FASE 1 - COMPONENTE PRÁCTICO 1 Y 2
ALBEIRO BONILLA CODIGO: 1078776901
GRUPO: 40158228
TUTORA: PAULA PAULA ANDREA MENDE!
UNI"ERSIDAD NACIONAL ABIERTA ABIERTA Y A DISTANCIA UNAD ESTRUCTURA MOLECULAR NEI"A #UILA 18 DE OCTUBRE DE 2016
INTRODUCCI$N El efecto Compton analiza la radiación electromagnética que pasa por una región en la que hay electrones libres. Donde además de la radiación incidente, hay otra de frecuencia menor, la frecuencia o la longitud de onda de la radiación dispersada dependen de la dirección de la dispersión. La radiación del cuerpo negro hace referencia a cuerpos cuyas supercies absorben toda la radiación térmica que incide sobre ellas. Con la realización de este laboratorio se pretende interpretar de manera práctica, la teor!a del efecto Compton y la radiación del cuerpo negro, contribuyendo al desarrollo de habilidades que permitan recrear y aplicar conocimientos en la solución de diferentes problemas y planteamientos que se presenten en nuestra "ida social o profesional.
OB%ETI"OS
•
•
•
•
#dentificar los fundamentos f!sicos que describen el efecto Compton, determinando la energ!a liberada por un fotón. $nalizar el fenómeno que ocurre en la radiación del cuerpo negro y relacionar el suceso con el efecto fotoeléctrico. %ericar las predicciones asociadas al efecto Compton y a la radiación del cuerpo negro. $dquirir conocimientos teóricos&prácticos.
MARCO TE$RICO
E& '(')*+ C+,*+.: El efecto Compton 'o dispersión Compton( consiste en el aumento de la longitud de onda de un fotón cuando choca con un electrón libre y pierde parte de su energ!a. La frecuencia o la longitud de onda de la radiación dispersada dependen )nicamente del ángulo de dispersión. El efecto Compton muestra cambios de longitud de onda de la radiación electromagnética de alta energ!a al ser difundida por los electrones. *ara el caso del efecto fotoeléctrico se considera al electrón con una energ!a E h v + pero en el efecto Compton se tienen en cuenta que el fotón =
tiene un momento lineal
p= E / c .
El aumento de la longitud de onda que se presenta en el fotón de rayos al chocar con un electrón libre hace que se presente una pérdida de energ!a. La frecuencia o la longitud de onda de la radiación dispersada dependen )nicamente de la dirección de dispersión. El efecto ocurre cuando el fotón golpea a un electrón
La "ariación de longitud de onda de los fotones dispersados, - puede calcularse a tra"és de la relación de Compton
Donde •
h es
la constante de *lanc/,
•
me es
•
1 el ángulo entre los fotones incidentes y dispersados.
la masa del electrón, 0 c es la "elocidad de la luz.
P/.)+ ' )+.'/3). '& ,+,'.*+ &.'&
•
•
•
2ea el momento lineal del fotón
incidente,
2ea el momento lineal del fotón
difundido,
2ea ' es el momento lineal del electrón después del choque, se "ericará que
3 ' '4(
TABLA CON LOS DATOS OBTENIDOS
ANGU LO
RADIACI$N INCIDENTE
RADIACI$N DIFUNDIDA
CON"ERSI$N DE Ặ A m 1.87810
456
5.54787 $
5.5494: $
1.91510
1.87810
;56
5.54787 $
5.5;5;< $
1.91510
1.87810
;:6
5.54787 $
5.5;45: $
5.54787 $
5.5;=48 $
5.54787 $
5.5;8<: $
5.54787 $
5.5=594 $
856 5.5=<8: $
5.54787 $
5.5=77< $
5.54787 $
5.5<59= $
−12
12
−
3.09110
3.47510
−12
−12
−12
−12
−12
−12
3.884 10
1.87810
7:6
−12
2.745 10
1.87810
756
−12
−12
1.87810
5.54787 $
−12
2.317 10
1.87810
>56
−12
m m
m m
m
−12
1.87810
:56
−12
2 . 105 10
1.87810
=:6
−12
−12
−12
4.093 10
m
m m
m m
m m m m m m m m
1.87810
956
•
5.54787 $
5.5<=5: $
F+/,& ) Radiacionincidente Radiacion difundida x
λc =
x =m cosθ
F+/,& h: m∗h =h me c
λc
Pl an ck h + correspondiente a tres datos
presentados en la tabla.
−
−12
4.305 10
?ealizar los cálculos correspondientes a constante constante de
=
−12
y
m m
MARCO TE$RICO R). '& )'/+ .';/+: Entre los e@perimentos que marcaron el a"ance de la f!sica y la qu!mica en el 2iglo fue la emisión del cuerpo negro que lle"a a la formulación de los cuantos, que se determina como un cuerpo sólido que no emite luz a baAa temperatura, sin embargo cuando se calienta emite luz roAa, al aumentar la temperatura anaranAado hasta que se alcanza el blanco. Es decir, que la intensidad de la luz emitida está en función de la temperatura. Es as!, como los obAetos emiten radiación porque poseen átomos y ellos pueden emitir radiación al perder electrones que pasa a un ni"el de menor orbital de energ!a. Bambién puede absorber radiación cuando uno de sus electrones gana energ!a y as! pasa a un mayor orbital de energ!a. El aumento de temperatura representa un aumento de la energ!a cinética de mo"imiento de sus átomos. En la superficie de los cuerpos incide energ!a radiante, desde el interior y desde el e@terior, la que incide desde el e@terior procede de
los obAetos que rodean al cuerpo. De la energ!a radiante una parte se refleAa y la otra parte se transmite. *ara la radiación del cuerpo negro se asume una ca"idad que presenta unas paredes a una determinada temperatura, los átomos all! presentes emiten y absorben radiación electromagnética. 2e alcanza el equilibrio cuando la radiación que se encierra en las paredes del cuerpo es igual a la e@istente en los átomos de las paredes.
$l escapar radiación del cuerpo, mostrar!a un aguAero muy brillante a temperatura alta y negro a baAa temperatura. La frecuencia depende de la temperatura que logren las paredes y es independiente del material del que están hechas. La posición del má@imo en el espectro de la radiación del cuerpo negro depende de la temperatura del cuerpo negro y está dado por la ley de desplazamiento de ien, donde se determina que a distintas temperaturas
T 1 ,T 2 ,T 3 , . . ,
se produce a longitudes de
onda λ 1 , λ 2 , λ 3 . .. $l incrementar la temperatura la longitud de onda se hacen menor y la frecuencia mayor.
