Teoria del quantum y efecto foto electrico
Páginas: 7 (1569 palabras)
Publicado: 3 de febrero de 2010
TEORÍA DEL QUANTUM
Es posible que las partículas subatómicas atraviesen un medio transparente determinado a mayor velocidad que la luz (si bien no mayor que la luz en el vacío.) Cuando las partículas se trasladan así a través de un medio, dejan una estela de luz azulada tal como el avión viajando a velocidades supersónicas deja un rastro sonoro. La existencia de tal radiación fue descubierta,en 1934, por el físico ruso Paul Alexeievich Cherenkov (se le suele llamar también Cerenkov); Se han ideado detectores de partículas que captan la "radiación Cerenkov"; estos "contadores Cerenkov" son útiles, en especial, para estudiar las partículas rápidas, tales como las constitutivas de los rayos cósmicos.
La inocente pregunta que desencadenó un conflicto se relacionó con la radiaciónemitida por la materia bajo la acción del calor. (Aunque dicha radiación suele aparecer en forma de luz, los físicos denominan el problema "radiación de cuerpos negros". Esto significa que ellos piensan en un cuerpo ideal capaz tanto de absorber como de irradiar perfectamente la luz, es decir, sin reflejarla, como lo haría un cuerpo negro.) El físico austriaco Josef Stefan demostró, en 1879, que laradiación total emitida por un cuerpo dependía sólo de su temperatura (no de su sustancia), y que en circunstancias ideales la radiación era proporcional a la cuarta potencia de la temperatura absoluta: por ejemplo, si se duplica la temperatura absoluta, su radiación total aumentará dieciséis veces (ley de Stefan)
También se supo que al elevarse la temperatura, la radiación predominante derivabahacia longitudes de onda más cortas. Por ejemplo, si se calienta un bloque de acero, empieza a irradiar principalmente los rayos infrarrojos invisibles, luego emite una luz roja apagada, a continuación roja brillante, seguidamente anaranjada, amarillenta, y por último, si se logra evitar de algún modo su vaporización en ese instante, blanca azulada.
En 1893, el físico alemán Wilhelm Wien ideóuna teoría sobre la distribución de energía en la radiación de los cuerpos negros, es decir, la cantidad de energía en cada área delimitada por una longitud de onda. Brindó una fórmula que describía concisamente la distribución de energía en la zona violada del espectro, pero no en la roja. Por otra parte, los físicos ingleses Lord Rayleigh y James Jeans elaboraron una ecuación que describía ladistribución en la zona roja del espectro pero fallaba totalmente en la zona violeta. Recapitulando: las mejores teorías disponibles sólo pudieron explicar una mitad de la radiación o la otra, pero no ambas al mismo tiempo.
El físico alemán Max Karl Ernst Ludwig Planck solventó el problema. Descubrió que para hacer concordar tales ecuaciones con los hechos era preciso introducir una noción inédita.Adujo que la radiación se componía de pequeñas unidades o paquetes, tal como la materia estaba constituida por átomos. Denominó "cuanto" o quantum a la unidad de radiación (palabra latina que significa "¿cuánto?") Planck alegó que la radiación absorbida sólo podía ser un número entero de cuantos. Por añadidura, manifestó que la cantidad de energía en un cuanto dependía de la longitud de onda dela radiación. Cuan menor fuera esa longitud, tanto mayor seria la fuerza energética del cuanto; o, para decirlo de otra forma, la energía contenida en el cuanto es inversamente proporcional a la longitud de onda.
Desde aquel momento se pudo relacionar directamente el cuanto con la frecuencia de una determinada radiación. Tal como la energía contenida en el cuanto, la frecuencia era inversamenteproporcional a la longitud de onda de la radiación. Si ambas (la frecuencia y la energía contenida en el cuanto) eran inversamente proporcionales a la longitud de onda, los dos deberían ser directamente proporcionales entre si. Planck lo expresó con su hoy famosa ecuación:
e = hv
El símbolo e representa la energía del cuanto; y v (la letra griega nu), la frecuencia, y h, la "constante de...
