1. Defina materia y energa. Cmo se origin la materia y la energa en el universo?

Materia: Al hablar de materia tocamos un tema que ao tras ao nos ha motivado a la investigacin de los diversos fenmenos que ocurren en nuestro alrededor, sin embargo, aun as no se ha podido definirla con precisin, pero si podemos describir sus diversas propiedades.Tomando un punto de vista cientfico podemos sealar que la materia es todo objeto o material que ocupa un determinado lugar en el espacio. Es todo aquello que puede percibir nuestros sentidos. Es percibido porque est dotado de cantidad y extensin. La cantidad es la masa y la extensin es el espacio que ocupa. La masa es una propiedad que nos permite medir la cantidad de materia, gracias a la masa la materia puede ser identificada y diferenciada de otras.

Energa: la energa es la sustancia primigenia y elemental, que constituye absolutamente a todas las cosas en el universo. Podemos llegar a ella para estudiarla y empezar a comprender su composicin y funcionamiento a travs de la variedad de formas que adopta, as como de la infinita cantidad de vibraciones en las cuales sta se nos manifiesta.La energa es aquello que sostiene a la materia, que la concentra y hace que sta adquiera una forma y tenga un funcionamiento. La ausencia de la energa revierte el proceso, sometiendo a la materia a la desintegracin, es decir, a la prdida de su informacin de utilidad y al fenmeno de entropa.

Origen: el origen y la evolucin de la materia estn estrechamente ligados al origen del universo y a su propia evolucin, ya que los procesos csmicos son sus constantes cambios incluyen la continua transferencia de energa y transformacin de la materia.La materia del universo naci de forma violenta. El hidrgeno y el helio surgieron de intenso calor de la gran explosin: Big Bang, hace unos 15 000 millones de aos. Otros tomos ms complejos se fueron originando en las ardientes profundidades de las estrellas. Violentas explosiones esparcieron los elementos una vez formados por el espacio interestelar. La atraccin gravitatoria los molde en nuevas estrellas y planetas y el electromagnetismo construy con ellos las molculas de la vida. Ahora todo lo que nos rodea es el legado de generaciones de estrellas.

2. A qu se denomina antimateria?

Las partculas de antimateria son partculas subatmicas con propiedades opuestas a las de las partculas de materia normal. Por ejemplo, un positrn es la antipartcula equivalente al electrn y tiene carga positiva. Cuando una partcula y su antipartcula se encuentran, se aniquilan, liberando cantidades masivas de energa, segn la famosa ecuacin de A. EinsteinE=mc2, dondeEes igual a energa,mes igual a masa, yces la velocidad de la luz.Las partculas de antimateria son creadas en las colisiones de alta velocidad. En los primeros momentos despus del Big Bang, solo exista energa. Conforme el Universo se enfri y expandi, se produjeron partculas de materia y antimateria en cantidades iguales.

3. Qu inter-relaciones se producen entre materia y energa?La interrelacin entre la materia y energa se refiere a una de las consecuencias de la Teora de la Relatividad Especial relacionada con la equivalencia de materia y energa. Esta semejanza se debe a quemasayenergason cantidades proporcionales. Es decir, una pequeamasaimplica una granenergaporque la proporcionalidad es la velocidad de la luz y, sta es grande. Esto se expresa en la ms famosa de las ecuaciones de la fsica de todos los tiempos:E=mc2, dondemrepresenta a la masa,Ees la energa yces la velocidad de la luz. En sntesis, de acuerdo al propio Einstein, ... la masa es una medida directa de la energa contenida en los cuerpos.... Por otra parte, de acuerdo al Principio de Relatividad ... la luz transfiere masa....

4. Cules son las fuerzas fundamentales? Defina cada una de ellas.Fuerzas fundamentales son aquellas fuerzas del Universo que no se pueden explicar en funcin de otras ms bsicas. Las fuerzas o interacciones fundamentales conocidas hasta ahora son cuatro: gravitatoria, electromagntica, nuclear fuerte y nuclear dbil.

-La gravitatoria es la fuerza de atraccin que un trozo de materia ejerce sobre otro, y afecta a todos los cuerpos. La gravedad es una fuerza muy dbil y de un slo sentido, pero de alcance infinito.

