Teoria cuantica y estructura atomica

TEORIA CUANTICA Y ESTRUCTURA ATOMICA

*ING. EN SISTEMAS COMPUTACIONALES

2.1 Base experimental de la Teoría cuántica

Es un marco teórico que aplica los principios de la mecánica cuántica a los sistemas clásicos de campos continuos, como por ejemplo el campo electromagnético. De este modo puede describirse la evolución e interacciones de sistemas de muchos cuerpos.
Su principalaplicación es a la física de altas energías, donde se combina con los postulados de la relatividad especial. En ese régimen es capaz de acomodar todas las especies de partículas subatómicas y sus interacciones, así como de realizar predicciones genéricas muy importantes: la relación entre spin y estadística, la conservación de la simetría CPT, la existencia de antimateria, etc. Además en físicade la materia condensada desempeña un papel muy importante, utilizándose para explicar fenomenos como la superconductividad.

2.1.1 Radiación del cuerpo negro y Teoría de Planck
Un cuerpo negro es un objeto teórico o ideal que absorbe toda la luz y toda la energía radiante que incide sobre él. Nada de la radiación incidente se refleja o pasa a través del cuerpo negro. A pesar de su nombre, elcuerpo negro emite luz y constituye un modelo ideal físico para el estudio de la emisión de radiación electromagnética. El nombre Cuerpo negro fue introducido por Gustav Kirchhoff en 1862. La luz emitida por un cuerpo negro se denomina radiación de cuerpo negro.
Todo cuerpo emite energía en forma de ondas electromagnéticas, siendo esta radiación, que se emite incluso en el vacío, tanto más intensacuando más elevada es la temperatura del emisor. La energía radiante emitida por un cuerpo a temperatura ambiente es escasa y corresponde a longitudes de onda superiores a las de la luz visible
La intensidad de la radiación emitida por un cuerpo negro con una temperatura T viene dada por la ley de Planck:
[pic]
Donde [pic]es la cantidad de energía por unidad de área, unidad de tiempo y unidadde ángulo sólido emitida en el rango de frecuencias entre [pic]y [pic].

2.1.2 Efecto fotoeléctrico
El efecto fotoeléctrico consiste en la emisión de electrones por un material cuando se le ilumina con radiación electromagnética (luz visible o ultravioleta, en general). A veces se incluyen en el término otros tipos de interacción entre la luz y la materia.
El efecto fotoeléctrico fuedescubierto 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 cuantos de Max Planck. Más tarde Robert Andrews Millikan pasó diez años experimentando para demostrar que la teoría de Einstein no era correcta, para finalmente concluir que sí lo era. Eso permitió queEinstein y Millikan compartiesen el premio Nobel en 1921 y 1923 respectivamente.
2.1.3 Espectros de emisión y series espectrales
Los espectros de emisión son también llamados espectros de líneas luminosas. El espectro de emisión se obtiene suministrando a una muestra de material energía térmica o alguna otro forma de energía ( como una descarga eléctrica de alto voltaje, si la sustancia esgaseosa).o una barra de hierro al “rojo caliente” o “blanco caliente” recién removida de una fuente de alta temperatura la cual brilla de una manera característica.
Un ejemplo de ello son las líneas que pueden registrarse en fotografías, para calcular la longitud de onda luminosa. De manera similar, puede hacerse que un haz de luz luminosa (que contenga distribución continua de longitudes de onda)atraviese un gas y analice el haz que emerge y se pueden observar que únicamente ciertas longitudes de onda son absorbidas.
2.2 Teoria atomica de Bohr

Para explicar la estructura del átomo, el físico danés Niels Bohr desarrolló en 1913 una hipótesis conocida como teoría atómica de Bohr. Bohr supuso que los electrones están dispuestos en capas definidas, o niveles cuánticos, a una distancia...