadrupolar eléctrico en el desarrollo multipolar. Cálculo del potencial vector y de los campos eléctrico y magnético. Distribución angular de potencia magnética radiada, potencia total instantánea, y potencia media. Distribución angular. Ejemplo de espira con corriente variable. Impedancia del vacío. Expresión de la potencia media en términos de la impedancia del vacío.
- Clase 10. Radiación cuadrupolar eléctrica. Tensor cuadrupolar eléctrico. Distribución angular. DIrecciones de potencia nula. Potencia total.
- Clase 11. Distribución angular de radiación cuadrupolar eléctrica: ejemplo. Potenciales y campos de una carga en movimiento: potenciales de Lienard-Wiechert. Campos lejanos y cercanos. Campos de radiación. Vector de Poynting. Caso de partículas no relativistas. Fórmula de Larmor para la potencia radiada. Sección eficaz de Thomson. Radio clásico del electrón.
- Clase 12. Dispersión Thomson. Radiación de partículas relativistas. DIstribución angular y potencia total instantánea. Potencia observada y potencia emitida ( en tiempo de observador o en tiempo de la partícula que emite la radiación). Caso de velocidad y aceleración paralelas y perpendiculares.
- Clase 13. Radiación sincrotrón. Frecuencia natural del movimiento y frecuencia de corte. Propiedades generales de la radiación sincrotrón.
- Clase 14. Decaimientos como mecanismo de producir radiación. Radiaciones ionizantes directas e indirectas. Producción de electrones y positrones. Decaimientos beta + -, conversión interna, captura electrónica, electrones Auger, Coster-Kronig, Super Coster-Kronig.
- Clase 15. Constante de decaimiento o desintegración. Probabilidad de decaimiento por unidad de tiempo. Ley de decaimiento radiactivo. Actividad de una muestra. Vida promedio y vida media. Actividad específica. Series radiactivas.
- Clase 16. Producción de isótopos inestables. Equilibrio transitorio. Equilibrio secular. Situación de no equilibrio. Ecuación de Bateman.
- Clase 17. Fracción de decaimiento. Distribuciones estadística: procesos de Bernoulli y distribuciones binomial, Poisson y normal.
- Clase 18. Conteo de muestras radiactivas. Tasa bruta de cuentas. Tasa neta de cuentas. Tiempo óptimo de conteo. Muestras con vida media corta. Ejemplos.
- Clase 19. Cinemática de decaimientos. Decaimiento alfa. Energía liberada Q. Diferencia de masa.
- Clase 20. Decaimiento gamma y conversión interna. Decaimientos beta - y beta +, y captura electrónica.
- Clase 21. Ejemplos de decaimientos (Co-60, Cs-137, Na-22 y Al-26). Energía de ligadura por nucleón a partir del Na-24. Decaimiento gamma. Series naturales y fuentes de radiación naturarales.
- Clase 22. Modelo estándar de partículas. Energía de separación. Gráfico de energía de ligadura por nucleón. Densidad de materia nuclear. Carta de Segrè. Números mágicos. Abundancias según paridad de N y/o Z.
- Clase 23. Modelo de la gota líquida. Momento angular de los núcleos.
- Clase 24. Modelo de Fermi.
- Clase 25. Modelo de capas. Potenciales nucleares.
- Clase 26. Notación espectroscópica. Paridad. Momento-paridad. Decaimiento gamma en el modelo de capas y reglas de selección.
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