Capitulo 3 Propiedades Corpusculares de Las Ondas (1)

Capitulo 3 PROPIEDADES CORPUSCULARES DE LAS ONDAS

Física Moderna

Ing. Diego Peñaloza

Antecedentes 1. Nuestro sentido común (Mundo Macroscópico) trata las partículas de forma separa que a las ondas. 2. El Mundo Microscópico de los átomos, moléculas, de electrones y núcleos solo puede explicarse con análisis relativistas (Teoría de la Relatividad). 3. Junto con la Teoría de la Relatividad, la dualidad Onda-Partícula es fundamental para comprender la física moderna: • •

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Partículas que se comportan como Ondas Ondas que se comportan como Partículas

Ing. Diego Peñaloza

Antecedentes Los trabajos de Einstein:

Einstein siempre hizo predicciones sobre posible experimentos que probarían sus teorías.

1. Mecánica Estadística (antes de W Gibbs), establece la base teórica sobre la naturaleza atómica de la materia. 2. Sus reflexiones sobre los problemas de la electrodinámica de Maxwell y Lorentz lo llevan a plantear la Teoría de la Relatividad Especial. 3. Estableció el principio de equivalencia de masa-energía 4. Estaba batallando con el problema de la Gravitación que lo llevó a plantear la Teoría General dela Relatividad 5. Introdujo la idea revolucionaria de que la luz consiste en “Partículas de Energía”. Siguió razonamientos parecidos a los Planck, aunque mucho después. Física Moderna

Ing. Diego Peñaloza

Antecedentes En 1905 Albert Einstein envía tres (3) documentos a “Anales de la Física” 1. Reflexiones de la Teoría cuántica de la Luz. Que contenía una explicación del Efecto Fotoeléctrico. (Robert A. Millikan demostró la validez de sus ecuaciones 9 años después.) 2. Aspectos estadísticos de la Teoría Molecular. Da un análisis teórico del Movimiento Browniano, fenómeno que Robert Brown observo en 1827. 3. Sobre la Electrodinámica y el Movimiento de los Cuerpos. (Teoría de la Relatividad Especial) Por el esclarecimiento del Efecto Fotoeléctrico (No por la T.E.R), ganó el premio Nobel en 1921. Física Moderna

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Antecedentes Trabajos de Max Planck

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3.1 El Efecto Fotoeléctrico

Cada fotón incidente entrega energía a cada electrón (Relación 1 a 1). Cada material tienen un umbral de frecuencia 𝞶0 por debajo del cual no hay emisión de fotoelectrones.

Tmax = h𝞶 - h𝞶0 h= 6,626 x10-34 J-s Es independiente de la intensidad de la luz. Esta influye en la corriente, pero no en la energía de los electrones (velocidad) Física Moderna

Ing. Diego Peñaloza

3.1 El Efecto Fotoeléctrico

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3.2 Teoría Cuántica de la Luz De los trabajos de Max Planck para explicar las radiaciones luminosas que emiten los cuerpos al ser calentados a altas temperaturas, obtuvo un espectro de esa radiación en función de la temperatura del cuerpo, que concordaba con datos experimentales. Supuso que la energía se emitía en forma DISCONTINUA en forma de pequeños paquetes de energía a los que llamo CUANTOS. Planck determino que estos cuantos de energía estaban relacionados con la frecuencia de la radiación que emitían mediante la fórmula: E=h𝞶 Donde: h= 6,626 x10-34 J-s 𝞶

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es la Constante de Planck es la frecuencia de la Radiación asociada.

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3.2 Teoría Cuantica de la Luz E=h𝞶

Cuanto de energía.

Entonces: Tmax = h𝞶 - h𝞶0 Podemos reescribir como:

h𝞶 = Tmax + h𝞶0 h𝞶0 = Energía mínima necesaria para arrancar al electrón de la superficie iluminada Tmax = Energía máxima del fotoelectrón h𝞶 = Contenido energético de cada cuanto de luz incidente Cuanto de Energía Física Moderna

=

Energía máxima del electrón

+

Función de Trabajo de la superficie Ing. Diego Peñaloza

Problemas

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