Paradigma clàssic de la física<br />
	EL CANVI DEL PARADIGMA: LA REVOLUCIÓ QUÀNTICA<br />
L’ORIGEN DEL PROBLEMA(la interacció matèria – radiació)<br />
Processos d’emissió i adsorció  llum - matèria<br />Lleis experimentals <br />Un cos sòlid o líquid incandescent produeix ...
Tipus d’espectres<br />
ESPECTRES ATÒMICS<br />Anàlisi dels espectres d’emissió<br />Importància dels espectres<br />Identificar els elementsquími...
Com sabem la composició de les estrelles?<br />
Anàlisi de l’espectre  d’hidrogen<br />Comparant l’espectre d’emissió i absorció de l’hidrogen?<br />Relacionant les longi...
Problemes relacionats amb els espectres atòmics<br />Com explicar-los?<br />Com interpretar-los?<br />Com justificar la ll...
RADIACIÓ TÈRMICA<br />EMISSIÓ<br />ABSORCIÓ - REFLEXIÓ<br />
PLANTEJAMENT DEL PROBLEMA:COM ES DISTRIBUEIX L’ENERGIA TÈRMICA EMESA PER UN COS?<br />Referent  ideal: cos negre<br />Cos ...
ESTUDI EXPERIMENTAL<br />A cada temperatura li correspon una distribució de la intensitat de radiació que és independent d...
LLEIS EXPERIMENTALS<br />Llei de Stefan-Boltzmann<br />L’energia emesa per un cos negre per unitat d’àrea i temps és direc...
LA IMPOSSIBILITAT D’EXPLICACIÓ AMB EL MODEL ONDULATORI<br />La catàstrofe de l'ultraviolada<br />Conclusió<br />“la física...
La proposta de Planck: la discontinuïtat en la transferència d’energia<br />Max  Planck, el físic teòric d’alemanya que va...
La interpretació de Planck<br />
El problema: l’energia<br />
1905 ANNUS MIRABELISL’INICI DE LA REVOLUCIÓ <br />
EL CIENTÍFIC QUE VA REVOLUCIONAR LA FÍSICA PER FOMENTAR LES LLEIS FÍSIQUES<br />“Seria trist que l'embolcall fora millor q...
TRES MINUTS AMB EINSTEIN<br />
LA SOLUCIÓ: LA HIPÒTESI QUÀNTICA<br /> “La llum (més àmpliament radiació) consisteix en un nombre finit de quants (origina...
CONSEQÜÈNCIES DE LA HIPÒTESI <br />La radiació està formada per un feix de partícules energètiques (FOTONS).<br />L’energi...
Conclusions<br />“la llumés una pluja de fotons, sent el fotó la unitat elemental de l’energia lluminosa.”<br />El focus e...
Problemes de la hipòtesi quàntica<br />
Aplicació<br />
CONSTRASTACIÓ DE LA HIPÒTESI:L’EFECTE FOTOELÈCTRIC<br />Concepte de l’efecte fotoelèctric<br />L’estudi experimental: cèl·...
L’ESTUDI DE L’EFECTE FOTOELÈTRIC<br />
Com explicar l’efecte fotoelèctric? <br />Referent observacional<br />Interpretació quàntica<br />
FET EXPERIMENTAL<br />Per a un metall donat,<br />només e s produeix l’efecte fotoelèctric si la freqüència de la llumutil...
FET EXPERIMENTAL<br />T. ONDULATORIA. L’energia necessària per a arrancar un electró es proporciona de forma contínua, i p...
FET EXPERIMENTAL<br />T. ONDULATORIA. L’energia associada a la llum incident depèn de la seua intensitat. Per tant, hauria...
De què depèn la freqüència llindar per originar  l’efecte fotoelèctric?<br />La freqüència llindar a partir de la qual es ...
El fonament de la interpretació quàntica<br />Des del punt de vista quàntic la situacióenergèticamés favorable és aquella ...
Quan es produeix l’efecte fotoelèctric?<br />
Com varia el corrent elèctric de la cèl·lula fotoelèctrica ?<br />Corba experimental<br />∆V = 0, els electrons s’allibere...
INTERPRETACIÓ  DE L’EFECTE FOTOELÈTRIC<br />
Problema  d’aplicació<br />Conversió d’unitats<br />Obtenció de la freqüència<br />Relació de la longitud d’ona llindar<br...
