Preguntas y respuestas sobre física cuántica

Investiga, responde y explica las siguientes cuestiones
1. ¿Qué se entiende por física cuántica?
La física cuántica, también conocida como mecánica ondulatoria, es la rama de la física que estudia el comportamiento de la materia cuando las dimensiones de ésta son tan pequeñas, en torno a 1.000 átomos, que empiezan a notarse efectos como la imposibilidad de conocer con exactitud la posición deuna partícula, o su energía, o conocer simultáneamente su posición y velocidad, sin afectar a la propia partícula.
2. Nombra y describe aplicaciones del efecto fotoeléctrico
Es muy curioso que en los lugares menos esperados o sin que siquiera lo notemos, las ideas revolucionarias de Einstein están presentes. Las aplicaciones del efecto fotoeléctrico las encontramos en: Cámaras, en el dispositivoque gobierna los tiempos de exposición; en detectores de movimiento; en el alumbrado público; como regulador de la cantidad de toner en la máquinas copiadoras; en las celdas solares muy útiles en satélites, calculadoras, y relojes. Las aplicaciones las encontramos, también, cuando asistimos a una función de cine ya que el audio que escuchamos es producido por señales eléctricas que son provocadaspor los cambios de intensidad de la luz al pasar por la pista sonora que viene en la cinta cinematográfica. Pero es muy interesante que el efecto fotoeléctrico se aplique en los alcoholímetros en donde la reacción del alcohol con una sustancia de prueba provoca cambios de color los cuales son medidos por el dispositivo, la lectura nos permite entonces saber la concentración de alcohol en elindividuo. Estamos inmersos en un mundo tecnológico que Einstein descubrió para nosotros.

También:

El efecto fotoeléctrico tiene aplicaciones importantes. Así, el llamado efecto fotoconductor es el incremento de la conductividad eléctrica de un material al ser expuesto a la luz. Por ejemplo, el sulfuro de cadmio es usado como censor para farolas de alumbrado público, ya que al disminuir laintensidad de la luz se vuelve no conductor, obligando a la farola a encenderse. Las células fotoeléctricas son también usadas como censores de puertas automáticas, ya que el paso de una persona interrumpe el rayo de luz que mantiene el circuito abierto. La mayor aplicación del efecto fotoeléctrico son sin duda los paneles solares, que hacen uso de células fotovoltaicas. Éstas se construyen con doscapas de semiconductores. Bajo la radiación del sol se genera una cierta diferencia de potencial entre ambas capas, que se traduce en la generación de una corriente eléctrica.
3- ¿La luz solar al incidir sobre una superficie reflectora al vacío, ejerce presión?
“En un medio en el que las ondas se propagan, hay una presión en la dirección normal a las ondas, numéricamente igual a la energía en unaunidad de volumen”. Cuando una onda electromagnética incide en la superficie de un material, interacciona con las cargas que constituyen el material masivo. Independientemente de que la onda sea absorbida parcialmente o reflejada, ejerce una fuerza sobre aquellas cargas y, por consiguiente, sobre la superficie misma.
4- ¿Cómo varía la energía de un quantum de luz con la longitud de onda?
Cadalongitud de onda de una radiación puede transportar cierta cantidad de energía, llamada quantum. La radiación electromagnética se describe entonces en término de “paquetes” de energía o partículas. Las partículas de radiación se conocen como fotones; mientras más corta sea la longitud de onda, mayor será la energía de un fotón.
Los fotones tienen una energía característica determinada por lafrecuencia de onda de la luz.
Si un átomo absorbe energía de un fotón que tiene mayor energía que la necesaria para expulsar un electrón del material y que además posee una velocidad bien dirigida hacia la superficie, entonces el electrón puede ser extraído del material. Si la energía del fotón es demasiado pequeña, el electrón es incapaz de escapar de la superficie del material. Los cambios en la...