Unidad 1 Luz

Luz

HORARIO
FÍSICA MODERNA
IDML 207 002
NRC: 60935
Duración: Ago 11, 2014 - Dic 02, 2014
Status: Activo

PROGRAMA
•Dualidad onda -partícula
•La
La ecuación de Schrödinger y sus aplicaciones
•Átomos
•Moléculas
•Sólidos

BIBLIOGRAFÍA
Í
•Paul
Paul A. Tipler, Gene Mosca. Física para la ciencia y la
tecnología. Vol. 2C, Sexta edición Reverté (2011).
•Robert J.
J Nauman n,
n Introduction to thePhysics and
Chemistry of Materials, CRC Press (2009).
•Stephen T. Thornton, Andrew Rex, Modern Physics for
Scientists and Engineers, Cengage Learning 2012.
•Hugo D. Young, Roger A. Freedman, Física universitaria con
física moderna, 12ED. Volumen II, Pearson (2009).

CRITERIOS DE EVALUACIÓN
Ó
Actividades a Evaluar

Valor en %

Asistencia

Deben cubrir el 80%

Participación/Actividades

20Exposiciones

30

Revisión de portafolio semanal 10
Exámenes parciales (5)

40

Total

100

Examen Extraordinario

Cumplir con el requisito de asistencia
y la calificación máxima será de 8.

Radiación electromagnética
Maxwell (1873), estableció que la luz está formada por ondas
electromagnéticas

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
 c

Propiedades de las ondas
Longitud de onda () es la
distancia que existe entre dos
puntos equivalentes en una serie
de ondas.
Amplitud:
A
lit d Distancia
Di t
i vertical
ti l desde
d d
el punto medio de la curva hasta
una cresta ((punto máximo)) o un
valle (punto mínimo).
Frecuencia () es el número de ondas que pasan por un
determinado puntopor unidad de tiempo.
(Hertz = 1 ciclo/seg).

Date/Time

21:42 23 September 2010
21:42,

Antecedentes que llevaron al desarrollo de la teoría
moderna
d
d
de lla estructura
t t
atómica
tó i
A finales del siglo XIX,
XIX una serie de evidencias
experimentales no podían ser explicados con las teorías
clásicas (Maxwell, Newton):
• La radiación del “cuerpo negro”
• El efecto fotoeléctrico
• Losespectros discontinuos de
los elementos

Misterio #1, “Problema del cuerpo negro”
Resuelto por Planck en el año 1900
La energía
g y la luz son emitidas o absorbidas en
múltiples unidades llamadas “cuantos”.

E=h
Constante de Plank (h)
h = 6.63 x 10-34 J•s

Misterio #2, “Efecto fotoeléctrico”
Resuelto por Einstein en 1905

La luz tiene:
1. Naturaleza de onda
2. Naturaleza de partícula

Un fotón es una“partícula” de luz

Energía = E = h

h

e- KE

• El potencial de frenado permite
determinar la energía cinética de los
fotoelectrones

1
mv2 = eVs
2

• A frecuencias mayores de o:

Vs = k ( - o)

Ec = eVs
La energía cinética es cero para o

Eo = ho

o = Frecuencia umbral

eVo
o =
h

eVo, y por tanto o, son características del metal.
La conservación de la energía requiere que:
Efotón =Ec + Eunión

Ec = Efotón - Eunión

1
mv2 + eVo
h =
2
1
mv2 = h - ho
2

La luz presenta dualidad de comportamiento
ONDA - PARTICULA

Misterio #3: Espectros atómicos

Los espectros de emisión de los elementos son discontinuos, contienen
líneas discretas a longitudes de onda definidas y específicas de cada
elemento
Espectro de emisión del hidrógeno
Experimentalmente
E
i
t l
t Balmer
B l
(1885)comprobó
bó que las
l
lí
líneas
d la
de
l serie
i
encontrada por el en el espectro de emisión del hidrógeno aparecen a
frecuencias que cumplen la ecuación:

Donde n es un número entero mayor que 2 y R es la cte de Rydberg y
vale 3,29 x 1015 Hz

Otras series del espectro del hidrógeno y otros elementos aparecen a
frecuencias que cumplen relaciones matemáticas similares (aunque
más complejas) a laecuación de Balmer.

Estructura de la materia y partículas elementales
Los electrones

Aprox. 1850, descubrimiento de los rayos catódicos por M. Faraday
Los rayos catódicos tienen propiedades que son independientes de la
sustancia emisora utilizada, y responden a campos eléctricos y
magnéticos como si tuvieran carga eléctrica negativa
1897, J.J. Thomson mide la relación carga/masa de las...