Com quantificar l’energia cinètica màxima del electrons emesos?<br />Predicció de la teoria quàntica:<br /> “Si la fórmula...
Confirmació experimental<br />
Conclusió<br />“Vaig passar deu anys de la meua vida comprovantl’equació d’Einstein del 1905 (la de l’efecte fotoelèctric)...
Càlcul de la longitud d’ona llindar<br />
Representació gràfica del potencial de frenat en funció de la freqüència<br />Obtenció del pendent<br />Interpretació quàn...
RESUM<br />Explicació del fenomen i com estudiar-lo.<br />factors que influeixen  en el fenomen.<br />Explicació del fenom...
ACTIVITATS DE TREBALL<br />
EL CARÀCTER CORPUSCULAR DEL FOTÓ<br />Energia del fotó:<br />Comprovació: Efecte fotoelèctric.<br />Quantitat de moviment ...
L’EFECTE COMPTON<br />Efecte experimental:<br />Compton va comprovar experimentalment que quan un feix de rajos X o rajos ...
ANÀLISI DE L’EFECTE COMPTON<br />
INTERPRETACIÓ DEL FENOMEN<br />MODEL ONDULATORI<br />MODEL QUÀNTIC<br />??<br />
INTERPRETACIÓ: XOC ELÀSTIC ENTRE EL FOTÓ INCIDENT I L’ELECTRÓ<br />
XOC ELÀSTIC: FOTÓ - ELECTRÓ<br />CONSERVACIÓ DE L’ENERGIA<br />CONSERVACIÓ DE LA QUANTITAT DE MOVIMET<br />CONCLUSIÓ:<br />
ANÀLISI DE L’EFECTE COMPTON<br />
L’APLICACIÓ DE LA TEORIA QUÀNTICA AL MODEL ATÒMIC<br />MODEL DE BOHR<br />ANTECEDENTS<br />MODEL ATÒMIC DE RUTHERFORD<br /...
FONAMENTS DE MODEL DE BOHR<br />3. Suposant que l’òrbita de l’electróés circular, el moment angular de l’electró que gira ...
CONSEQÜÈNCIES<br />QUANTITZACIÓ DELS RADIS DE LES ÒRBITES<br />QUANTITZACIÓ DE L’ENERGIA DE L’ÀTOM<br />
PROCÉS D’ABSORCIÓ - EMISSIÓ DE RADIACIÓ<br />Una possible transició<br />Diferents possibles transicions<br />absorció<br ...
EXPLICACIÓ DE L’ESPECTRE D’HIDROGEN<br />
60<br />Límitsde les series<br />E=0<br />n=<br />n=6<br />n=5<br />n=4<br />n=3<br />Energía creciente<br />Nivells ener...
CONCLUSIÓ: CARÀCTER DUAL DE LA LLUM<br />
L’EXTENSIÓ DEL CARÀCTER DUAL A LA MATÈRIA<br />
63<br />Calcula la longitud d’ona de DeBroglie associada, a:<br />   a) Una persona de 70 kg que es mou a 2 m/s<br />b) Un...
NATURALEZA DUAL DE LA MATÈRIA<br />
CONFIRMACIÓ EXPERIMENTAL: DIFRACCIÓ DE PARTÍCULES<br />CONCLUSIÓ<br />
FONAMENTS DE LA FÍSICA QUÀNTICA<br />La discontinuïtat<br />Certes magnitudsfísiques, com l’energia, relacionadesambelssis...
La indeterminació (principi d’indeterminació)<br />No es pot determinar simultàniamentambprecisió absoluta la posició i el...
Explicació<br />
Conseqüències<br />El principid’indeterminació es refereix a la impossibilitat de mesurar al mateix temps amb exactitud du...
71<br />LA INTERPRETACIÓ DE COPENHAGUE<br />Microscopis d’efecte túnel<br />Niels Böhr<br />El làser<br />Qualsevol teoria...
APLICACIONS DE LA MECÀNICA QUÀNTICA<br />EL LÀSER<br />Light Amplification by Stimulated Emision of Radiation.<br />EL MIC...
LA  PARADOXA DEL GAT DE SCHRÖNDINGER<br />
La repercussió social de la mecànica quàntica<br />
Próxima SlideShare
Cargando en…5
×

Fisica quantica 2n batxillerat

7.608 visualizaciones

Publicado el

Publicado en: Educación
  • Sé el primero en comentar

Fisica quantica 2n batxillerat

  1. 1.
