FISICA CUANTICA 11-3

FÍSICA CUANTICA

PONENTES:

GERALDINE CALDERON AYALA

ALBA LUZ GOMEZ

DIANA PAOLA MUÑOZ

DANIELA QUIJANO PLAZAS

Física cuántica

La física cuántica, también conocida como mecánica ondulatoria, es la rama de la física que estudia el comportamiento de la materia cuando las dimensiones de ésta son tan pequeñas, en torno a 1.000 átomos, que empiezan a notarse efectos como la imposibilidad de conocer con exactitud la posición de una partícula, o su energía, o conocer simultáneamente su posición y velocidad, sin afectar a la propia partícula (descrito según el principio de incertidumbre de Heisenberg).

Los dos pilares de esta teoría son:

• Las partículas intercambian energía en múltiplos enteros de una cantidad mínima posible, denominado quantum (cuanto) de energía.

• La posición de las partículas viene definida por una función que describe la probabilidad de que dicha partícula se halle en tal posición en ese instante.

Reseña histórica

La historia de la mecánica cuántica es una parte fundamental de la historia de la física moderna. Historia La mecánica cuántica “, como se entrelaza con la historia de la química cuántica, comenzó esencialmente con un número de diferentes descubrimientos científicos: el descubrimiento de los rayos catódicos 1838 por Michael Faraday, la declaración invierno 1859-1860 de la radiación del cuerpo negro problema por Gustav Kirchhoff ; la sugerencia de 1877 por Ludwig Boltzmann que los estados de energía de un sistema físico podría ser discreto; el descubrimiento del efecto fotoeléctrico por Heinrich Hertz en 1887, y la hipótesis cuántica 1900 por Max Planck que cualquier sistema de energía de radiación atómica teóricamente se puede dividir en un número discreto de “energía elementos” ε (epsilon) de tal manera que cada uno de estos elementos de energía es proporcional a la ν frecuencia con la que cada uno de ellos individualmente irradian energía, tal como se define por la fórmula siguiente:

E =hV

donde h es un valor numérico llamado constante de Planck.

Luego, Albert Einstein en 1905, con el fin de explicar el efecto fotoeléctrico se informó anteriormente por Heinrich Hertz en 1887, postuló consistente con la hipótesis cuántica de Max Planck, que la luz en sí está hecha de partículas individuales cuántica, que en 1926 llegaron a ser llamados fotones por Gilbert N . Lewis. El efecto fotoeléctrico se observó a la brillante luz de longitudes de onda particulares en ciertos materiales, como los metales, lo que provocó que los electrones ser expulsado de esos materiales sólo si la luz de la energía cuántica fue mayor que el nivel de Fermi (función de trabajo) en el metal.

La frase “mecánica cuántica” fue utilizado por primera vez en 1924, Max Born papel “Zur Quantenmechanik”. En los años siguientes, esta base teórica lentamente comenzó a ser aplicado a la estructura química, reactividad, y el enlace.

Modelo atómico de thomsom

es una teoría sobre la estructura atómica propuesta en 1904 por Joseph John Thomson, quien descubrió el electrón1 en 1897, mucho antes del descubrimiento del protón y del neutrón. En dicho modelo, el átomo está compuesto por electrones de carga negativa en un átomo positivo, como un pudín de pasas.2 Se pensaba que los electrones se distribuían uniformemente alrededor del átomo. En otras ocasiones, en lugar de una nube de carga negativa se postulaba con una nube de carga positiva.

Modelo atómico de rutherford

El modelo atómico de Rutherford es un modelo atómico o teoría sobre la estructura interna del átomo propuesto por el químico y físico británico-neozelandés Ernest Rutherford para explicar los resultados de su “experimento de la lámina de oro”, realizado en 1911.

El modelo de Rutherford fue el primer modelo atómico que consideró al átomo formado por dos partes: la “corteza”, constituida por todos sus electrones, girando a gran velocidad alrededor de un “núcleo”, muy pequeño, que concentra toda la carga eléctrica positiva y casi toda la masa del átomo.

Los espectros

Cada átomo es capaz de emitir o absorber radiación electromagnética, aunque solamente en algunas frecuencias que son características propias de cada uno de los diferentes elementos químicos. Si, mediante suministro de energía calorífica, se estimula un determinado elemento en su fase gaseosa, sus átomos emiten radiación en ciertas frecuencias del visible, que constituyen su espectro de emisión. Si el mismo elemento, también en estado de gas, recibe radiación electromagnética, absorbe en ciertas frecuencias del visible, precisamente las mismas en las que emite cuando se estimula mediante calor. Este será su espectro de absorción.

Efecto fotoeléctrico

El efecto fotoeléctrico consiste en la emisión de electrones por un metal o fibra de carbono cuando se hace incidir sobre él una radiación electromagnética (luz visible o ultravioleta, en general). A veces se incluyen en el término otros tipos de interacción entre la luz y la materia:

Fotoconductividad: es el aumento de la conductividad eléctrica de la materia o en diodos provocada por la luz. Descubierta por Willoughby Smith en el selenio hacia la mitad del siglo XIX.

Efecto fotovoltaico: transformación parcial de la energía luminosa en energía eléctrica. La primera célula solar fue fabricada por Charles Fritts en 1884. Estaba formada por selenio recubierto de una fina capa de oro.

Formulas

formula de frecuencia umbral :

W/h

PROBLEMA

1.      Un haz de luz monocromática de longitud de onda 488·10-9 m incide sobre un material cuyo trabajo de extracción es de 3’2·10-19 J. Calcular

a)   La longitud de onda umbral
b)   La velocidad de los electrones emitidos.

Datos:   Constante de Planck h = 6’63·10-34 Js,    Velocidad de la luz en el vacío c = 3·108 ms-1,

Masa del electrón me = 9’1·10 -31 kg.

Rta.: 622 nm, 439 km/s         (P.A.U. Sep 94)

ENLACE DEL CUESTIONARIO

http://www.thatquiz.org/es/classtest?KHRN4743

ENLACE DE LABORATORIO:

Para nuestro tema no hay laboratorio entonces el profesor nos dijo que descargáramos un documental de eso.

ENLACE DE VIDEO DE APOYO:

 

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