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Teoría cuántica y la estructura electrónica de los átomos.

Ondas: Definición y propiedades

Una onda es una perturbación que se propaga desde el punto donde se produjo hacia el medio que rodea ese punto, transportando energía. En general las ondas necesitan un medio elástico para propagarse, excepto el caso de las ondas electromagnéticas que se propagan en el vacío.

Esta perturbación esa menudo periódica, y sobre todo, oscilatoria; por lo cual no implica el transporte de materia.

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Las propiedades características de la onda son su longitud y altura, así como el número de ondas que pasan por un determinado punto en un segundo

La longitud de onda (λ) es la distancia entre puntos iguales de ondas sucesivas. La frecuencia, (ν) es el número de ondas que pasan por unpunto particular en un segundo. La amplitud (A) es la distancia vertical de la línea media a la cresta o al valle de la onda.
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En la figura vemos que a mayor longitud de onda, menor es la frecuencia (número de ondas por segundo)
La velocidad es otra de las propiedades importantes de una onda, que depende del tipo de onda y del medio en el cual viaja. La velocidad de una onda es elproducto de su longitud de onda por su frecuencia:

V = λ* ν [1]

Radiación Electromagnética

Un tipo importante de ondas son las ondas electromagnéticas. En 1873 James Maxwell propuso que la luz visible se compone de ondas electromagnéticas. Este tipo de ondas tiene un componente eléctrico y otro componente magnético, de igual longitud de onda y frecuencia pero que viajan en planosperpendiculares entre sí.
Con sus ecuaciones, Maxwell describió como puede propagarse la energía en forma de radiación a través del espacio como una vibración de campos magnético y eléctrico, lo cual proporciona una descripción matemática del comportamiento de la luz.
Las ondas electromagnéticas viajan a una velocidad de 3 x 108 metros por segundo, comúnmente llamada la velocidad de la luz, y se expresapor el término c.
El espectro electromagnético abarca una variedad de ondas inmensa, de las cuales la luz visible solamente forma una pequeña parte. A menor longitud de onda, mayor es la energía que transportan, así es el caso de los rayos gamma, mientras que para longitudes de onda mayores, la energía es menor, como en los casos de la radio FM, TV y VHF.

Teoría cuántica de Planck
A finesdel siglo XIX, se demostró que cantidad de energía radiante que emitía un objeto (como un sólido calentado) a una cierta temperatura dependía de su longitud de onda. Sin embargo la explicación de esta dependencia no era satisfactoria, y los modelos creados no cubrían todo el espectro electromagnético.
Planck resolvió el problema con una suposición que se apartaba de todo lo conocido en la físicade entonces. La física clásica sostenía que los átomos y moléculas absorbían y emitían cualquier cantidad arbitraria de energía radiante. En cambio Planck sostenía que la cantidad de energía era múltiplo de cierta cantidad fundamental, o cuanto. La energía E de un cuanto de energía está dado por la ecuación:

E = h * ν [2]

Donde h es la constante de Planck, que tiene un valor de 6.63x 10-34 J*s y ν es la frecuencia de la radiación.

El efecto fotoeléctrico
En 1905, Albert Einstein utilizó la teoría de Planck para resolver otro misterio de la física: el efecto fotoeléctrico.
Se conocía que cuando se hace incidir sobre la superficie de ciertos metales luz de una determinada frecuencia mínima (denominada frecuencia umbral), el metal emite electrones. El número deelectrones liberados es proporcional a la intensidad de la luz, pero no la energía de estos electrones (con la intensidad aumenta el número pero no su energía).
La teoría establecida de la luz no podía explicar este fenómeno. Si bien las ondas pueden “arrancar” teóricamente los electrones de los átomos (de una forma similar a como una ola puede llevarse objetos de la playa), este proceso demandaría un...