Encuentra informacion sobre la teoria cuantica de los cuerpos negros, sus caracteristicas y tipos.

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1.2 BASE EXPERIMENTAL DE LA TEORIA
CUANTICA

2. TEORIA ONDULATORIA DE LA LUZ
• La luz es la parte de la radiación electromagnética que puede ser
percibida por el ojo humano.
• En física, el término luz es considerado como parte del campo de las
radiaciones conocido como espectro electromagnético, mientras que
la expresión luz visible señala específicamente la radiación en el
espectro visible.
• La luz, está formada por partículas elementales desprovistas de masa
denominadas fotones, cuyas propiedades de acuerdo con la dualidad
onda-partícula explican las características de su comportamiento
físico.

3. • Se ha demostrado teórica y experimentalmente que la luz tiene una
velocidad finita.
• La primera medición con éxito fue hecha por el astrónomo danés Ole
Roemer en 1676 y desde entonces numerosos experimentos han
mejorado la precisión con la que se conoce el dato. Actualmente el
valor exacto aceptado para la velocidad de la luz en el vacío es de 299
792 458 m/s.4​
• La velocidad de la luz al propagarse a través de la materia es menor
que a través del vacío y depende de las propiedades dieléctricas del
medio y de la energía de la luz. La relación entre la velocidad de la luz
en el vacío y en un medio se denomina índice de refracción del
medio: n=c/v

4. • Esta teoría, desarrollada por Christiaan Huygens, considera que la luz
es una onda electromagnética
• Consistente en un campo eléctrico que varía en el tiempo generando
a su vez un campo magnético y viceversa, ya que los campos
eléctricos variables generan campos magnéticos (ley de Ampère) y los
campos magnéticos variables generan campos eléctricos (ley de
Faraday).
• De esta forma, la onda se autopropaga indefinidamente a través del
espacio, con campos magnéticos y eléctricos generándose
continuamente.
• Estas ondas electromagnéticas son sinusoidales, con los campos
eléctrico y magnético perpendiculares entre sí y respecto a la
dirección de propagación.

5. Para poder describir una onda electromagnética podemos utilizar los parámetros habituales de cualquier onda:
Amplitud (A): Es la longitud máxima respecto a la posición de equilibrio que alcanza la onda en su
desplazamiento.
Periodo (T): Es el tiempo necesario para el paso de dos máximos o mínimos sucesivos por un punto fijo en el
espacio.
Frecuencia (ν): Número de oscilaciones del campo por unidad de tiempo. Es una cantidad inversa al periodo.
Longitud de onda (λ): Es la distancia lineal entre dos puntos equivalentes de ondas sucesivas.
Velocidad de propagación (V): Es la distancia que recorre la onda en una unidad de tiempo. En el caso de la
velocidad de propagación de la luz en el vacío, se representa con la letra c.
La velocidad, la frecuencia, el periodo y la longitud de onda están relacionadas por las siguientes ecuaciones:
c = l V = l
T

6. TEORÍA CUÁNTICA
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ANTECEDENTES
• Inicia en el periodo XVIII y XIX.
• La nueva era comienza en el siglo XIX, con Max Planck.
• Radiación emitida por solidos calentados a diferentes temperaturas

7. TEORÍA CUÁNTICA
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• Es una teoría física basada en la utilización del concepto de unidad
cuántica para describir las propiedades dinámicas de las partículas sub
atómicas y las interacciones entre la materia y la radiación

8. DEFINICIONES
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• CUANTOS: emisión de energía en cantidades pequeñas y discretas.
• ONDA: alteración vibracional mediante el cual se transmite energía.
• LONGITUD DE LA ONDA (l) es la distancia entre dos puntos iguales de ondas
sucesivas.
• FRECUANCIA (n) el numero de ondas que pasan por un punto particular en un
segundo.
• AMPLITUD: la distancia vertical de la línea media de una onda a su cresta.
• RADIACIÓN ELECTROMAGNÉTICA: la emisión y transmisión de forma de
ondas electromagnéticas. (3.00 x 108 m)
• VELOCIDAD (u, o, c): es el producto de su longitud y frecuencia: u= l n

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Componente de
campo eléctrico
Componente de
campo magnético

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11. TEORÍA CUÁNTICA DE PLANCK
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• Los átomos y las moléculas emitían (o absorbían) energía sólo en
cantidades discretas.
• A la mínima cantidad de energía que se podía emitir (o absorber) en forma
de radiación electromagnética, Planck la llamo Cuanto.
• E= hn
h = la constante de Planck de 6.63 x 10-34J.s
n Frecuencia de Radiación
E= h c/ l

12. TEORÍA CUÁNTICA DE PLANCK
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• La ley lleva el nombre de Max Planck, quien la propuso originalmente en
1900. Se trata de un resultado pionero de la física moderna y la teoría
cuántica.
• La ley de Planck describe la radiación electromagnética emitida por
un cuerpo negro en equilibrio térmico en una temperatura definida.