-La fuerza electromagntica afecta a los cuerpos elctricamente cargados, y es la fuerza involucrada en las transformaciones fsicas y qumicas de tomos y molculas. Es mucho ms intensa que la fuerza gravitatoria, tiene dos sentidos (positivo y negativo) y su alcance es infinito.

-La fuerza o interaccin nuclear fuerte es la que mantiene unidos los componentes de los ncleos atmicos, y acta indistintamente entre dos nucleones cualesquiera, protones o neutrones. Su alcance es del orden de las dimensiones nucleares, pero es ms intensa que la fuerza electromagntica.

-La fuerza o interaccin nuclear dbil es la responsable de la desintegracin beta de los neutrones; los neutrinos son sensibles nicamente a este tipo de interaccin. Su intensidad es menor que la de la fuerza electromagntica y su alcance es an menor que el de la interaccin nuclear fuerte.

5.Cules son los constituyentes fundamentales de la materia?

Los constituyentes fundamentales de toda la materia del universo. Hasta el descubrimiento del electrn por J.J.Thompsom en 1897 se pensaba que los atomos eran los constituyentes fundamentales de la materia. Este hallazgo junto con el de Rutherford del ncleo y del protn en 1911, hizo evidente que los tomos no eran elementales, en el sentido de que tienen estructura interna. El descubrimiento de Chadwick del neutrn en 1932 complet el modelo atmico basado en un ncleo atmico consistente en protones y neutrones rodeados de un nmero suficiente de electrones como para equilibrar la carga nuclear. Sin embargo, no explicaba la gran estabilidad del ncleo, que claramente no poda mantenerse unido por una interaccin electromagntica, pues el neutrn no tiene carga elctrica

6.Cules son y cmo estn conformadas las partculas subatmicas?Gracias al desarrollo de la fsica de partculas subatmicas durante el siglo XX, en la actualidad se conoce una diversidad de partculas que componen el tomo. Dos caractersticas fundamentales de estas partculas son la masa y la carga elctrica. En base a esto se han formado familias de partculas elementales:

Bariones (mayor masa): Protn, Neutrn e HiperonesLeptones (masa ligera): Electrn, Mun, NeutrinoMesones (masa intermedia): Eta, Kin, Pin Conformacin:

Utilizando equipos muy costosos se ha logrado dividir el tomo en ms que sus tres partculas bsicas: electrn, neutrn y protn. Algunas de estas tambin parecen existir en la naturaleza. Son de tres tipos bsicas: quarks, leptones y fotones.

Quarks: los quarks son partculas subatmicas que pueden unirse para formar otras partculas (llamadas a su vez, hadrones). Grupos de tres quarks, reciben el nombre genrico de bariones. Segn su tipo y combia y combinacin, esos bariones pueden constituir un neutrn o protn. Quarks y un antiquark (partcula similar pero con carga opuesta) forman un mesn.

Leptones: los leptones son partculas subatmicas aparentemente indivisibles, que, segn su tipo, se llaman electrn, neutrino, mun y partcula tau. Fotones: aunque los fotones tambin son partculas subatmicas indivisibles se presentan aparte porque se define el fotn como un estado de excitacin cuntica del campo electromagntico. La luz est hecha de fotones.

Recuerde que estas partculas son de dos tipos: los indivisibles como el quark y el electrn y los divisibles como el neutrn y el protn. Ms importante an, recuerde que nadie sabe si algn da podrn dividirse esos indivisible. Antes se crea que el neutrn y el protn eran indivisibles y todava antes de eso, que el tomo era indivisible. Pero cules fuerzas mantienen unido al tomo?

