Determinación de la naturaleza ondulatoria de la materia En este tema vamos a hablar sobre los postulados de la relatividad y sobre sus avances en todos estos años desde la física clásica hasta la moderna un poco mas sobre este tema nos explica que desde los principios del siglo XX, donde originalmente pretendían pretendían explicar ciertos conceptos de movimiento relativo,, pero con los pasos de los años se ha convertido relativo convertido en una de las teorías básicas más importantes en las ciencias físicas .además Esta teoría, desarrollada por Albert Einstein, fue la base para que los físicos demostraran demostraran la unidad esencial de la materia y la energía, el espacio y el tiempo, y la equivalencia entre entre las fuerzas de la gravitación y los efectos de la aceleración de un sistema. Este tema hablaremos también de la energía de la relatividad les explicaremos explicaremos su concepto de una forma resumida pero con los puntos que nosotros creemos que son importantes para nuestro ensayo. También les explicaremos que es la teoría cuántica y para que haya servido, además les mostraremos el efecto fotoeléctrico y para que es utilizado mayormente . a determinación de la naturaleza ondulatoria de la materia. para el primer punto que es el postulado de la relatividad el físico Einstein se baso principalmente en los argumentos de simetría de las leyes de la naturaleza y en los experime experimentos ntos ya hechos de dos famosos físicos llamados Michelson y Morley que se basaron en la mecánica newtoniana. También También baso sus teorías en dos postulados importantes para Einstein:
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
Identificación de la estructura atómica. La teoría atómica constituyó tan sólo inicialmente una hipótesis de trabajo, muy fecundada en el desarrollo posterior de la Química, pues un fue hasta fines del siglo XIX en que fue universalmente aceptada al conocerse pruebas físicas concluyentes de la existencia real de los átomos. Pero fue entonces cuando se llegó a la conclusión de que los átomos eran entidades complejas formadas por partículas más sencillas y que los átomos de un mismo elemento tenían en muchísimos casos masa distinta. Estas modificaciones sorprendentes de las ideas de Dalton acerca de la naturaleza de los átomos no invalidan en el campo de la Química los resultados brillantes de la teoría atómica.
Modelos atómicos. - Dalton. Thompson. - Rutherford. - Bhor. Demócrito, fue el que dio origen a la atómica, él decía que la materia estaba formada por pequeñas partículas indivisibles, de distintas formas y tamaños, y es por eso que las llamo átomos, lo que en griego significa “indivisible”.
Modelo atómico de Dalton El que sentó las bases a esta teoría fue John Dalton su modelo atómico postulaba: 1. La materia está formada por átomos indivisibles. 2. Los átomos son invariables.3. Los átomos de un mismo elemento son iguales entre sí: tienen la misma masa y las mismas propiedades químicas. 4. Los átomos de diferentes elementos tienen masas y propiedades químicas distintas. 5. Los compuestos químicos están formados por la combinación de átomoas de dos o más elementos diferentes. 6. Cuando dos o más átomos de distintos elementos se combinan para formar un mismo compuesto, lo hacen en una relación de números enteros sencillos. 7. En las reacciones químicas, los átomos ni se crean ni se destruyen; solamente cambian su distribución en las sustancias.
Modelo atómico de Thomson Sin embargo desapareció ante el modelo de Thomson ya que no explica los rayos catódicos, la radioactividad ni la presencia de los electrones (e-) o protones (p+). Thomson descubrió el electrón y determinó que la materia se compone en una parte negativa y una positiva. La parte negativa estaba constituidapor electrones, los cuales se encontraban, según este modelo, inmersos en una masa de carga positiva a manera de pasas en un pastel.Para explicar la formación de iones, positivos y negativos, y la presencia de los electrones dentro de la estructura atómica, Thomson ideó un átomo parecido a un pudin de pasas. Una esfera positiva continua en la que se encuentran incrustados los electrones. El número de cargas negativas era el adecuado para neutralizar la carga positiva. En el caso de que el átomo perdiera un electrón, la estructura quedaría positiva(catión); y si ganaba, la carga final sería negativa (anión). De esta forma, explicaba la formación de iones; pero dejó sin explicación la existencia de las otras radiaciones. Una serie de experimentos pusieron pronto en entredicho la validez del modelo atómico de Thomson (entre ellos el de la lámina de oro de Rutherford)
Modelo del átomo nuclear de Rutherford Este modelo fue desarrollado por el físico Ernest Rutherford a partir de los resultados obtenidos en su experimento realizado en 1911. En él, bombardeó una lámina de oro con partículas positivas a gran velocidad y se observo que: a) La mayor parte de ellas atravesaban la lámina sin cambiar de dirección. b)Algunas se desviaban considerablemente. c)Unas pocas partículas rebotaban hacia la fuente de emisión. Tras el análisis de los resultados sejustificó gracias al experimento que: a)Las partículas positivas que pasan lejos del núcleo atraviesan la lámina sin desviarse. b)Las partículas positivas que pasan cerca del núcleo se desvían. c)Las partículas positivas que chocan contra el núcleo rebotan.
