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Contenido principal
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Transcripción del video

fue en el último vídeo que vimos algunos tipos de isótopos de átomos que tienen decaimiento radioactivo y que se convierte en otro tipo de átomos o el liberal diferentes tipos de partículas pero ahora la pregunta sería en qué momento el átomo o el núcleo del átomo decide de caer así que vamos a empezar imaginando que a todos estos de aquí son átomos tengo un montón de átomos que voy a dibujar todos estos por aquí o que íbamos a dibujar un poco de tu voz y entonces imagínate que todos estos átomos de aquí sufren algún cierto de anv decaimiento algún tipo de radiación pero quiero esta vez pensar en algún tipo de radiación en donde un átomo se convierte en otro átomo por lo tanto el número de sus protones va a cambiar es decir un número atómico va a cambiar así que por lo tanto puede ser o decaimiento tipo pet a radiación tipo beta que como vimos en el video pasado obtenemos protones de los neutrones o en sudado caso la emisión de positrón en donde obtenemos neutrones de los protones pero bueno eso no es tan relevante aquí imagínate que tenemos esta colección de átomos porque realmente cuando tenemos aunque sea una pequeña porción de cualquier elemento tenemos un montón de átomos de este elemento ya hemos hablado de moles en alguna nuestros vídeos dijimos que 12 gramos de carbono 12 y es más déjame ponerlo aquí 12 gramos 12 gramos de carbono 12 que por cierto su número atómico ezeiza ok esto es equivalente a un gol que esto es lo mismo que un gol de carbono 12 y cuánto es un molde de carbono 12 bueno pues esto lo mismo que 6.02 por 10 elevado a la 23 hato mousse de carbono 12 en este caso que por cierto éste es un número uno me es un número mucho más grande de lo que mi cabeza puede soportar y esto en 12 gramos 12 gramos por cierto no es una masa muy grande por ejemplo un kilogramo es cercano a 2 libras así que cuando son 12 gramos bueno como mucho es un 40 a cabo o cerca de un 50 jode libra más o menos pero lo importante es que no es mucha masa realmente no es mucha más a la que tenemos aquí y bueno la masa en la tierra o bueno en donde sea es invariable en fin regresemos a la pregunta que queremos resolver en este vídeo si alguno de estos tipos decide de caer en qué momento sucede esto y bueno tal vez no sea carbono 12 tal vez hablemos de carbono 14 o lo que sea pero lo importante es preguntarnos cómo saber cuándo vamos a decaer y la respuesta es que no sabemos en todos los átomos existe una cierta probabilidad de caer en un momento dado para algún tipo de elemento o para algún tipo de piso topo de algún elemento es decir existe una cierta probabilidad de que uno de ellos se caiga no sé por ejemplo este atum este átomo puede caer en algún cierto segundo y después de ello nada pase por un período largo de tiempo largo de tiempo y de repente estos dos átomos estos átomos decaigan y bueno es que ya te vas dando cuenta que la química como también pasa en otras ciencias como la física o la mecánica cuántica muchas cosas son probabilísticas y bueno tal vez entramos con detalle en la configuración del núcleo tal vez nos quedaría más claro todo en términos probabilísticos pero realmente no sabemos realmente no sabemos qué es lo que pasa dentro del núcleo por lo que sólo podemos atribuir estas probabilidades a algo que está reaccionando pero bueno puedes decir ok cuál es la probabilidad de que una molécula cualquiera reacción en un ciento segundo esa es una forma de pensarlo pero también lo podemos pensar a un nivel macro es decir trabajar con cantidades muy grandes de átomos entonces lo que hacemos es buscar términos que nos ayuden a entender mejor en torno a esta idea y uno de los términos que nos van a ayudar es la vida media pero para esto dejan de borrar todo esto que tengo justo aquí vamos a quitar esto y ahora vamos a poner la siguiente pantalla es estar aquí de lujo ni esta pantalla lo que me dice es que vamos a trabajar con la idea de lo que significa la vida media si escribo una reacción de decaimiento justo como