Física moderna: Física cuántica

CONTEXTO
1. Se han formulado varias teorías sobre la naturaleza de la luz
  1. Ondulatoria de Huygens
  2. Corpuscular de Newton
  3. Electromagnética de Maxwell
    1. Luz como onda formada por un campo eléctrico y uno magnético perpendiculares entre sí
  4. Ninguna explica todos los fenómenos causados por la luz, son refutadas por experimentos como:
    1. Radiación del cuerpo negro de Max Planck
    2. Efecto Fotoeléctrico
    3. Efecto Compton
TEORÍA CORPUSCULAR DE LA LUZ
1. La energía de la luz no se distribuye de forma uniforme por el frente de onda, opuesto a lo que afirmaba la teoría ondulatoria antes de experimentar con el efecto fotoeléctrico
2. La energía se halla cuantificada, concentrada en regiones llamadas cuantos de luz o FOTONES
  1. Los fotones son corpúsculos que llevan asociada una energía proporcional a su frecuencia
TEORÍA CUÁNTICA DE PLANCK
1. En EQUILIBRIO TÉRMINO el balance energético total es nulo, pues se emite y absorbe la misma cantidad de energía
2. Se puede medir por medio de la EXITANCIA: energía emitida por unidad de tiempo y por unidad de superficie del cuerpo
  1. Dependerá de la temperatura, naturaleza y estado de la superficie del cuerpo y longitud de onda
3. CUERPO NEGRO: Capaz de absorber toda la radiación que incida sobre él sin reflejar nada
  1. Constituye el patrón elegido para el estudio de la radiación de los cuerpos, que desembocará en dos leyes:
    1. Ley de Stefan-Boltzmann
    2. Ley de Wien
EFECTO FOTOELÉCTRICO
1. Cuando un fotón incide sobre un metal, es absorbido y su energía pasa a uno de los electrones del metal, que escapa si la energía del fotón que ha incidido supera un valor umbral (E0)
  1. El valor umbral depende de cada metal, y también es llamada trabajo de extracción
EFECTO COMPTON
1. Cuando un fotón incide sobre un electrón libre, el fotón sufre una desviación por la que se mueve con una mayor energía que la inicial y el electrón sale con una velocidad determinada
DUALIDAD ONDA-CORPÚSCULO
1. Toda partícula de una masa determinada que se mueve a una velocidad lleva asociada una onda
MODELO ATÓMICO DE BOHR
1. Basado en el modelo atómico de Rutherford en el que el electrón gira en órbitas circulares
2. Postulados
  1. 1. El átomo de hidrógeno tiene un núcleo positivo en torno al cual gira un electrón que sólo tiene ciertas órbitas permitidas
  2. 2. Mientras permanece en una órbita el electrón no intercambia energía con el medio
  3. 3. Cuando pasa de una órbita a otra emite o absorbe energía en forma de fotones con una frecuencia determinada
  4. 4.Las únicas órbitas estables son en las que el momento angular del electrón respecto del núcleo cumple:
3. Energía del electrón en la órbita
PRINCIPIO DE INDETERMINACIÓN DE HEISENBERG
1. Es imposible determinar simultáneamente la posición y cantidad de movimiento exactas del electrón, por tanto es imposible determinar su trayectoria
MODELO MECANOCUÁNTICO DEL ÁTOMO
1. Introduce el concepto de ORBITAL: Zona del espacio que rodea al núcleo donde existe la máxima posibilidad de encontrar al electrón

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