Teoria Cuantica
Páginas: 10 (2408 palabras)
Publicado: 25 de noviembre de 2012
Teoría cuántica y la estructura electrónica de los átomos
RECORDEMOS LAS PROPIEDADES
ONDAS
DE LAS
Longitud de onda () es la distancia que existe entre dos puntos idénticos en una serie de ondas. Amplitud: Distancia vertical desde el punto medio de la curva hasta una cresta (punto máximo) o un valle (punto mínimo).
La frecuencia (n) es el número de ondas que pasan por undeterminado punto en un intervalo de 1 segundo. (Hertz = 1 ciclo/seg).
Velocidad = n
Maxwell (1873): la luz visible está formada por ondas electromagnéticas
Radiación electromagnética
Emisión y transmisión de energía por medio de ondas electromagnéticas.
Velocidad de la luz (en el vacío) = 3,00 x 108 m/s Toda radiación electromagnética n=c
ESPECTRO ELECTROMAGNÉTICO Ejemplo: Un fotón de frecuencia de 6,0 x 104 Hz. ¿Cuál es la longitud de onda de la radiación? ¿Se encuentra esta frecuencia dentro de la región visible?
RADIACIÓN DE CUERPO NEGRO
Todo cuerpo emite energía en forma de ondas electromagnéticas:
A mayor temperatura es más intensa.
A temperatura ambiente la energía radiante emitida es escasa y corresponde a longitudes de ondasuperiores a la luz visible (de menor frecuencia).
Al elevar la temperatura aumenta la energía emitida (longitudes de onda más cortas) Cambio de color de un cuerpo cuando se calienta. A igual temperatura, la energía emitida depende también de la naturaleza de la superficie:
Una superficie mate o negra tiene un poder emisor mayor que una superficie brillante. La energía emitidapor un filamento de carbón incandescente es mayor que la de un filamento de platino a la misma temperatura.
“PROBLEMA DEL CUERPO NEGRO” (PLANCK, 1900)
Simulación de un cuerpo negro ideal:
T
A cada frecuencia corresponde una densidad de energía que depende solamente de la temperatura de las paredes y es independiente del material del que están hechas.
Si se abre un pequeño agujeroen el recipiente, parte de la radiación se escapa y se puede analizar. El agujero se ve muy brillante cuando el cuerpo está a alta temperatura, y se ve completamente negro a bajas temperaturas.
Max Planck sugirió en 1900 que:
1.
La radiación dentro de la cavidad está en equilibrio con los átomos de las paredes que se comportan como osciladores armónicos de frecuencia dada n. Cadaoscilador puede absorber o emitir energía de la radiación en una cantidad proporcional a n. Cuando un oscilador absorbe o emite radiación electromagnética, su energía aumenta o disminuye en una cantidad hn .
2.
“PROBLEMA DEL CUERPO NEGRO” (PLANCK, 1900)
La energía de los osciladores está cuantizada!!! La distribución espectral de radiación es continua y tiene un máximo dependientede la temperatura. La distribución espectral se puede expresar en términos de la longitud de onda o de la frecuencia de la radiación.
Rayleigh-Jeans vs Planck
La energía (y la luz) son emitidas o absorbidas en múltiples unidades llamadas “cuantos”.
E=hn Constante de Plank (h) h = 6,6262x 10-34 J•s
“EFECTO FOTOELÉCTRICO” (EINSTEIN, 1905)
Cuando la luz choca con la superficie deciertos metales, se emiten electrones (Herzt, 1887).
n > no Frecuencia umbral
Efotón = Ek + Eunión
KE = hn - : Función trabajo
KE = Energía Cinética Un fotón es una “partícula” de luz
Luz tiene Naturaleza de onda y de partícula!!!
Ejemplo
Cuando una muestra de cobre es bombardeada con electrones, se producen rayos X. Calcule la energía que contienen loselectrones si se sabe que la longitud de onda de los rayos X es 0,154 nm.
ESPECTRO DE EMISIÓN… …OTRO ANTIGUO MISTERIO
ESPECTROS DE EMISIÓN PARA VARIOS ELEMENTOS
MODELO ATÓMICO DE BOHR (1913)
1. Los electrones (e-) sólo pueden tener valores específicos de energía 2. Cuando existe una emisión de luz, los electrones se mueven de un nivel de energía mayor a otro menor. 3. Bohr demostró...