13. CUERPO NEGRO
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14. CUERPO NEGRO
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• Un Cuerpo Negro es aquél que absorbe toda la radiación electromagnética
que recibe y emiten todas las frecuencias.
• Cuando el cuerpo está caliente emite radiación electromagnética.
• Teoría de Max Planck (1900) fue primer éxito de la Mecánica Cuántica.

15. Propiedades de la superficie de un cuerpo negro
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• Sobre la superficie de un cuerpo incide constantemente energía radiante,
tanto desde el interior como desde el exterior.
• La que incide desde el exterior procede de los objetos que rodean al
cuerpo.
• Cuando la energía radiante incide sobre la superficie una parte se refleja y
la otra parte se transmite

16. Propiedades de la superficie de un cuerpo negro
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17. Propiedades de la superficie de un cuerpo negro
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La superficie de un cuerpo negro es un
caso límite, en el que toda la energía
incidente desde el exterior es
absorbida, y toda la energía incidente
desde el interior es emitida.

18. Propiedades de la superficie de un cuerpo negro
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Sin embargo, un cuerpo negro se puede sustituir con
gran aproximación por una cavidad con una pequeña
abertura. La energía radiante incidente a través de la
abertura, es absorbida por las paredes en múltiples
reflexiones y solamente una mínima proporción
escapa (se refleja) a través de la abertura. Podemos
por tanto decir, que toda la energía incidente es
absorbida.

19. MAX PLANCK sugirió
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• La radiación dentro de la cavidad está en equilibrio con los átomos de las
paredes que se comportan como osciladores armónicos de frecuencia
dada f .
• Cada oscilador puede absorber o emitir energía de la radiación en una
cantidad proporcional a f. Cuando un oscilador absorbe o emite radiación
electromagnética, su energía aumenta o disminuye en una cantidad hf .

20. LEY DE DEZPLAZAMIENTO DE WIEN
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• Es una ley de la física que establece que hay una relación inversa entre la
longitud de onda en la que se produce el pico de emisión de un cuerpo
negro y su temperatura. Matemáticamente, la ley es:
l max = 0.0028976m.K /T

21. LA LEY DE STEFAN-BOLTZMANN
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• Establece que un cuerpo negro emite radiación térmica con una
potencia emisiva hemisférica total (W/m2) proporcional a la cuarta
potencia de su temperatura
W= s ·T4, con s =5.670·10-8 (Wm-2K-4)

22. EFECTO FOTOELECTRICO
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El efecto fotoeléctrico consiste en la emisión de electrones por un material cuando se lo ilumina con radiación
electromagnética (luz visible o ultravioleta, en general).
A veces se incluye en el término efecto fotoeléctrico otro dos tipos de interacción entre la luz y la materia:
Fotoconductividad.
Es el aumento de la conductividad eléctrica de la materia o en diodos provocada por la luz. Descubierta por
Willoughby Smith en el selenio hacia la mitad del siglo 19.
Efecto fotovoltaico.
Transformación parcial de la energía luminosa en energía eléctrica. La primera célula solar fue fabricada por
Charles Fritts en 1884. Estaba formada por selenio recubierto de una fina capa de oro.

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El efecto fotoeléctrico fue descubierto y descrito por Heinrich Hertz en 1887.
La explicación teórica solo fue hecha por Albert Einstein en 1905 quien basó
su formulación de la fotoelectricidad en una extensión del trabajo sobre los
quantos de Max Planck. Más tarde Robert Andrews Millikan pasó diez años a
hacer experiencias para demostrar que la teoría de Einstein no era correcta...
y demostró que sí lo era. Eso permitió que Einstein y él compartiesen el
premio Nobel en 1923.

24. GRACIAS!!!
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