  2. 2. Paradigma clàssic de la física<br />
  3. 3. EL CANVI DEL PARADIGMA: LA REVOLUCIÓ QUÀNTICA<br />
  4. 4. L’ORIGEN DEL PROBLEMA(la interacció matèria – radiació)<br />
  5. 5. Processos d’emissió i adsorció llum - matèria<br />Lleis experimentals <br />Un cos sòlid o líquid incandescent produeix llum que és espectralment contínua.<br />Un gas incandescent emet llum que origina un espectre discontinu (conjunt de línies discretes que corresponen a diferents tipus de radiacions) que depèn de la composició química del gas.<br /> La interacció de la llum procedent d’un sòlid o líquid incandescent, llum d’espectre continu, amb un gas, a menor temperatura que la font, dóna lloc a un espectre continu amb línies fosques discretes les posicions de les quals varien amb la composició química del gas.<br />Representació<br />
  6. 6. Tipus d’espectres<br />
  7. 7. ESPECTRES ATÒMICS<br />Anàlisi dels espectres d’emissió<br />Importància dels espectres<br />Identificar els elementsquímics que formen les substàncies<br />Descobrir nous elementsquímics<br />Obtindreinformació “xifrada” sobre l’estructuradelsàtoms<br />
  8. 8. Com sabem la composició de les estrelles?<br />
  9. 9. Anàlisi de l’espectre d’hidrogen<br />Comparant l’espectre d’emissió i absorció de l’hidrogen?<br />Relacionant les longituds d’ona.<br />La llei empírica de Balmer<br />
  10. 10. Problemes relacionats amb els espectres atòmics<br />Com explicar-los?<br />Com interpretar-los?<br />Com justificar la llei empírica de Balmer?<br />EL PARADIGMA CLÀSSIC DE LA FÍSICA: <br /> L’ENERGIA ES TRANSFORMA, ES TRANSFEREIX I ES PROPAGA DE FORMA CONTÍNUA. <br />NO POT RESPONDRE<br />
  11. 11. RADIACIÓ TÈRMICA<br />EMISSIÓ<br />ABSORCIÓ - REFLEXIÓ<br />
  12. 12. PLANTEJAMENT DEL PROBLEMA:COM ES DISTRIBUEIX L’ENERGIA TÈRMICA EMESA PER UN COS?<br />Referent ideal: cos negre<br />Cos Negre, concepte introduït per Kirchhoff el 1862, i que es refereix a un cos que absorbeix tota l’energia que li incideix sense reflectir res i, en conseqüència, emet totes les possibles radiacions .<br />
  13. 13. ESTUDI EXPERIMENTAL<br />A cada temperatura li correspon una distribució de la intensitat de radiació que és independent de la natura del material.<br />Però sempre la intensitat augmenta en disminuir la longitud d’ona fins un valor màxim per a posteriorment disminuir bruscament, comprovant que:<br />• L’àrea compresa entre la corba i l’eix d’abscisses augmenta amb la temperatura, la qual cosa significa que per unitat de superfície un cos a major temperatura emet més energia que un a menor temperatura.<br />• La longitud d’ona a la qual es produeix la màxima emissió disminueix en augmentar la temperatura.<br />
  14. 14. LLEIS EXPERIMENTALS<br />Llei de Stefan-Boltzmann<br />L’energia emesa per un cos negre per unitat d’àrea i temps és directament proporcional a la quarta potència de la temperatura absoluta.<br />Llei de Wien<br />La longitud d’ona per a la qual la radiació és màxima és inversament proporcional a la temperatura del cos. En augmentar la temperatura la màximaintensitat de radiació es desplaçacap a longitudsmés curtes.<br />
  15. 15. LA IMPOSSIBILITAT D’EXPLICACIÓ AMB EL MODEL ONDULATORI<br />La catàstrofe de l'ultraviolada<br />Conclusió<br />“la física clàssica fracassa totalment en la seua temptativa de descriure la radiació tèrmica per a freqüències elevades i temperatures baixes”<br />
  16. 16. La proposta de Planck: la discontinuïtat en la transferència d’energia<br />Max Planck, el físic teòric d’alemanya que va introduir una gran i creativa idea.<br />Una premissa purament formal<br />Quan un sistema emet o absorbeixradiaciómonocromàtica, elscanvisenergètics s’ajusten a l’equació:<br />
  17. 17. La interpretació de Planck<br />
  18. 18. El problema: l’energia<br />
