Fisica
Páginas: 15 (3611 palabras)
Publicado: 31 de agosto de 2010
Capítulo
17
FÍSICA MODERNA
INTRODUCCIÓN La Física Moderna aparece a fines del siglo XIX con el descubrimiento de la Teoría Cuántica y la Teoría de la Relatividad. Surge como consecuencia de la inexplicabilidad de ciertos fenómenos con la aplicación de las leyes de la Física Clásica (Newtoniana); así si analizamos una partícula cuya velocidad es tan grande como la de la luz, la Físicaclásica falla. Si se analiza microscópicamente las partículas de un átomo, también falla. Surgieron entonces grandes científicos que dieron un gran avance a la ciencia: Albert Einstein, Max Planck, Niels Bohr, entre otros.
TEORÍA CUÁNTICA
Es aquella que se encarga de estudiar la cuantificación de la energía (cuantum) o paquetes de energía. La revolución de está teoría consiste en descubrir que laenergía existe en forma discreta y no en forma contínua. Analogía
Los granos de maíz se pueden cuantificar, es decir, existe un elemento mínimo, el grano, luego se puede contar: 1, 2, 3, 4......., n granos (forma discreta).
La cantidad de agua varía en forma contínua (aparentemente).
Uno de los pioneros de esta teoría fue el Físico alemán Max Planck (1 858 – 1 947). El análisis científicose explica a continuación: Si se dirige un rayo de luz de un cuerpo incandescente hasta un prisma, se formaría un espectro de luz aparentemente contínuo. El cuerpo caliente, emite radiaciones que dan un aspecto contínuo, sin embargo, la luz emitida no es uniforme, pues depende de: − − La naturaleza química Y de la temperatura del cuerpo.
410 Ahora; para que la luz emitida sea uniforme a unadeterminada temperatura independiente de la naturaleza química del cuerpo, se hizo uso del cuerpo negro.
Jorge Mendoza Dueñas Planck llevó a cabo varios modelos matemáticos, de los cuales la única manera de llegar a la misma respuesta experimental era asumiendo que un oscilador podría emitir sólo ciertas energías, es decir, que son múltiplos de hf (h = cte de Planck), f = frecuencia. En síntesis,la energía de un oscilador puede ser: 0, 1hf, 2hf, 3hf,................,nhf E = nhf n = # entero h = 6,6×10−34 Joule-s E = energía
Cuando el cuerpo negro es calentado hasta alcanzar una temperatura suficienel cuerpo negro es calentado hasta alcanzar una temperatura suficientemente elevada, éste emiteuniforme. temente elevada, este emite luz luz uniforme.
Algunos científicos utilizando elmontaje de la figura midieron experimentalmente la intensidad contenida en cada región del espectro, obteniendo diversas curvas entre las cuales podemos citar. T = 250 K
En otras palabras, la emisión de energía por estos electrones está CUANTIFICADA o dividida en PAQUETES cada una con magnitud hf (CUANTUM), por ende, el cambio de energía no ocurre gradual y contínuamente, sino en saltos ysúbitamente. (Un gran descubrimiento).
Cuerpo Negro
Es aquel que absorbe en un 100% toda radiación que cae sobre él, y no refleja nada. Un modelo ideal de cuerpo negro es una esfera de hierro con un orificio muy pequeño a través del cual se puede ver su interior.
En la figura se observa que una radiación ingresa a la esfera hueca; ésta se refleja varias veces hasta que al final es absorvidototalmente. También sería preferible llamarlo radiador integral, en lugar de cuerpo negro, porque a temperatura suficientemente elevada, el cuerpo negro emite “Luz uniforme”, lo cual contrasta con su nombre.
T = 10 000 K
Llegando a varias conclusiones, entre ellas: Cuando la temperatura del cuerpo negro aumenta, fmax aumenta cumpliendo:
EFECTO FOTOELÉCTRICO
Es aquel fenómeno en el cual, ciertasplacas metálicas emiten electrones cuando se someten a la acción de la luz. El fenómeno se hace más acentuado cuando las radiaciones son de alta frecuencia (ondas ultravioletas) y con metales como el cesio, el sodio y el potasio.
fmax = cte T
Por otro lado; los trabajos de Maxwell y Hertz llevaron a Max Planck a afirmar que la radiación se origina en cada electrón que oscila con una...
