Fisica Cuantica

LA TEORÍA CUÁNTICA
 
La teoría cuántica, es una teoría física basada en la utilización del concepto de unidad cuántica para describir las propiedades dinámicas de las partículas subatómicas y las interacciones entre la materia y la radiación. Las bases de la teoría fueron sentadas por el físico alemán Max Planck, que en 1900 postuló que la materia sólo puede emitir o absorber energía enpequeñas unidades discretas llamadas cuantos. Otra contribución fundamental al desarrollo de la teoría fue el principio de incertidumbre, formulado por el físico alemán Werner Heisenberg en 1927, y que afirma que no es posible especificar con exactitud simultáneamente la posición y el momento lineal de una partícula subatómica.
(Video física cuántica) <http://www.youtube.com/watch?v=f0uBs4wJpFU>EFECTO FOTOELÉCTRICO
(Aportaciones de Einstein)
Los siguientes avances importantes en la teoría cuántica se debieron a Albert Einstein, que empleó el concepto del cuanto introducido por Planck para explicar determinadas propiedades del efecto fotoeléctrico, un fenómeno experimental en el que una superficie metálica emite electrones cuando incide sobre ella una radiación.
Según la teoríaclásica, la energía de los electrones emitidos —medida por la tensión eléctrica que generan— debería ser proporcional a la intensidad de la radiación. Sin embargo, se comprobó que esta energía era independiente de la intensidad —que sólo determinaba el número de electrones emitidos— y dependía exclusivamente de la frecuencia de la radiación.
<<Cuanto mayor es la frecuencia de la radiaciónincidente, mayor es la energía de los electrones>>
Einstein explicó estos fenómenos suponiendo que un único cuanto de energía radiante expulsa un único electrón del metal. La energía del cuanto es proporcional a la frecuencia, por lo que la energía del electrón depende de la frecuencia.
Einstein aplica el principio de conservación de la energía  al efecto fotoeléctrico:
Energía incidente=Energía de extracción + Energía cinética
Ei = W0+Ec
h·n = h·n0 + ½  m·v2
La primera animación corresponde a un montaje en el que la radiación incide sobre un cátodo y libera electrones que llegan a la otra placa (ánodo)
IMAGEN GIF “FE”
IMAGEN GIF “FE”

(Video del fotoeléctrico)http://www.youtube.com/watch?v=DSEKwLDq3ug
EFECTO COMPTON
En el efecto Compton se aplican las leyes de conservación delmomento lineal y de la energía,  al choque de un fotón con un electrón aislado para obtener la variación de la longitud de onda del fotón en función del ángulo de dispersión.
El efecto Compton estudia la variación de la longitud de onda de los rayos X , explica la dispersión de los Rayos X como un choque de un fotón de momento lineal inicial h/l  con un electrón libre. Se dispersan fotonesmediante electrones y se relaciona el momento lineal del fotón dispersado y el momento lineal del fotón inicial, con la masa del electrón y el ángulo de dispersión.
Cuando se analiza la radiación electromagnética que ha pasado por una región en la que hay electrones libres, se observa que además de la radiación incidente, hay otra de frecuencia menor. La frecuencia o la longitud de onda de la radiacióndispersada depende de la dirección de la dispersión.
Sea l la longitud de onda de la radiación incidente, y l’ la longitud de onda de la radiación dispersada. Compton encontró que la diferencia entre ambas longitudes de onda estaba determinada únicamente por el ángulo q de dispersión, del siguiente modo

donde lc es una constante que vale 2.4262 10-12 m
 Llegamos entonces a la conclusión deque podemos explicar la dispersión de la radiación electromagnética por los electrones libres como una colisión elástica entre un fotón y un electrón en reposo en el sistema de referencia del observador. A partir de las ecuaciones de conservación del momento lineal y de la energía, llegamos a la ecuación que nos relaciona la longitud de onda de la radiación incidente l con la longitud de onda...