  19. 19. 1905 ANNUS MIRABELISL’INICI DE LA REVOLUCIÓ <br />
  20. 20. EL CIENTÍFIC QUE VA REVOLUCIONAR LA FÍSICA PER FOMENTAR LES LLEIS FÍSIQUES<br />“Seria trist que l'embolcall fora millor que la substància que conté”<br />“L’essencial en l'existència d’una persona com jo és el que pensa i com ho pensa; no allò que fa o viu”<br />
  21. 21. TRES MINUTS AMB EINSTEIN<br />
  22. 22. LA SOLUCIÓ: LA HIPÒTESI QUÀNTICA<br /> “La llum (més àmpliament radiació) consisteix en un nombre finit de quants (originalmentdenominats “lichtquanten”) d’energialocalitzats en punts de l’espai, els quals es mouensense dividir-se i noméspoden ser absorbits o emesos com unitatscompletes”<br />
  23. 23. CONSEQÜÈNCIES DE LA HIPÒTESI <br />La radiació està formada per un feix de partícules energètiques (FOTONS).<br />L’energia d’un fotó<br /> s’expressa per l’equació:<br />L’energia transferida per radiació d’una única longitud d’ona,està integrada per un nombre enter de fotons. És a dir:<br />
  24. 24. Conclusions<br />“la llumés una pluja de fotons, sent el fotó la unitat elemental de l’energia lluminosa.”<br />El focus emet unitats energètiques, que denominem fotons, en totes les direccions. Els fotons es propaguen de forma independent i contenen una quantitat fixa d’energia que ve determinada per l’equació: E fotó = h·ν.<br />L’energia del fotó es mantéconstant en la seuapropagació.<br />
  25. 25. Problemes de la hipòtesi quàntica<br />
  26. 26. Aplicació<br />
  27. 27. CONSTRASTACIÓ DE LA HIPÒTESI:L’EFECTE FOTOELÈCTRIC<br />Concepte de l’efecte fotoelèctric<br />L’estudi experimental: cèl·lula fotoelèctrica<br />L’efecte fotoelèctric consisteix en l’emissió d’electrons en il·luminar amb llum apropiada una làmina metàl·lica.<br />
  28. 28. L’ESTUDI DE L’EFECTE FOTOELÈTRIC<br />
  29. 29. Com explicar l’efecte fotoelèctric? <br />Referent observacional<br />Interpretació quàntica<br />
  30. 30. FET EXPERIMENTAL<br />Per a un metall donat,<br />només e s produeix l’efecte fotoelèctric si la freqüència de la llumutilitzadasobrepassa un límit, anomenat freqüència llindar, νo. Per tant, si la freqüència és menor que aquest valor, no s’hi poden arrancar electrons.<br />T. ONDULATORIA. Per a arrancar un electró del metall cal una quantitat d’energia. Aquesta quantitat depèn de la intensitat de l’ona, amb independència de la seua freqüència.<br />T. QUÀNTICA. L’efecte fotoelèctric és conseqüència de la transferència d’energia dels fotons incidents als electrons retinguts pel metall. Per això, la freqüència llindar (νo) correspon al fotó que posseeix la suficient energia per a arrancar un electró de la superfície, el menys retingut. És a dir:<br />
  31. 31. FET EXPERIMENTAL<br />T. ONDULATORIA. L’energia necessària per a arrancar un electró es proporciona de forma contínua, i precisa d’untemps de transferència en funció de la intensitat de la radiació. A causa de la xicotetasuperfície en què té lloc l’efecte fotoelèctric, el temps necessari perquè hi incidisca suficient energia com per a arrancar l’electróseria molt elevat.<br />T. QUÀNTICA. En originar-se l’efecte per la interacciód’unfotóamb un electró del metall, el temps de transferènciade l’energia depèn de la natura de la interacció, i que per ser de caràcteratòmic i tractar-se d’unainteracció entre duespartículesporta associats temps de l’ordre del ns (10–9 s).<br />Quan l’efecte es produeix, ho fa instantàniament, fins i tot per a baixes intensitats lluminoses, és a dir il·luminant amb fonts que aporten<br />poca energia per unitat de temps.<br />