7.Cmo est organizada la materia?La materia viva e inerte se puede encontrar en diversos estados de agrupacin diferentes. Esta agrupacin u organizacin puede definirse en unaescala de organizacinque sigue de la siguiente manera de menor a mayor organizacin.Subatmico: este nivel es el ms simple de todo y est formado por electrones, protones y neutrones, que son las distintas partculas que configuran el tomo.Atmo: es el siguiente nivel de organizacin. Es un tomo de oxgeno, de hierro, de cualquier elemento qumico.Molculas: las molculas consisten en la unin de diversos tomos diferentes para fomar, por ejemplo, oxgeno en estado gaseoso (O2), dixido de carbono, o simplemente carbohidratos, protenas, lpidos...Celular: las molculas se agrupan en unidades celulares con vida propia y capacidad de autorreplicacin.Tisular: las clulas se organizan en tejidos: epitelial, adiposo, nervioso, muscular...Organular: los tejidos estn estructuras en rganos: corazn, bazo, pulmones, cerebro, riones...Sistmico o de aparatos: los rganos se estructuran en aparatos digestivos, respiratorios, circulatorios, nerviosos...Organismo: nivel de organizacin superior en el cual las clulas, tejidos, rganos y aparatos de funcionamiento forman una organizacin superior como seres vivos:animales,plantas, insectos,...Poblacin: los organismos de lamismaespeciese agrupan en determinado nmero para formar un ncleo poblacional: una manada de leones, o lobos, un bosque dearces,pinos...Comunidad: es el conjunto de seres vivos de un lugar, por ejemplo, un conjunto de poblaciones de seres vivos diferentes. Est formada por distintas especies.Ecosistema: es la interaccin de la comunidad biolgica con el medio fsico, con una distribucin espacial amplia.Paisaje: es un nivel de organizacin superior que comprende varios ecosistemas diferentes dentro de una determinada unidad de superficie. Por ejemplo, el conjunto de vid, olivar y almendros caractersticas de las provincias del sureste espaol.Regin: es un nivel superior al de paisaje y supone una superficie geogrfica que agrupa varios paisajes.Bioma: Son ecosistemas de gran tamao asociados a unas determinadas caractersticas ambientales: macroclimticas como la humedad,temperatura,radiaciny se basan en la dominancia de una especie aunque no son homogneos. Un ejemplo es lataigaque se define por lasconferasque es un elemento identificador muy claro pero no homogneo, tambin se define por la latitud y la temperatura.Biosfera: es todo el conjunto de seres vivos y componentes inertes que comprenden el planeta tierra, o de igual modo es la capa de la atmsfera en la que existe vida y que se sustenta sobre la litosfera.

8.Explique la conformacin del tomo. En el tomo distinguimos dos partes: elncleoy la corteza.- El ncleo es la parte central del tomo y contiene partculas con carga positiva, losprotones, y partculas que no poseen carga elctrica, es decir son neutras, los neutrones. La masa de un protn es aproximadamente igual a la de un neutrn.Todos los tomos de un elemento qumico tienen en el ncleo el mismo nmero de protones. Este nmero, que caracteriza a cada elemento y lo distingue de los dems, es elnmero atmicoy se representa con la letraZ.- La corteza es la parte exterior del tomo. En ella se encuentran loselectrones, con carga negativa. stos, ordenados en distintos niveles, giran alrededor del ncleo. La masa de un electrn es unas 2000 veces menor que la de un protn.Los tomos son elctricamente neutros, debido a que tienen igual nmero de protones que de electrones. As, el nmero atmico tambin coincide con el nmero de electrones.

9.Mediante qu procesos se crearon los tomos? D ejemplos en cada uno de los procesos.

Los elementos qumicos que forman nuestro Universo surgieron en dos etapas o procesos diferentes: los elementos livianos en la Nucleosntesis Primordial y los elementos ms pesados de la Nuclesntesis Estelar. Luego de la gran explosin surgieron los quarks, electrones y fotones. A continuacin protones y neutrones. La etapa denominada Nucleosntesis Primordial, o Nucleosntesis del Big Bang, afect al Universo en su totalidad en un proceso que dur, de principio a fin, aproximadamente unos 3 minutos 46 segundos en los cuales la temperatura baj a mil millones de grados y fue entonces que se formaron los ncleos de hidrgeno pesado y helio. Instantes despus del big bang, la fuerza nuclear fuerte uni los quarks u y d para formar protones y neutrones, el ncleo de los tomos. La fuerza electromagntica enlaz los protones y electrones, que tenan precisamente la misma carga elctrica, y as el tomo fue estable. Las partculas que lo forman y las fuerzas que las unen fueron precisamente las idneas que se necesitaban para obtener este resultado.