la tengo aquí donde dice que el carbono 14 decae en nitrógeno 14 hagamos un pequeño repaso de lo que está pasando aquí porque estamos pasando de 6 protones y dejen utilizar este color estamos pasando de 6 protones a 7 protones y date cuenta que tu masa sigue siendo la misma nuestra masa sigue siendo la misma así que dime qué es lo que está pasando aquí bueno pues uno de nuestros neutrones paso hasta el protón y esto pasa porque emite un electrón a lo cual también se le conoce como la partícula beta que es justo esta de kim estar aquí es una partícula b tampoco la podemos escribir de la siguiente manera la podemos escribir como un electrón el cual tiene una carga de -1 y aquí escribimos un pequeño 0 y no porque tenga una masa de cero sino porque su masa es muy pequeña relativo a lo que pesa el protón justo esta es la anotación para escribir el electrón y entonces estamos hablando de un decaimiento tipo beta pero bueno este es sólo un repaso por qué la manera en que realmente pensamos la vida media y para eso deja de traer este color por aquí imagínate que tenemos por aquí un bloque de 10 gramos de carbono 14 y es que los científicos se dieron cuenta que se empezaban con un bloque de 10 gramos lo voy a poner así 10 gramos de carbón 14 ok si empezamos con un bloque de 10 gramos de carbono 14 y yo dejo pasar la vida media del carbono 14 y por cierto este 14 recuerda que es lo que me está diciendo es que estamos hablando de un isótopo de carbono un isótopo cuya masa es de 14 también existe el isótopo de carbono cuya masa es el 12 pero recuerda que el número atómico para hablar del carbono es 6 el carbono tiene seis protones carbono 12 con seis botones o carbono 14 con seis botones pero en lo único que van a diferir es en el número de neutrones cuando tenemos el mismo elemento pero que difiere en el número de neutrones se le conoce como isótopo así que la versión del carbono 14 o dicho de otra manera del isótopo de carbono si empezamos con 10 gramos y decimos que su vida media es de 5 mil setecientos cuarenta años justo está que tengo aquí está en subida media o que déjeme ponerlo así esta subida media eso quiere decir que en el año 1 tenemos 10 gramos de carbono 14 pero después de cinco mil setecientos cuarenta años la mitad de esto va a pasar a hacer nitrógeno 14 y bueno seguramente tú me vas a decir y utilizamos el mismo color para el nitrógeno seguramente tú me vas a decir esta va a ser la mitad aunque va a sufrir todo el decaimiento tipo b tam después de la vida media y es que de hecho he visto este tipo de dibujos en las clases de física o las clases de química mi pregunta siempre ha sido como sabe esta mitad que es la mitad que debe de transformarse en un traje no lo podemos pensar en la siguiente manera cómo sabe la otra mitad que se tiene que quedar como carbono y la respuesta es pues que ellos no saben de hecho no se debe dibujar de esta manera se debe dibujar y es más déjeme redibujar lo justo por aquí am se debe dibujar más o menos de la siguiente aquí tenemos nuestra barra de 10 gramos de carbono 14 y qué es lo que va a pasar después de cinco mil setecientos cuarenta años bueno lo que pasa es que probabilísticamente algunos de estos tipos han comenzado a decaer en nitrógeno alguno de todos estos tipos han comenzado a decaer en nitrógeno y ojo esto de una manera aleatoria son puntos aleatorios y una vez transcurridos cinco mil setecientos cuarenta años tú puedes determinar que existe un 50 por ciento de probabilidad de que cada uno de estos átomos de carbono cambien átomos de nitrógeno así que después de cinco mil setecientos cuarenta años es decir la vida media del carbono puede asegurar que existe un 50 por ciento de chance que cualquiera de estos átomos de estos átomos decaiga electrógenos así que si tú retroceder después de la vida media la mitad de estos átomos son ahora nitrógeno ahora después de la vida media y mejor y no haremos esto de aquí a dejar mejor quitar esto de aquí antes pues la vida media que es lo que va a pasar tengamos aquí nuestra barra original con esta barra empezamos que por cierto es una barra que tiene 10 gramos 10 gramos de