  32. 32. FET EXPERIMENTAL<br />T. ONDULATORIA. L’energia associada a la llum incident depèn de la seua intensitat. Per tant, hauria d’haver una relació entre la intensitat de llum i l’energiacinèticadelselectronsemesos. Per a qualsevolfreqüència seria d’esperar l’emissió d’electrons, nomésésqüestiód’esperar el temps suficient.<br />T. QUÀNTICA. L’energia dels fotons incidents és directament proporcional a la freqüència de la radiació. En conseqüència és d’esperar que els electrons adquirisquenmajorenergiacinètica en augmentar la freqüència de la llumincident, ja que el fotó pot transferir més energia a l’electró.<br />Per sobre de la freqüència llindar, l’energia cinètica màxima de l’electró emés és independent de la intensitat de la llum incident, però depèn de la freqüència de la llumincident.<br />
  33. 33. De què depèn la freqüència llindar per originar l’efecte fotoelèctric?<br />La freqüència llindar a partir de la qual es produeix l’efecte fotoelèctricdepèn de la natura del metall.<br />L’energia mínima requerida perquè un electró puga escapar del metall, i superar així el pouenergètic, es denomina treballd’extracció (We) o funció de treball. El treballd’extraccióésdistint per a cada metall i determina el valor de la freqüènciallindar.<br />
  34. 34. El fonament de la interpretació quàntica<br />Des del punt de vista quàntic la situacióenergèticamés favorable és aquella en la qual un fotócedeix tota la seuaenergia a un electró del metall. L’electróproveït de l’energia del fotóescapa del metall, per a això requereix una quantitat d’energia (W).<br />
  35. 35. Quan es produeix l’efecte fotoelèctric?<br />
  36. 36. Com varia el corrent elèctric de la cèl·lula fotoelèctrica ?<br />Corba experimental<br />∆V = 0, els electrons s’alliberen sense l’acció de cap força elèctrica externa que els impulse.<br />∆V  0, sobre els electrons alliberats actua una força que els impulsa cap la placa col·lectora (positiva).<br />∆V 0, sobre els electrons alliberats actua una força que els atrau cap la placa emissora (positiva).<br />
  37. 37. INTERPRETACIÓ DE L’EFECTE FOTOELÈTRIC<br />
  38. 38. Problema d’aplicació<br />Conversió d’unitats<br />Obtenció de la freqüència<br />Relació de la longitud d’ona llindar<br />Anàlisiintraccióradiacióambmetall<br />3,424<br />5,16<br />580,5 nm<br />Longitud d’ona baixes<br />Longitud d’ona altes<br />λ↑ (fotons ↓ energia)<br />Longitud d’ona llindar<br />Situació límit<br />No origina efecte<br />600 nm<br />Produeix efecte<br />500 nm<br />
  39. 39. Com quantificar l’energia cinètica màxima del electrons emesos?<br />Predicció de la teoria quàntica:<br /> “Si la fórmula deduïdaés correcta, la representaciógràfica de ΔV0 (per simplicitat V0) en coordenadescartesianes en funció de la freqüència de la llumincident ha de ser una recta el pendent de la qual no depèn de la natura de la substància emissora”.<br />Invertir polaritat de la cèl·lula, a fi de frenar els electrons emesos.<br />Placa emissora : positiva<br />Placa receptora : negativa<br />2. Augmentar el valor de la diferencia de potencial, entre les plaques, fins aturar el corrent elèctric.<br />Segons la teoria quàntica<br />
  40. 40. Confirmació experimental<br />
  41. 41. Conclusió<br />“Vaig passar deu anys de la meua vida comprovantl’equació d’Einstein del 1905 (la de l’efecte fotoelèctric) i, contràriament a totes les meues expectatives, em vaig veure obligat, el 1915, a proclamar la seua indubtable verificació experimental malgrat com era de desenraonat, ja que semblava violar el que sabíem sobre la interaccióde la llum”.<br />Robert Mlilikan<br />Però, Millikan va canviar les seues ides?<br />
  42. 42. Càlcul de la longitud d’ona llindar<br />
  43. 43. Representació gràfica del potencial de frenat en funció de la freqüència<br />Obtenció del pendent<br />Interpretació quàntica<br />Freqüència llindar <br />
  44. 44. RESUM<br />Explicació del fenomen i com estudiar-lo.<br />factors que influeixen en el fenomen.<br />Explicació del fenomen.<br />
  45. 45.
  46. 46.
