Trabajo De Microscopio Y Esteroscopio

EL ÁTOMO

CAPÍTULO XXVIII

CORTEZA ATÓMICA

Gran parte del conocimiento actual de la estructura del átomo procede de experiencias relacionadas con las ondas electromagnéticas, y en particular con la luz visible. La naturaleza ondulatoria de la luz está fuertemente avalada por fenómenos que se producen en su propagación, como las interferencias y la difracción. Hay, sin embargo, otros fenómenosrelacionados con la interacción de la luz con la materia que no son explicables ondulatoriamente, y de los que tratamos a continuación. A) TEORÍA DE LOS CUANTOS XXVIII – 1. El cuerpo negro y los cuantos de energía de Planck A finales del siglo XIX persistía planteado el problema de encontrar una expresión adecuada para la distribución espectral de la energía radiada por un cuerpo negro (párrafoXXVI-12). La fracción de densidad de energía emitida en un intervalo dl en torno a una longitud de onda l determinada, es función de l y de la temperatura absoluta: f(l, T) dl. Wien por un lado y Rayleigh y Jeans por otro, encontraron expresiones para la función f(l, T) dl que se acomodaban a la curva experimental para longitudes de onda cortas el primero y largas los segundos (párrafo XXVI-13), peroninguna concordaba completamente con la experiencia. En 1901, Max K. Planck (1858-1947), propuso una fórmula empírica (fórmula 8 capítulo XXVI) que contenía una constante, h, cuyo valor se ajustó para acomodar la expresión a los datos experimentales. Para la explicación de la emisión de radiación térmica se basó en la teoría de Maxwell, según la cual una carga acelerada emite radiaciónelectromagnética. Afirmó que la superficie del cuerpo emisor contiene electrones, ligados a una posición de equilibrio por fuerzas atractivas proporcionales a la distancia; debido a su agitación térmica, estas cargas realizan movimientos armónicos y, en consecuencia, emiten radiación electromagnética de la misma frecuencia que la de su oscilación. De esta forma, las propiedades de la radiación dependen de lasdel oscilador que las produce. Sobre esta base, y para poner de acuerdo la teoría con las medidas experimentales, adoptó la siguiente hipótesis: La energía de un oscilador armónico es discreta, solamente puede tener valores que sean múltiplos enteros de una cantidad mínima o «cuanto» de energía, de valor
E= hn

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donden es la frecuencia de la oscilación y h es la constante de Planck, cuyas dimensiones son las de una «acción» (trabajo × tiempo), por lo que se llama CUANTO DE ACCIÓN DE PLANCK, y cuyo valor, como ya se ha dicho, es: h = 6,626 × 10 – 34 J · s. Así pues, en un oscilador armónico cuya frecuencia de vibración es v, la energía sólo puede tener uno de los valores hn, 2 hn, 3 hn, ... La hipótesis dePlanck de la CUANTIFICACIÓN DE LA ENERGÍA es uno de los puntos básicos sobre los que se ha desarrollado toda la Física del átomo. La teoría de los cuantos explica satisfactoriamente las anomalías que existían en la teoría clásica de calores específicos (Ley de Doulong y Petit) y fue aplicada por Albert Einstein (1879-1955) a la explicación teórica del efecto fotoeléctrico, con una apoteosis triunfalen 1915, al confirmar Robert A. Millikan (1868-1953) experimentalmente las teorías expuestas por Einstein. PROBLEMAS: 1 al 5. XXVIII – 2. Efecto fotoeléctrico. Fotones Es la emisión de electrones por determinados metales, cuando sobre ellos incide luz u otra radiación electromagnética de pequeña longitud de onda. En el esquema experimental de la Fig. XXVIII-1, cuando la luz incide sobre el metal C(cátodo) éste emite electrones (fotoelectrones) que son recogidos por el ánodo P, estableciéndose una corriente que se mide con el amperímetro A. Aumentando la tensión que proporciona la fuente F, se llega a una intensidad de corriente máxima por A cuando el ánodo recibe todos los electrones emitidos por el metal. Cambiando la polaridad de la fuente se puede anular la corriente que circula por...