carbono 14 de carbono 14 ok después de nuestra primera vida media qué es lo que pasa bueno pasamos de aquí para acá ok esto es después de que haya transcurrido una vida media que en este caso son 5 mil setecientos cuarenta años y recuerda que esta vida media es distinta para cada uno de los materiales radioactivos que trabajemos y bueno como solamente los que el 50% de átomos que decaigan a nitrógeno 14 y bueno ahora darse cuenta que estaba ram ya tiene cinco gramos 5 gramos de carbono 14 ok solamente nos quedan cinco gramos de carbono 14 es decir la mitad y el restante los otros cinco gramos ahora son delito geno 14 'aces' y el restante los restantes cinco gramos ya son de nitrógeno 14 después de pensar en el decaimiento tipo p está ahora qué va a pasar después de que transcurra otra vida media que va a pasar si pensamos en la segunda vida media bueno pues nosotros dijimos que después de una vida media que en el caso del carbono 14 son 5 mil setecientos cuarenta años existe un 50% de probabilidad y el caso de que hablemos de un solo átomo éste tendría una probabilidad del 50% de decaer así que si vemos que pasa después de otra vida media y para eso deja mejor a agarrar este de pekín lo voy a trabajar y lo voy a acopiar copiar pegar ok y ahora esto lo voy a poner para cam para pensar qué es lo que va a pasar después de la siguiente vida media así que déjame bajar un poco la pantalla ok para hablar de la segunda vida media de aquí para cam vamos a pasar a nuestra segunda vida media o espera déjame cambio de color de aquí para acá y que va a pasar en nuestra segunda vida media dos vidas medias bueno pues otra vez cada uno de los átomos del carbono 14 tiene una probabilidad del 50% de decaer y por lo tanto después de transcurrida otra vida media cada uno de los átomos de carbono 14 que quedaban en la barra anterior tiene un 50 por ciento de chances de convertirse decae en una toma de nitrógeno y por lo tanto van a quedar muchos pero muchos más átomos aquí que ahora han decaído en nitrógeno 14 y bueno por la ley de los grandes números la mitad de estos átomos que quedaban ahora se ha decaído en nitrógeno 14 así que ahora tenemos más comercios de átomos mucho más y bueno entonces date cuenta que ahora solamente tenemos la mitad de la masa del carbono 14 es decir 5 gramos entre dos es 2.5 gramos ok esto de carbono 14 ok mientras que el restante todo lo que se ha convertido dentro 114 es a 7.5 gramos ahora tenemos 7.5 gramos de nitrógeno 14 ok de lujo esto después de que transcurrió otra vida media y bueno podemos seguir haciendo esto para pensar en el futuro pues por cada vida media es decir por cada cinco mil setecientos cuarenta años en el caso del carbono 14 va a tener la mitad de cantidad con la que iniciamos pero con esto siempre vamos a tener una parte de cantidad de carbono aunque sea muy pero muy pero muy pequeña aunque sea infinitesimal bueno pero vayamos un poco más abajo imagínate qué es lo que pasa con un solo atom imagínate que por aquí tengo un átomo de carbono 14 este es mi átomo de carbono 14 y por lo tanto entonces tenemos seis botones 123456 aquí tengo seis botones y tengo ocho neutrones porque estamos hablando del carbono 14 tengo 12345678 neutrones de lujo y entonces también voy a tener seis electronics y vamos a ponernos aquí uno dos tres cuatro cinco o seis o lo que sea está bien y ahora qué va a pasar con este átomo de carbono 14 que tengo aquí qué es lo que va a pasar con este átomo después de ampi se me ocurre pensar en un segundo qué es lo que va a pasar después de un segundo bueno pues realmente no sabemos existe una probabilidad de que siga siendo carbono 14 pero también existe una probabilidad de que después de un segundo hayamos tenido la suerte de que decayera en nitrógeno 14 y bueno qué va a pasar después de un millón de años un vi yo de años bueno pues realmente no sabemos tampoco podemos decir con certeza que lo más seguro es que haya decaído a nitro que no 14 pero no sabemos existe todavía una pequeña probabilidad de que no sea así este podría ser un núcleo ultra estable el cual vaya en contra de todas las pruebas ciudades y se mantenga