17
FÍSICA MODERNA
INTRODUCCIÓN La Física Moderna aparece a fines del siglo XIX con el descubrimiento de la Teoría Cuántica y la Teoría de la Relatividad. Surge como consecuencia de la inexplicabilidad de ciertos fenómenos con la aplicación de las leyes de la Física Clásica (Newtoniana); así si analizamos una partícula cuya velocidad es tan grande como la de la luz, la Físicaclásica falla. Si se analiza microscópicamente las partículas de un átomo, también falla. Surgieron entonces grandes científicos que dieron un gran avance a la ciencia: Albert Einstein, Max Planck, Niels Bohr, entre otros.
TEORÍA CUÁNTICA
Es aquella que se encarga de estudiar la cuantificación de la energía (cuantum) o paquetes de energía. La revolución de está teoría consiste en descubrir que laenergía existe en forma discreta y no en forma contínua. Analogía
Los granos de maíz se pueden cuantificar, es decir, existe un elemento mínimo, el grano, luego se puede contar: 1, 2, 3, 4......., n granos (forma discreta).
La cantidad de agua varía en forma contínua (aparentemente).
Uno de los pioneros de esta teoría fue el Físico alemán Max Planck (1 858 – 1 947). El análisis científicose explica a continuación: Si se dirige un rayo de luz de un cuerpo incandescente hasta un prisma, se formaría un espectro de luz aparentemente contínuo. El cuerpo caliente, emite radiaciones que dan un aspecto contínuo, sin embargo, la luz emitida no es uniforme, pues depende de: − − La naturaleza química Y de la temperatura del cuerpo.
410 Ahora; para que la luz emitida sea uniforme a unadeterminada temperatura independiente de la naturaleza química del cuerpo, se hizo uso del cuerpo negro.
Jorge Mendoza Dueñas Planck llevó a cabo varios modelos matemáticos, de los cuales la única manera de llegar a la misma respuesta experimental era asumiendo que un oscilador podría emitir sólo ciertas energías, es decir, que son múltiplos de hf (h = cte de Planck), f = frecuencia. En síntesis,la energía de un oscilador puede ser: 0, 1hf, 2hf, 3hf,................,nhf E = nhf n = # entero h = 6,6×10−34 Joule-s E = energía
Cuando el cuerpo negro es calentado hasta alcanzar una temperatura suficienel cuerpo negro es calentado hasta alcanzar una temperatura suficientemente elevada, éste emiteuniforme. temente elevada, este emite luz luz uniforme.
Algunos científicos utilizando elmontaje de la figura midieron experimentalmente la intensidad contenida en cada región del espectro, obteniendo diversas curvas entre las cuales podemos citar. T = 250 K
En otras palabras, la emisión de energía por estos electrones está CUANTIFICADA o dividida en PAQUETES cada una con magnitud hf (CUANTUM), por ende, el cambio de energía no ocurre gradual y contínuamente, sino en saltos ysúbitamente. (Un gran descubrimiento).
Cuerpo Negro
Es aquel que absorbe en un 100% toda radiación que cae sobre él, y no refleja nada. Un modelo ideal de cuerpo negro es una esfera de hierro con un orificio muy pequeño a través del cual se puede ver su interior.
En la figura se observa que una radiación ingresa a la esfera hueca; ésta se refleja varias veces hasta que al final es absorvidototalmente. También sería preferible llamarlo radiador integral, en lugar de cuerpo negro, porque a temperatura suficientemente elevada, el cuerpo negro emite “Luz uniforme”, lo cual contrasta con su nombre.
T = 10 000 K
Llegando a varias conclusiones, entre ellas: Cuando la temperatura del cuerpo negro aumenta, fmax aumenta cumpliendo:
EFECTO FOTOELÉCTRICO
Es aquel fenómeno en el cual, ciertasplacas metálicas emiten electrones cuando se someten a la acción de la luz. El fenómeno se hace más acentuado cuando las radiaciones son de alta frecuencia (ondas ultravioletas) y con metales como el cesio, el sodio y el potasio.
fmax = cte T
Por otro lado; los trabajos de Maxwell y Hertz llevaron a Max Planck a afirmar que la radiación se origina en cada electrón que oscila con una...
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