El documento describe la crisis de la física clásica a principios del siglo XX debido a que varias de sus suposiciones básicas como un universo estático e invariable en el tiempo fueron refutadas por nuevos descubrimientos. Esto llevó a Albert Einstein a formular la teoría de la relatividad y al desarrollo de la física cuántica. Se explican fenómenos como el efecto fotoeléctrico y la cuantización de la energía que marcaron el fin de la física clásica.

1. MARCO ANTONIO DE LA LUZ VILLEDA
WENDY VARGAS SALDAÑA
HÉCTOR MIGUEL RODRÍGUEZ
MERCEDES REYES PAREDES
DAVID MENDOZA TORNES
Cuantizacion de la
materia y la energía

2. La crisis de la Física
Clásica
 A comienzos del siglo XX, comprendíamos el
funcionamiento de la naturaleza a las escalas de
la física clásica.
 Todo comienza con una “Breve historia de la
relatividad”, en la que habla de Albert Einstein
.Deseo de la humanidad por hallar la Teoría del
Todo.
 A finales del siglo XIX fueron cada vez más
evidentes los errores que ensombrecían la Física
Clásica.

3.  Suposiciones básicas de la física clásica que se
falsearon:
 1. El universo es invariable con respecto al tiempo,
es decir, estático.
 2. El tiempo y el espacio son dos cosas que no se
encuentran intrínsecamente relacionadas la una con
la otra.
 3. El universo es infinitamente viejo y no tendrá fin.
 4. El tiempo es único e invariable en todo el
universo.
 Está relacionada con la imposibilidad de detectar un
sistema de referencia en reposo absoluto

4. Esto daba lugar a la teoría de la relatividad y a
varios problemas
 La emisión y absorción de ondas electromagnéticas
 El efecto fotoeléctrico
 Liberación de electrones por superficies iluminadas
 Los espectros discontinuos de los gases
 La interpretación de los espectros continuos
emitidos por sólidos y líquidos incandescentes.
 Estos problemas originaron la crisis de la Física
clásica, marcando sus límites de validez, y pusieron
en evidencia la necesidad de profundos cambios en
ella.
 En los primeros años del siglo XX todas las
suposiciones fueron refutadas con pruebas
evidentes que la física tuvo que verse sometida a un
cambio dramático.

5.  Dado todo esto, Einstein formulo la teoría de la
relatividad
 Propuso una serie de ideas sobre la naturaleza
 Descubrió la formula entre masa y energía: E=mc2
 Esta fórmula predijo las bombas nucleares y dio
paso al Proyecto Manhattan.
 La Física puede ser tan constructiva o destructiva
según el hombre lo desee.
 La teoría de la relatividad general desmintió
entonces las bases de la Física Clásica.
 Einstein fue una pieza clave para Física dando un
gran empujón a la humanidad y pronto se vio un
replanteamiento global naciendo un nuevo marco
teórico conceptual que conocemos como: Física
Cuántica.

6. EFECTO FOTOELÉCTRICO
Y CUANTIZACIÓN DE LA
ENERGÍA

7. Efecto Fotoeléctrico
 Albert Einstein se le atribuye este
descubrimiento
 Partió de la hipótesis:
 un rayo de luz es en realidad un torrente
de partículas y dedujo que cada una de
estas partículas que ahora se conocen
como fotones que tiene una energía «E»
de acuerdo con la ecuación E=h v basado
en la teoría de plank

8. El efecto fotoeléctrico
consiste en la emisión
de electrones cuando
incide la luz sobre la
superficie de este
Los electrones se
mantienen unidos al
metal por fuerzas de
atracción

9.  La luz que se la da o incide al cátodo de una
fotocelda induce la emisión de electrones, los
electrones adquieren energía cinética y son
capturados por el ánodo produciendo
corriente eléctrica

10. Características del efecto
fotoeléctrico
1. Existe una frecuencia umbral ( frecuencia con la que se
despiden los electrones) por debajo de la cual no se
emiten electrones de la superficie , la corriente en el
circuito es igual a cero, si el cátodo es iluminado con luz
cuya frecuencia es inferior a un valor umbral NO SE
PRODUCE EFECTO FOTO ELECTRICO.
2. Cuando la frecuencia de la luz incidente es mayor que el
valor umbral, los electrones emitidos presentan una
distribución de energía cinética y la transforman en
energía potencial eléctrica
3. El valor de la energía cinética máxima depende en
forma lineal de la frecuencia de la radiación incidente

12. Cuantización de la energía
 significa que la energía de los electrones en el
átomo está restringida a determinados valores
característicos. Es decir, la energía toma valores
discretos y no continuos.

