Derrumbamiento Física Clásica

La nueva concepción del mundo

Contenidos

1900 Cuerpo Negro. Hipótesis de Planck.

1905 Efecto Fotoeléctrico. Interpretación de Einstein

1913 Modelo de Bohr

1924 Hipótesis de De Broglie. Dualidad Onda-Corpúsculo

Radiación térmica

Radicación: es la energía que emiten todos los cuerpos en forma de onda electromagnética como consecuencia de su estado térmico

Distribución espectral radiación Cuerpo Negro

Espectro continuo

T E total emitida

Cada curva tiene un máximo a una que disminuye al aumentar T

Ley Stefan-Boltzman y Ley de Wien

W = ·T4

s = 5,6687 · 10-8 W m-2 K-4 (Cte de Stefan-Boltzman)

máx · T = 2,897 · 10-3 mK

LEY DE STEFAN-BOLTZMAN

LEY DEL DESPLAZAMIENTO DE WIEN

LE

YE

S E

XP

ER

IME

NTA

LE

S

Hipótesis de Planck: cuantización de la energía

La luz es emitida por la materia en cantidades discretas e indivisibles llamadas cuantos cuya energía es proporcional a la frecuencia de la

radiación emitida

E = h · h = 6,624 · 10-34 J s (Cte de Planck)

Ley de Distribución de Planck(explica el espectro de emisión térmica)

Max Planck, 1900

Estudio experimental del Efecto Fotoeléctrico

Interpretación de Einstein Efecto Fotoeléctrico

• La radiación no sólo se emite de forma discreta, sino que se propaga y es absorbida de la misma manera.

• La luz está formada por paquetes de energía o fotones de energía h ·

• Cuando un fotón incide sobre un metal si tiene suficiente energía h · 0 (Energía de extracción) arrancará un electrón del mismo.

Albert Einstein,Max

Planck

Ecuación de Einstein del Efecto Fotoeléctrico

FUNCIÓN DE EXTRACCIÓN

WL = h · 0

ECUACIÓN DE EINSTEIN DEL EFECTO FOTOELÉTRICO

Ec, máx = h - WL = h - h 0

Espectros Emisión

Espectro continuo

Espectro discontinuo

Sólidos, estrellas (bolas de plasma)

Átomos

Modelo Atómico de Bohr:Antecedentes

Átomo de Rutherford

ProblemasÁtomo inestable

No explica espectros discontinuos

Modelo Atómico de Bohr: Postulados

Neils Bohr, 1913

El e- gira alrededor del núcleo sólo en determinadas órbitas, estados estacionarios, en ellas ni se pierde, ni se absorbe energía.

F centrípeta = F electrostática

Sólo son posibles determinadas órbitas, aquellas que son un múltiplo entero del momento angular del e- .

L = m · r · v = n · n (número cuántico) = (1,2,3 …)

La energía liberada al caer el electrón desde una órbita a otra de menor energía se emite en forma de fotón, cuya frecuencia viene dada por la ecuación de Planck:

Ea - Eb = h · v

Modelo Atómico de Borh: Transiciones Electrónicas

Modelo de Bohr: Espectro del Hidrógeno

Espectro del Hidrógeno

–= RH ·

J. Rydberg

RH = 1,097 · 107 m-1 (Cte de Rydberg del hidrógeno)

m y n son números enteros tales que n > m.

Hipótesis de De Broglie: dualidad onda-corpúsculo

Louis De Broglie, 1924

Si las ondas de la luz pueden comportarse como partícula

¿los electrones pueden ser ondas?

Hipótesis de De Broglie: dualidad onda-partículaPartículas Ondas

Energía, E

E = m · c2

Momento, p

p = m · v

Frecuencia, f

f = c /

Longitud de Onda,

E = h · f

m · c2 = h · c /

m · c = h / m · v = h /

p = h /

Onda-Partícula