2. Teoría Cuántica
Es uno de los pilares fundamentales de la
Física actual.
Reúne un formalismo matemático y conceptual.
Recoge un conjunto de ideas introducidas a lo
largo del primer tercio del siglo XX, para dar
explicación a procesos cuya comprensión se
hallaba en conflicto con las concepciones
físicas vigentes (mecánica : newton,
teoría electromagnética : Maxwell).
3. Teoría Cuántica
Teoría física basada en la utilización del
concepto de unidad cuántica para descubrir las
propiedades dinámicas de las partículas
subatómicas y las interacciones entre la materia
y la radiación, el modo en que la materia
intercambia energía, emitiéndola o
absorbiéndola, con una fuente de radiación.
Las bases estuvieron sentadas por el físico Max
Planck, que en 1900 postulo que la materia solo
puede emitir o absorber energía en pequeñas
unidades discretas llamadas cuantos.
5. Teoría Cuántica
Lo que hizo Planck fue diseñar una fórmula
matemática que describiera las curvas
reales con exactitud.
Su hipótesis fue que la energía sólo es
radiada en cuantos
E=h·
donde es la frecuencia de la radiación y
h es el ‘cuanto de acción, conocido como
constante de Planck=
6. Teoría Cuántica
Otros ámbitos de aplicación:
Electrónica (en el diseño de transistores,
microprocesadores y todo tipo de componentes
electrónicos).
Física de nuevos materiales, (semiconductores y
superconductores), en la física de altas energías.
En el diseño de instrumentación médica (láseres,
tomógrafos, etc.),
En la criptografía y la computación cuánticas, y
en la Cosmología teórica del Universo temprano.
7. Consiste en la emisión de electrones por un
material cuando se hace incidir sobre el una
radiación electromagnética.
Fue descubierto por Heinrich Hertz en 1887,
al observar que el arco que salta entre dos
electrodos conectados a alta tensión
alcanza distancias mayores cuando se
ilumina con luz ultravioleta que cuando se
deja en la oscuridad.
Efecto Fotoeléctrico
8. La explicación teórica fue hecha por Albert
Einstein, quien publicó en 1905 el
revolucionario artículo “Heurística de la
generación y conversión de la luz”, basando su
formulación de la fotoelectricidad en una
extensión del trabajo sobre los cuantos de Max
Planck.
Se podría decir que el efecto fotoeléctrico es lo
opuesto a los rayos X, ya que el efecto
fotoeléctrico indica que los fotones pueden
transferir energía a los electrones.
Efecto Fotoeléctrico
9. Si un átomo absorbe energía de un fotón y tiene
más energía que la necesaria para expulsar un
electrón del material y además posee una
trayectoria dirigida hacia la superficie, entonces el
electrón puede ser expulsado del material.
Si la energía del fotón es demasiado pequeña, el
electrón es incapaz de escapar de la superficie.
Los cambios en la intensidad de la luz no
modifican la energía de sus fotones, tan sólo el
número de electrones que pueden escapar de la
superficie
Efecto Fotoeléctrico
10. los electrones son susceptibles de ser emitidos
por efecto fotoeléctrico.
En realidad los que más salen son los que
necesitan menos energía para ser expulsados y,
de ellos, los más numerosos.
Efecto Fotoeléctrico
11. 1. Para un metal y una frecuencia de radiación
incidente dados, la cantidad de fotoelectrones
emitidos es directamente proporcional a la
intensidad de luz incidente.
2. Para cada metal dado, existe una cierta
frecuencia mínima de radiación incidente
debajo de la cual ningún fotoelectrón puede ser
emitido. Esta frecuencia se llama frecuencia de
corte, también conocida como "Frecuencia
Umbral".
Leyes de la Emisión Fotoelectrica
12. 3. Por encima de la frecuencia de corte, la energía
cinética máxima del fotoelectrón emitido es
independiente de la intensidad de la luz
incidente, pero depende de la frecuencia de la
luz incidente.
4. La emisión del fotoelectrón se realiza
instantáneamente, independientemente de la
intensidad de la luz incidente. Este hecho se
contrapone a la teoría Clásica: la Física Clásica
esperaría que existiese un cierto retraso entre la
absorción de energía y la emisión del electrón,
inferior a un nanosegundo.
Leyes de la Emisión Fotoeléctrica
13. MODELO ATOMICO
NIELS BOHR. 1913
Modelo PLANETARIO
Introduce una cuantización.
Se baso en el átomo de Hidrogeno.
•El electrón gira en unas órbitas
circulares alrededor del núcleo, y cada
órbita es un estado estacionario que va
asociado a un número natural, "n"
(Numero Cuántico Principal), y toma
valores desde 1 en adelante.
•Así mismo, cada nivel "n" está
formado por distintos subniveles, "l". Y
a su vez, éstos se desdoblan en otros
"m". Y por último, hay un cuarto núm.
cuántico que se refiere al sentido, "s".
•Cuando un electrón pasa de un nivel
de energía a otro, se absorbe o se
emite energía.
14. El modelo de Bohr es muy simple y recuerda al modelo
planetario de Copérnico
El Átomo de Bohr
16. NATURALEZA DUAL DEL ELECTRÓN
La primera teoría del átomo que incluye la
cuantización de la energía, fue la teoría
propuesta por Niels Bohr, donde el electrón de
un átomo esta restringido a desplazarse
solamente por orbitas fijas y definidas con
valores de energía cuantizados: como 1, 2, 3,
4, etc. Con el surgimiento de la teoría de Bohr,
los científicos se cuestionaron ¿porqué se
restringe el electrón en una orbita fija? Durante
una década, ni el creador de la teoría (Bohr),
tuvo una explicación lógica.
17. NATURALEZA DUAL DEL ELECTRÓN
Posteriormente en 1924, Louis de Broglie
resolvió este enigma!!!, razonando lo siguiente:
Louis de Broglie postuló que los electrones (Así
como otras partículas materiales) tenían un
comportamiento dual, es decir actúan como
ondas y como partícula al mismo tiempo, pues
cualquier partícula que tiene masa y que se
mueve a cierta velocidad, podía comportarse
además como una onda.
18. NATURALEZA DUAL DEL ELECTRÓN
Una de las consecuencias más importantes de
la naturaleza dual de la materia es el principio
de incertidumbre, el cual fue formulado por el
físico alemán Werner Heisenberg.
El principio de incertidumbre de Heisenberg
establece que es imposible conocer,
simultáneamente, la posición y el momento
(masa-velocidad) de una partícula. Esto se
resuelve a medida que la materia tiene mayor
tamaño por la razón masa–velocidad que
puede alcanzar.
19. NATURALEZA DUAL DEL ELECTRÓN
Aplicando el principio de incertidumbre al átomo
de hidrogeno, se puede evidenciar que el
electrón no viaja en una trayectoria bien
definida, como pensó Bohr. Si así fuera, se
podrían determinar con precisión la posición del
electrón (a partir del radio de la orbita) como su
momentum (a partir de su velocidad) al mismo
tiempo!!!, pero este fenómeno iría en contra del
principio de Heisenberg.