  47. 47. ACTIVITATS DE TREBALL<br />
  48. 48. EL CARÀCTER CORPUSCULAR DEL FOTÓ<br />Energia del fotó:<br />Comprovació: Efecte fotoelèctric.<br />Quantitat de moviment del fotó:<br />Comprovació: Efecte Compton.<br />
  49. 49. L’EFECTE COMPTON<br />Efecte experimental:<br />Compton va comprovar experimentalment que quan un feix de rajos X o rajos γ (radiaciómoltenergètica) incideix sobre substàncies com la parafina o el grafit, que contenen electrons feblement lligats, s’observa que a més de la radiació incident (λ), n’hi ha una altra que té una longitud d’ona (λ’) major que la inicial (radiació dispersada).<br />Llei experimental<br />
  50. 50. ANÀLISI DE L’EFECTE COMPTON<br />
  51. 51. INTERPRETACIÓ DEL FENOMEN<br />MODEL ONDULATORI<br />MODEL QUÀNTIC<br />??<br />
  52. 52. INTERPRETACIÓ: XOC ELÀSTIC ENTRE EL FOTÓ INCIDENT I L’ELECTRÓ<br />
  53. 53. XOC ELÀSTIC: FOTÓ - ELECTRÓ<br />CONSERVACIÓ DE L’ENERGIA<br />CONSERVACIÓ DE LA QUANTITAT DE MOVIMET<br />CONCLUSIÓ:<br />
  54. 54. ANÀLISI DE L’EFECTE COMPTON<br />
  55. 55. L’APLICACIÓ DE LA TEORIA QUÀNTICA AL MODEL ATÒMIC<br />MODEL DE BOHR<br />ANTECEDENTS<br />MODEL ATÒMIC DE RUTHERFORD<br />ESTUDI DE DELS ESPECTRES ATÒMICS<br />
  56. 56. FONAMENTS DE MODEL DE BOHR<br />3. Suposant que l’òrbita de l’electróés circular, el moment angular de l’electró que gira al voltant del nucliés un múltiple enter de h/2π:<br />4. La radiacióemesadurant la transició entre dos estatsestacionariséshomogènia, i la relació entre la freqüènciai l’energiaemesa és ΔE = h ν, on h és la constant de Planck.<br />1. L’energia radiada no s’emet (ni s’absorbeix) de la forma contínua que suposal’electrodinàmicaordinària, sinónomés quan els sistemes passen d’un estat estacionari a un altre.<br />2. En els estats estacionaris, l’equilibri dinàmic del sistema està regit per les lleis ordinàries de la mecànica, lleis que no són vàlides en les transicions entre els diferents estats estacionaris.<br />
  57. 57. CONSEQÜÈNCIES<br />QUANTITZACIÓ DELS RADIS DE LES ÒRBITES<br />QUANTITZACIÓ DE L’ENERGIA DE L’ÀTOM<br />
  58. 58. PROCÉS D’ABSORCIÓ - EMISSIÓ DE RADIACIÓ<br />Una possible transició<br />Diferents possibles transicions<br />absorció<br />emissió<br />Com calcular la longitud d’ona associada?<br />a) Calcular l’energia transferida:<br />∆E = E nivell final – E nivell inicial<br />Si ∆E  0 procés absorció<br />Si ∆E  0 procés d’emissió<br />b) Càlcul de la longitud d’ona<br />
  59. 59. EXPLICACIÓ DE L’ESPECTRE D’HIDROGEN<br />
  60. 60. 60<br />Límitsde les series<br />E=0<br />n=<br />n=6<br />n=5<br />n=4<br />n=3<br />Energía creciente<br />Nivells energètic de l'àtom d'hidrogen<br />n=2<br />n=1<br />Serie de Lyman<br />Serie de Balmer<br />Serie de Paschen<br />Serie de Brackett<br />ELS ESPECTRES DISCONTINUUS<br />L’equació experimental dels espectroscopistes permet mesurar l’energia de les transicions electròniques. L'energia que s’absorbeix o es desprèn quan un electró salta d’un nivell energètic a un altre del àtom.<br />RH=1,097.107 m-1<br />Els espectres atòmics són una proba de la quantització de la matèria<br />
  61. 61. CONCLUSIÓ: CARÀCTER DUAL DE LA LLUM<br />
  62. 62. L’EXTENSIÓ DEL CARÀCTER DUAL A LA MATÈRIA<br />
