Fisica cuantica

FISICA CUANTICA

Radiaciones de los cuerpos negros
Cuando un cuerpo es calentado emite radiación electromagnética en un amplio rango de frecuencias. El cuerpo negro es aquel que absorbe toda la radiación que llega a él sin reflejarla, de tal forma que sólo emite la correspondiente a su temperatura.
A fines del siglo XIX fue posible medir la radiación de un cuerpo negro con muchaprecisión. La intensidad de esta radiación puede en principio ser calculada utilizando las leyes del electromagnetismo. El problema de principios del siglo XX consistía en que si bien el espectro teórico y los resultados experimentales coincidían para bajas frecuencias (infrarrojo), estos diferían radicalmente a altas frecuencias. Quien logró explicar este fenómeno fue Max Planck, en 1900, que debiópara ello sacrificar los conceptos básicos de la concepción ondulatoria de la radiación electromagnética. Para resolver la catástrofe era necesario aceptar que la radiación no es emitida de manera continua sino en cuantos de energía discreta, a los que llamamos fotones.

Efecto Fotoeléctrico:
Consiste en la emisión de electrones por un material cuando se hace incidir sobre la radiaciónelectromagnética (luz visible o ultravioleta, en general). A veces se incluyen en el término otros 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 siglo XIX.
• Efecto fotovoltaico: transformación parcial de la energía luminosa en energía eléctrica. Laprimera célula solar fue fabricada por Charles Fritts en 1884. Estaba formada por selenio recubierto de una fina capa de oro.

La explicación teórica fue hecha por Albert Einstein, basando su formulación de la fotoelectricidad en una extensión del trabajo sobre los cuantos de Max Planck. Más tarde Robert Andrews Millikan pasó diez años experimentando para demostrar que la teoría de Einstein no eracorrecta, para finalmente concluir que sí lo era. Eso permitió que Einstein y Millikan fueran condecorados con premios Nobel en 1921 y 1923, respectivamente.

Fotones:
Es la partícula elemental responsable de las manifestaciones cuánticas del fenómeno electromagnético. Es la partícula portadora de todas las formas de radiación electromagnética, incluyendo a los rayos gamma, los rayos X, la luzultravioleta, la luz visible (espectro electromagnético), la luz infrarroja, las microondas, y las ondas de radio. El fotón tiene una masa invariante cero, y viaja en el vacío con una velocidad constante c. Como todos los cuantos, el fotón presenta tanto propiedades corpusculares como ondulatorias ("dualidad onda-corpúsculo"). Se comporta como una onda en fenómenos como la refracción que tienelugar en una lente, o en la cancelación por interferencia destructiva de ondas reflejadas; sin embargo, se comporta como una partícula cuando interacciona con la materia para transferir una cantidad fija de energía, que viene dada por la expresión.

Donde h es la constante de Planck, c es la velocidad de la luz, y λ es la longitud de onda. Para la luz visible, la energía portada por un fotón es dealrededor de 4×10–19 joules; esta energía es suficiente para excitar un ojo y dar lugar a la visión.
Además de energía, los fotones llevan también asociada una cantidad de movimiento o momento lineal, y tienen una polarización. Un fotón puede considerarse como un mediador para cualquier tipo de interacción electromagnética

Cuantificación de la Energía
La energía radiante no se considera comouna función continua que pueda adoptar cualquier valor, sino que se supone formada por la suma de cuantos o unidades de energía de carácter paramétrico.
Max Plank supuso el cuanto (e) como una magnitud función de la frecuencia (y) de la radiación. Esta magnitud está relacionada por el factor de proporcionalidad (h), conocido como constante de Plank, de tal modo que este concepto que había sido...