teoría cuantica

TEORIA CUANTICA: la solución de Planck, el efecto fotoeléctrico y efecto Compton
RESEÑA
¿Cómo se comporta la Luz?
A mediados del siglo XIX debido a la inconsistencia de los modelos de la física clásica aplicados al movimiento de los electrones como parte fundamental del átomo y de la materia, se vio la necesidad de crear una nueva teoría que explicara estos fenómenos: la mecánica cuántica.Así consecuencia al estudio de la materia y para entender el comportamiento de esta, por medio del concepto de la luz se requiere un entendimiento adecuado de ésta última. Ese entendimiento cambió con Planck y su teoría cuántica de los cuerpos negros. La teoría cuántica dio paso a una revolución científica con ideas que reemplazaron la antigua física. En 1905 la aplicación de la teoría cuántica deEinstein concluyó en un paso fundamental seguido de Comptom, ideas que se tradujeron en la nueva física, la moderna mecánica cuántica.
ENSAYO
“El conocimiento de las propiedades de la luz nos permite comprender el color azul de cielo y el dispositivo de diseño óptico como los telescopios, microscopios, cámaras, anteojos y hasta el ojo humano.”1
En el auge de Isaac Newton era conocido que la luzera una corriente de partículas emitidas por fuentes de luz pero hasta 1665 se consideraron indicios de que la luz tenía comportamiento ondulatorio, pero sólo hasta mediados del siglo XIX se pudieron demostrar. Para 1873 Maxwell apareció con la teoría de las ondas y Hertz afirmó que la luz era una onda electromagnética.
En 1887, Hertz observó que en los tubos que estaban al vacío, cuando seproyectaba luz a una pieza de metal ocurrían unos fenómenos eléctricos inexplicables ya que el electrón aún no había sido descubierto. Tiempo después con el trabajo de algunos científicos se descubrió que los experimentos realizados con luz ultravioleta proporcionaban unos resultados que eran difíciles de explicar. Algunas observaciones a los experimentos fueron que la frecuencia de luz utilizada parailuminar el metal marcaba una diferencia : Bajo cierta frecuencia umbral de frecuencia, no había emisión de electrones; por encima de esa frecuencia había emisión, otra observación es que a una mayor intensidad no hacía que los electrones se emitieran más rápido, como se esperaba, sino que se emitían mayor número de electrones, pero a una frecuencia muy alta de luz provocaba mayor rapidez en laemisión de electrones. Esto rompió un paradigma ya que se creía que la intensidad estaba relacionada de una manera proporcional con la energía de la onda, pero los electrones nos salían con una mayor energía cinética, fenómeno que si ocurría cuando se incrementaba la frecuencia.
Los científicos comenzaron a estudiar la interacción luz-materia para comprender la forma en que los materialesemitían y absorbían luz. Los cuerpos en teoría fáciles de estudiar recibieron el nombre de cuerpos negros, los cuales presentaban características como: que son absorbedores y emisores perfectos y que la radiación dependía de la temperatura únicamente y no del material. Para modelar el comportamiento del cuerpo negro se hicieron una serie de experimentos, sobresalió el experimento de Rayleigh dondesupuso que la energía de una onda luminosa es proporcional a su longitud de onda, propuso una ecuación que más tarde fue corregida por Jeans que describe la energía por unidad de volumen en función de la longitud de onda:

Donde k es la constante de Boltzmann,  la longitud de onda, T la temperatura absoluta.
El problema de esta deducción es que conforme disminuye la longitud de onda ladensidad de energía tiende a infinito lo que no concordaba con los resultados experimentales de describían que la energía llegaba a un máximo y comenzaba a disminuir. Se dieron cuenta que esto sucedía cuando se encontraba en la región de la luz ultravioleta así el fenómenos se conoció como catástrofe ultra violeta.
Finalmente en 1900 Max Planck propuso una ecuación que predecía las intensidades de...