Es posible que las partículas subatómicas atraviesen un medio transparente determinado a mayor velocidad que la luz (si bien no mayor que la luz en el vacío.) Cuando las partículas se trasladan así a través de un medio, dejan una estela de luz azulada tal como el avión viajando a velocidades supersónicas deja un rastro sonoro. La existencia de tal radiación fue descubierta,en 1934, por el físico ruso Paul Alexeievich Cherenkov (se le suele llamar también Cerenkov); Se han ideado detectores de partículas que captan la "radiación Cerenkov"; estos "contadores Cerenkov" son útiles, en especial, para estudiar las partículas rápidas, tales como las constitutivas de los rayos cósmicos.
La inocente pregunta que desencadenó un conflicto se relacionó con la radiaciónemitida por la materia bajo la acción del calor. (Aunque dicha radiación suele aparecer en forma de luz, los físicos denominan el problema "radiación de cuerpos negros". Esto significa que ellos piensan en un cuerpo ideal capaz tanto de absorber como de irradiar perfectamente la luz, es decir, sin reflejarla, como lo haría un cuerpo negro.) El físico austriaco Josef Stefan demostró, en 1879, que laradiación total emitida por un cuerpo dependía sólo de su temperatura (no de su sustancia), y que en circunstancias ideales la radiación era proporcional a la cuarta potencia de la temperatura absoluta: por ejemplo, si se duplica la temperatura absoluta, su radiación total aumentará dieciséis veces (ley de Stefan)
También se supo que al elevarse la temperatura, la radiación predominante derivabahacia longitudes de onda más cortas. Por ejemplo, si se calienta un bloque de acero, empieza a irradiar principalmente los rayos infrarrojos invisibles, luego emite una luz roja apagada, a continuación roja brillante, seguidamente anaranjada, amarillenta, y por último, si se logra evitar de algún modo su vaporización en ese instante, blanca azulada.
En 1893, el físico alemán Wilhelm Wien ideóuna teoría sobre la distribución de energía en la radiación de los cuerpos negros, es decir, la cantidad de energía en cada área delimitada por una longitud de onda. Brindó una fórmula que describía concisamente la distribución de energía en la zona violada del espectro, pero no en la roja. Por otra parte, los físicos ingleses Lord Rayleigh y James Jeans elaboraron una ecuación que describía ladistribución en la zona roja del espectro pero fallaba totalmente en la zona violeta. Recapitulando: las mejores teorías disponibles sólo pudieron explicar una mitad de la radiación o la otra, pero no ambas al mismo tiempo.
El físico alemán Max Karl Ernst Ludwig Planck solventó el problema. Descubrió que para hacer concordar tales ecuaciones con los hechos era preciso introducir una noción inédita.Adujo que la radiación se componía de pequeñas unidades o paquetes, tal como la materia estaba constituida por átomos. Denominó "cuanto" o quantum a la unidad de radiación (palabra latina que significa "¿cuánto?") Planck alegó que la radiación absorbida sólo podía ser un número entero de cuantos. Por añadidura, manifestó que la cantidad de energía en un cuanto dependía de la longitud de onda dela radiación. Cuan menor fuera esa longitud, tanto mayor seria la fuerza energética del cuanto; o, para decirlo de otra forma, la energía contenida en el cuanto es inversamente proporcional a la longitud de onda.
Desde aquel momento se pudo relacionar directamente el cuanto con la frecuencia de una determinada radiación. Tal como la energía contenida en el cuanto, la frecuencia era inversamenteproporcional a la longitud de onda de la radiación. Si ambas (la frecuencia y la energía contenida en el cuanto) eran inversamente proporcionales a la longitud de onda, los dos deberían ser directamente proporcionales entre si. Planck lo expresó con su hoy famosa ecuación:
e = hv
El símbolo e representa la energía del cuanto; y v (la letra griega nu), la frecuencia, y h, la "constante de...
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