como carbono 14 así que después de una vida media si nos fijamos solamente en un átomo después de cinco mil setecientos cuarenta años tú no sabes si éste átomo de cayó a nitrógeno este mismo átomo tenemos una probabilidad del 50% de que haya decaído en nitrógeno ahora si te fijas en una cantidad enorme de átomos como los que tenemos jugoso aquí es decir si nos aproximamos al número de avogadro o algo muy pero muy grande bueno pues tú puedes usar números muy grandes y decir en promedio si todos los átomos tienen una probabilidad del 50% de caer y existen muchísimos de ellos entonces la mitad de ellos habrán decaído nitrógeno no sé bien qué mitad pero recuerda que la mitad de ellos habrá decaído y bueno es que esto nos da pie a decir lo siguiente vamos a poner un ejemplo para resolver así que para éstos dejen de borrar esta pantalla anp y tenemos esta pantalla y voy a poner una nueva pantalla ok y bueno esto nos da pie a poner el siguiente ejemplo si nosotros tenemos 80 gramos hambre japonesas y 80 gramos de un cierto elemento radioactivo no sé vamos a llamarle x 80 gramos de el elemento x ok y éste tiene una vida media de 1 cm se me ocurre dos años entonces vamos a decir que tiene una vida vivida media-media ok de dos años dos años me lo estoy inventando y espero que salga bien ejercicio bueno digamos que tomamos una máquina del tiempo y miramos a nuestra muestra en un cierto tiempo hacia adelante y nos damos cuenta que solamente nos quedan 10 gramos de nuestra muestra solamente nos quedan 10 gramos de nuestra muestra de nuestra muestra x ok ahora lo que quiero saber es cuánto tiempo ha pasado nos quedan nos quedan os quedan 10 gramos de este elemento x y bueno como nos quedan 10 gramos aunque te parece si lo ponemos la siguiente manera empezamos con 80 gramos de este elemento x 80 gramos en el tiempo te igual a cero pero después pasa a mí déjame ponerlo con este color va a pasar aquí una vida media es decir pasan dos años y después de que transcurran dos años que es lo que va a pasar bueno pues no nos quedan 80 gramos nos queda la mitad de 80 gramos la mitad es 40 gramos nos quedan 40 gramos en el tiempo te igual a 2 han transcurrido dos años y bueno si después nos fijamos en que transcurran otros dos años es decir otra vida media dos años entonces cuánto nos va a quedar bueno pues si te das cuenta nos va a quedar la mitad de éstos la mitad de 40 gramos es 20 gramos nos van a quedar 20 gramos en el tiempo te iguala am dos y dos son cuatro años ok y si después nos fijamos en otra vida media o que nos va a quedar la mitad de esto pero que ya sabes para dónde vamos después de otros dos años ok solamente nos va a quedar la mitad de 20 gramos que por cierto no es lo mismo que 10 gramos que es justo lo que queríamos 10 gramos en el tiempo te iguala 246 en el tiempo te igual a 6 es decir para que nosotros tengamos 10 gramos de este elemento x con la que habíamos empezado con 80 gramos y tiene una vida media de dos años y después nos metemos en una máquina del tiempo y bueno supongamos que no calibra este viento máquina del tiempo y no sabes con exactitud cuánto tiempo ha transcurrido entonces miras a tu muestran y observas que solamente quedan 10 gramos de la cantidad inicial que tenías de este elemento entonces sabes que han pasado y déjame ponerlo con este color han pasado una vida media ok dos vidas medias tres vidas medias o dicho de otra manera es sólo podemos pensar cómo una vida media ok elevado a la tercera potencia una 23 elevado a la cantidad de vidas medias que han transcurrido es decir que realmente nos queda solamente un octavo de la cantidad inicial con la que nosotros empezamos un medio al cubo es lo mismo que un octavo y un octavo de 80 gramos son 10 gramos porque habían transcurrido tres vidas medias y bueno todo esto es lo que describe la idea de la vida media y en el siguiente vídeo vamos a explorar la idea de qué es lo que pasa si queremos saber cuántas partículas o cuántos gramos tenemos después de no sé 10 días o dos años y medio o lo que sea y es justo lo que queremos en el siguiente vídeo
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