  63. 63. 63<br />Calcula la longitud d’ona de DeBroglie associada, a:<br /> a) Una persona de 70 kg que es mou a 2 m/s<br />b) Un electró de 9,1.10-31 kg de massa amb una rapidesa de 1000 m/s<br />Molt menuda en relació a la grandària d’una persona, la qual cosa, evidència que el comportament ondulatori no és significatiu.<br />Aplicació al càlcul de la longitud d’onda associada<br />a) Per a la persona<br />b) Per a el electró<br />Unes 130000 vegades major que el radi de la primera órbita de Böhr; en conseqüència per estudiar el comportament de l’electró, a l’àtom, es fonamental el seu caràcter ondulatori.<br />
  64. 64. NATURALEZA DUAL DE LA MATÈRIA<br />
  65. 65. CONFIRMACIÓ EXPERIMENTAL: DIFRACCIÓ DE PARTÍCULES<br />CONCLUSIÓ<br />
  66. 66. FONAMENTS DE LA FÍSICA QUÀNTICA<br />La discontinuïtat<br />Certes magnitudsfísiques, com l’energia, relacionadesambelssistemesatòmicsestan “quantitzades”. Això significa que noméspoden prendre valors que són múltiples d’una quantitat mínima indivisible. <br />La doble natura de l’electró<br />El comportament de l’electró en certsfenòmenss’explicasobre la base del model ondulatori, mentre que per a d’altres s’usa el model corpuscular, però mai no es manifesten comportaments en què es precisen simultàniament ambdós models.<br />
  67. 67. La indeterminació (principi d’indeterminació)<br />No es pot determinar simultàniamentambprecisió absoluta la posició i el moment lineal d’una partícula<br />
  68. 68. Explicació<br />
  69. 69. Conseqüències<br />El principid’indeterminació es refereix a la impossibilitat de mesurar al mateix temps amb exactitud dues magnituds d’acció (posició-quantitat de moviment, energia-temps) i és una conseqüència de la natura dual (ona-corpuscle) de la matèria, la qual cosa implica que no hi ha trajectòriesdefinides de partículessubatòmiques.<br />Les relacions d'indeterminació permeten saber quan cal el tractament quàntic d’un sistema i quan n’hi ha prou amb el tractament<br />clàssic.<br />En efecte, triem dues magnituds rellevants, f i g, del sistema el producte del qual tinga les unitats de la constant de Planck (Js) i apliquem la regla següent:<br />
  70. 70.
  71. 71. 71<br />LA INTERPRETACIÓ DE COPENHAGUE<br />Microscopis d’efecte túnel<br />Niels Böhr<br />El làser<br />Qualsevol teoria sobre el comportament de les entitats quàntiques ha d’establir ELS MATEIXOS RESULTATS que la física clàssica quan s’apliquen a sistemes macroscòpics<br /> Els efectes ondulatoris sols es manifesten en partícules de massa molt menuda (partícules subatòmiques) i no és observable en partícules de massa gran.<br /> El comportament de la matèria atòmica es pot interpretar, algunes vegades, mitjançant la teoria corpuscular, y d’altres, a partir de la teoria ondulatòria, en funció de l’experiment utilitzat per observar-la.<br />“no podem saber com és realment la natura, només podem conèixer com se’ns manifesta quan formem part d’un experiment”<br />Cal aplicar el principi de complementarietat per interpretar el món quàntic:les idees de corpuscle i d’ona són complementàries i no es manifesten mai simultàniament.<br />Aplicacions tecnològiques fonamentades en la física quàntica<br /> Fonamentat en el caràcter quàntic de partícules subatòmiques, com l’electró, permet ampliar l’OBSERVACIÓ de la matèria, fins i tot, a escala atòmica.<br /> La mecànica quàntica permet el desenvolupament d’una de les branques amb més expectatives: la nanotecnologia<br /> Es fonamenta en la existència de nivells energètics quantificats en l’estructura atòmica.<br />
  72. 72. APLICACIONS DE LA MECÀNICA QUÀNTICA<br />EL LÀSER<br />Light Amplification by Stimulated Emision of Radiation.<br />EL MICROSCOPI ELÈCTRONIC<br />
  73. 73.
  74. 74. LA PARADOXA DEL GAT DE SCHRÖNDINGER<br />
  75. 75. La repercussió social de la mecànica quàntica<br />

×