RECORDEMOS LAS PROPIEDADES
ONDAS
DE LAS
Longitud de onda () es la distancia que existe entre dos puntos idénticos en una serie de ondas. Amplitud: Distancia vertical desde el punto medio de la curva hasta una cresta (punto máximo) o un valle (punto mínimo).
La frecuencia (n) es el número de ondas que pasan por undeterminado punto en un intervalo de 1 segundo. (Hertz = 1 ciclo/seg).
Velocidad = n
Maxwell (1873): la luz visible está formada por ondas electromagnéticas
Radiación electromagnética
Emisión y transmisión de energía por medio de ondas electromagnéticas.
Velocidad de la luz (en el vacío) = 3,00 x 108 m/s Toda radiación electromagnética n=c
ESPECTRO ELECTROMAGNÉTICO Ejemplo: Un fotón de frecuencia de 6,0 x 104 Hz. ¿Cuál es la longitud de onda de la radiación? ¿Se encuentra esta frecuencia dentro de la región visible?
RADIACIÓN DE CUERPO NEGRO
Todo cuerpo emite energía en forma de ondas electromagnéticas:
A mayor temperatura es más intensa.
A temperatura ambiente la energía radiante emitida es escasa y corresponde a longitudes de ondasuperiores a la luz visible (de menor frecuencia).
Al elevar la temperatura aumenta la energía emitida (longitudes de onda más cortas) Cambio de color de un cuerpo cuando se calienta. A igual temperatura, la energía emitida depende también de la naturaleza de la superficie:
Una superficie mate o negra tiene un poder emisor mayor que una superficie brillante. La energía emitidapor un filamento de carbón incandescente es mayor que la de un filamento de platino a la misma temperatura.
“PROBLEMA DEL CUERPO NEGRO” (PLANCK, 1900)
Simulación de un cuerpo negro ideal:
T
A cada frecuencia corresponde una densidad de energía que depende solamente de la temperatura de las paredes y es independiente del material del que están hechas.
Si se abre un pequeño agujeroen el recipiente, parte de la radiación se escapa y se puede analizar. El agujero se ve muy brillante cuando el cuerpo está a alta temperatura, y se ve completamente negro a bajas temperaturas.
Max Planck sugirió en 1900 que:
1.
La radiación dentro de la cavidad está en equilibrio con los átomos de las paredes que se comportan como osciladores armónicos de frecuencia dada n. Cadaoscilador puede absorber o emitir energía de la radiación en una cantidad proporcional a n. Cuando un oscilador absorbe o emite radiación electromagnética, su energía aumenta o disminuye en una cantidad hn .
2.
“PROBLEMA DEL CUERPO NEGRO” (PLANCK, 1900)
La energía de los osciladores está cuantizada!!! La distribución espectral de radiación es continua y tiene un máximo dependientede la temperatura. La distribución espectral se puede expresar en términos de la longitud de onda o de la frecuencia de la radiación.
Rayleigh-Jeans vs Planck
La energía (y la luz) son emitidas o absorbidas en múltiples unidades llamadas “cuantos”.
E=hn Constante de Plank (h) h = 6,6262x 10-34 J•s
“EFECTO FOTOELÉCTRICO” (EINSTEIN, 1905)
Cuando la luz choca con la superficie deciertos metales, se emiten electrones (Herzt, 1887).
n > no Frecuencia umbral
Efotón = Ek + Eunión
KE = hn - : Función trabajo
KE = Energía Cinética Un fotón es una “partícula” de luz
Luz tiene Naturaleza de onda y de partícula!!!
Ejemplo
Cuando una muestra de cobre es bombardeada con electrones, se producen rayos X. Calcule la energía que contienen loselectrones si se sabe que la longitud de onda de los rayos X es 0,154 nm.
ESPECTRO DE EMISIÓN… …OTRO ANTIGUO MISTERIO
ESPECTROS DE EMISIÓN PARA VARIOS ELEMENTOS
MODELO ATÓMICO DE BOHR (1913)
1. Los electrones (e-) sólo pueden tener valores específicos de energía 2. Cuando existe una emisión de luz, los electrones se mueven de un nivel de energía mayor a otro menor. 3. Bohr demostró...
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