Teorías cuánticas

ÍNDICE • Introducción. • Biografía de Max Planck. • Biografía de Heinrich Hertz. • Efecto fotoeléctrico. • Interpretación del efecto fotoeléctrico. • Hipótesis de Einstein. Los fotones. Cuantificación de la energía. • Ecuación de Einstein del efecto fotoeléctrico. • Aplicaciones de la célula fotoeléctrica. • Ondas materiales. • Relación entre la energía del fotón y la longitud de onda de la luz.• Problemas resueltos. • Conclusión. Introducción El efecto fotoeléctrico fue descubierto por Heinrich, en 1887, al observar que ciertos metales, bajo la acción de la luz, emiten cargas negativas. Más adelante se pudo comprobar que eran electrones y que la emisión se debía principalmente a la radiación ultravioleta. Los metales alcalinos son una excepción pues son capaces de emitir electrones alincidir ellos la luz visible. En el efecto fotoeléctrico tiene lugar una conversión de la energía luminosa en eléctrica. En este efecto se puede poner de manifiesto en forma sencilla: la luz de un arco eléctrico se enfoca con un lente de cuarzo sobre una placa recién pulimentada de zinc metálico, la cual está unida a un electroscopio. Si el electroscopio está cargado negativamente, al incidir la luzsobre la placa de zinc las laminas del electroscopio desciende. ¿A qué se bebe?. La placa de zinc ha emitido electrones a causa de la radiación recibida y las cargas del electroscopio pasan a la placa, descargándose éste. Max Planck (1858 − 1947) Nació en Kiel, Alemania. Después de estudiar en Munich y Berlín, Planck obtuvo su grado de doctor en 1879. Después de ocupar un cargo en la Universidadde Kiel, Planck fue nombrado profesor de Física Teórica de la Universidad de Berlín en 1899 sustituyendo a Kirchhoff, permaneció aquí hasta 1926. Planck fue premiado en 1918 con el premio Nobel por su descubrimiento sobre la cuantización de la energía. Al comenzar su carrera, Planck se dedicó al estudio de la Termodinámica, tema éste por el que se interesó a lo largo de toda su vida. Se propusodeducir la ley teórica de la radiación de cuerpo negro. El éxito que coronó su esfuerzo marca el comienzo de la física cuántica, y lo que ahora se conoce como constante de Planck apareció por primera vez en un artículo suyo de 1900. La vida de Planck estuvo llena de tragedias personales. Uno de sus hijos fue muerto en acción en la Primera Guerra Mundial, y dos hijas suyas murieron durante el parto enel mismo periodo. Su casa fue destruida por bombas en la Segunda Guerra Mundial, y su hijo Erwin fue ejecutado por los nazis en 1944 después de habérsele acusado de planear el asesinato de Hitler. Se convirtió en presidente del Kaiser Wilhem Institute de Berlín en 1930. En su honor dicho centro cambió su nombre por el de Insituto Max Planck después de la Segunda Guerra Mundial. Pasó los dosúltimos años de su vida en Göttingen como un honrado y respetado científico y humanista. 1

Heinrich Rudolf Hertz De origen alemán, nació en Hamburgo el 22 de febrero de 1857. Hizo originalmente estudios de ingeniería pero al final prosiguió con la física. Tuvo relación con dos grandes científicos: Herman Helmholtz, de quien fue gran amigo y Gustavo Kirchoff. Colaboró para la Universidad de Kiel en1883 y por entonces comenzó a estudiar las ecuaciones de Maxwell respecto a la teoría electromagnética. En 1885 lo nombraron catedrático de física en la Escuela Superior Técnica de Karlsruhe y más tarde, en 1889 se ocupó de la cátedra de Clausius en Bonn. Por 1883, la Academia de Ciencias de Berlín hizo una convocatoria orientada a que se presentaran estudios sobre el campo magnético; a instanciasde Helmholtz, Hertz comenzó a hacer algunos experimentos al respecto. Construyó un circuito eléctrico que, de acuerdo a las ecuaciones de Maxwell podía producir ondas magnéticas. Cada oscilación produciría únicamente una onda, por lo que la radiación generada constaría de una longitud de onda grande. Para establecer la presencia de la mencionada radiación, Hertz fabricó un dispositivo...