13.  Planck postuló que la emisión de radiación
electromagnética se produce en forma de "paquetes" o
"cuantos" de energía (fotones). Esto significa que la
radiación no es continua, es decir, los átomos no
pueden absorber o emitir cualquier valor de energía,
sino sólo unos valores concretos. La energía
correspondiente a cada uno de los "cuantos" se obtiene
multiplicando su frecuencia, ν, por la cte de Plank, h
(h=6,626·10-34 Julios · segundo).
 E = h · ν

14. ESPECTROS DE EMISIÓN
Y ABSORCIÓN DE GASES

15. Espectro de Emisión
 Cuando un elemento en estado gaseoso a baja
presión es sometido a una elevada diferencia de
potencial, emite luz. Dicha luz esta formada por
diversas longitudes de onda, que pueden ser
separadas utilizando un prisma o una red de
difracción.
 Las distintas longitudes de onda se observaran
como líneas luminosas sobre un fondo obscuro.
Este conjunto de líneas constituye el espectro de
emisión, que es característico de cada elemento.

16.  En el espectro de emisión: el elemento emite su
propia luz dejando un espacio grande en negro
dependiendo de cual sea el elemento y su longitud
de onda
 A diferencia el espectro de absorción es
básicamente el opuesto del emisor ya que en este el
elemento absorbe la luz mediante la onda de
frecuencia que se acople a el, y las rayas en negro
son diferentes longitudes de onda.
 Se puede decir que en el espectro de emisión la luz
de color es la radiación electromagnética que emite
el elemento y en el de absorción las rayas negras son
la radiación electromagnética que absorbe el
elemento dentro de un rango de frecuencias.

17.  Estos espectros no pueden llegar a ser iguales ya
que cada elemento esta compuesto de diferente
forma lo cual crea que sus espectros tanto de
emisión como de absorción sean únicos.
 Por lo mismo se puede utilizar los espectros
(especialmente el espectro de absorción) para
identificar los elementos que componen algunas
muestras (líquidos o gases) o también pueden
ser utilizados para determinar la estructura de
componentes orgánicos.

18. Ejemplos de espectro de
emisión y absorción

19. Absorción de Gases
 La absorción de gases : operación de transferencia
cuyo objetivo es separar uno o mas componentes
(el soluto) de una fase gaseosa por medio de una
fase liquida, en la que los componentes a eliminar
son solubles.
 En pocas palabras es uno o varios solutos que se
absorben de la fase gaseosa y pasan a la liquida.

20.  Equipos en los que se produce la
absorción/desorción de gases
 Columnas de platos
 Columnas de relleno

21. Flujo en contracorriente
Una de las técnicas mas utilizadas
para la absorción de gases es el
flujo contracorriente.
En este proceso el gas al ser la fase
menos densa ingreso por fondo,
asciende por la columna y sale por
el tope.
Por el contrario el liquido por ser
mas denso ingresa por el tope,
desciende se pone en contacto con
el gas y sale por el fondo. Esta
acción crea que el gas sea
absorbido por el liquido lo cual
reduce el soluto existente en el gas.

22. Columnas de Relleno
 Cuerpos de relleno:
a) Montura de Berl
b) Montura de Intalox
c) Anillo Raschig
d) Anillo Pall

23.  En la eliminación de amoniaco a partir de una
mezcla de amoniaco y aire por medio de agua
liquida. Posteriormente se recupera el soluto del
liquido por destilación u otra técnica y el liquido
absorbente se puede desechar o reutilizar.
 A ves un soluto se recupera de un liquido poniendo
este en contacto con un gas inerte. Tal operación
que es inversa de la absorción, recibe el nombre de
desorción de gases o desabsorcion.
Ejemplo

24. Otros Equipos de Absorción

25. Ejemplo
 Primero se produce una mezcla de gas bruto a base de CO2 y aire.
 Un compresor transporta la mezcla de gases a la parte inferior de
la columna de relleno. En la columna tiene lugar la separación de
una parte del CO2 en flujo en contracorriente con el disolvente.
Como disolvente se emplea agua.
 El CO2 es absorbido por el agua que baja por la columna. El agua
se acumula en un depósito colector. Para separar el CO2
absorbido en el agua, la disolución se transporta desde el
depósito colector hasta un depósito vacío.
 El banco de ensayos dispone de puntos de toma de muestras para
extraer muestras de gas y líquido respectivamente, lo que
permite evaluar el resultado de la separación.