Modelo de los níveles de energía de Bohr En 1913 Bohr presentó el primer modelo átomico basado en la existencia de niveles de energía dentro del átomo. Este modelo se basaba en la estructura del átomo de hidrógeno y su espectro, y combinaba el modelo átomico de Rutherford con la existencia de niveles de energía en un átomo que corregían ese modelo. El modelo de Bohr se apoya en tres postulados: Existe cierto número de orbitas circulares estables a lo largo de las cuales el electrón se desplaza a gran velocidad sin emitir energía. El electrón, tiene en cada orbita, determinada energía, que es tanto mayorcuando más alejada esté aquella del núcleo. Lo que caracteriza a una órbita es el nivel energético que posee. El electrón no radia energía mientras permanece en una órbita estable. Cuando ele electrón cae de un nivel de energía superior a otro de energía inferior, se emite una cantidad de energía definida en forma de radiación.
Números cuánticos Los números cuánticos son unos números asociados a magnitudes físicas conservadas en ciertos sistemas cuánticos. Corresponden con los valores posibles de aquellos observables que conmutan con el Hamiltoniano del sistema. Los números cuánticos permiten caracterizar los estados estacionarios, es decir los estados propios del sistema. En física atómica, los números cuánticos son valores numéricos discretos que indican las características de los electrones en los átomos, esto está basado en la teoría atómica de Niels Bohr que es el modelo atómico más aceptado y utilizado en los últimos tiempos por su simplicidad. En física de partículas, también se emplea el término números cuánticos para designar a los posibles valores de ciertos observables o magnitud física que poseen un espectro o rango posible de valores discreto.
Principio de exclusión de Pauli El principio de exclusión de Pauli es un principio cuántico enunciado por Wolfgang Ernst Pauli en 1925. Establece que no puede haber dos fermiones con todos sus números cuánticos idénticos (esto es, en el mismo estado cuánticode partícula individual) en el mismo sistema cuántico ligado.1 Formulado inicialmente como principio, posteriormente se comprobó que era derivable de supuestos más generales: de hecho, es una consecuencia del teorema de la estadística del spin.Históricamente el principio de exclusión de Pauli fue formulado para explicar la estructura atómica, y consistía en imponer una restricción sobre la distribución de los electrones entre los diferentes estados. Posteriormente, el análisis de sistemas de partículas idénticas llevó a la conclusión de que cualquier estado debía tener una simetría bajo intercambio de partículas peculiar, lo cual implicaba que existían dos tipos de partículas: fermiones, que satisfarían el principio de Pauli, y bosones, que no lo satisfarían.
Principio de máxima multiplicidad El principio de máxima duplicidad (regla Hund ), establece que: los electrones que entran en los orbítales p, d o f ocuparan primero orbítales con sus giros paralelos en el mismo sentido. También puede expresarse asi: ningún orbital puede tener dos electrones mientras otro del mismo subnivel este vació. Este principio hace referencia que cuando los electrones se van agregando a los orbítales que tienen la misma energía (llamados degenerados) lo deben de hacer entrando un electrón en cada orbital de forma tal que queden desapareados y con spin paralelo antes de que completar un orbital donde los electrones se encuentran apareados
Relación de indeterminación de Heisenberg En mecánica cuántica, la relación de indeterminación de Heisenberg o principio de incertidumbre establece la imposibilidad de que determinados pares de magnitudes físicas sean conocidas con precisión arbitraria. Sucintamente, afirma que no se puede determinar, en términos de la física cuántica, simultáneamente y con precisión arbitraria, ciertos pares de variables físicas, como son, por ejemplo, la posición y el momento lineal (cantidad de movimiento) de un objeto dado. En otras palabras, cuanta mayor certeza se busca en determinar la posición de una partícula, menos se conoce su cantidad de movimiento lineal y, por tanto, su velocidad. Este principio f ue enunciado por Werner Heisenberg en 1927. El principio de indeterminación no tiene un análogo clásico y define una de las diferencias fundamentales entre física clásica y física cuántica. Desde un punto de vista lógico es una consecuencia de axiomas corrientes de la mecánica cuántica y por tanto estrictamente se deduce de los mismos.
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