TEMA 12
Insuficiencia de la Fisica clásica–
Se demuestra que es insuficiente la fisica clasica en el mundo de lo pequeño (atomo) y de lo grande (universo). La materia esta formada por átomos, la energía es discontinua y formada por cuantos.
Radiación térmica-
es la energía electromagnética que emite debido a su temperatura.Cuerpo negro-
es aquel que absorbe todas las radiaciones que llegan a el y ,por tanto, de emitir todas las longitudes de onda.Ley de Wien-
la longitud de onda, para la cual la intensidad emitida es maxima, disminuye al aumentar la temperatura.Ley de Stefan-Boltzmann-
la energía total emitida por un cuerpo negro o intensidad de la radiación por directamente proporcional a la cuarta potencia de su temperatura absoluta. Intensidad de radiación- cantidad de onda que irian en un rayo de luz por unidad de superficie. Unidad de fotones por unidad de tiempo y superficie.Intensidad energética-
cantidad de energía de todas las ondas por unidad de superficie y tiempo.Catástrofe ultravioleta-
Contradicción que se da en lo que dice Rayleigh y Jeans: la intensidad de la radiación debería aumentar de forma continua al disminuir la longitud de onda la intensidad tiende a infinito, violando el Principio de Conservación de Energía.Hipotesis de Planck-
Se afirma que la energía es discontinua y formada por cuantos, paquetes, de energía de frecuencia determinada. A los cuantos de energía se le denominan fotones.Efecto fotoelectrico(Teoría de Einstein)-
el efecto fotoeléctrico es la emisión de electrones por las superficies metálicas cuando se iluminan con luz de frecuencia adecuada. La descarga entre dos electrodos aumenta si se ilumina con luz ultravioleta. A los electrones emitidos por este proceso se le denominan fotoelectrones. Los electrones están «atrapados” en el metal por un potencial o energía que le impide salir. La energía necesaria para «arrancar” el electrón del metal se denomina función trabajo o trabajo de extracción (Wo). El efecto fotoeléctrico se puede suponer que ocurre cuando electrones del metal absorben la energía de la luz incidente. Si la energía absorbida es la suficiente para compensar la energía de extracción, se produce la «salida» del electrón del metal. Según la teoría clásica, la emisión de electrones debía presentarse a cualquier frecuencia, ya que con sólo aumentar la intensidad iluminación se puede conseguir suministrar al electrón la energía suficiente para ser arrancado del metal.Teoría de Einstein-
para este, la luz no solo se absorbe y se emiten en cuantos de energía, sino que están formados por partículas o fotones. Para explicar el efecto fotoelectrico, admitía que un foton de luz podía chocar con un electron y si es capaz de arrancar el electrón se produce el fenomeno. Si la energía del fotón es menor a la del trabajo de extracción no se produce el efecto. Si es igual la Ec es nula. Si es mayor el electrón escapa del metal con velocidad.Espectos atómicos-
Al suministrar energía a los átomos de un elemento en estado gaseoso, se excitan y emiten radiación electromagnética, parte de ella como luz visible. Si se analiza la radiación da lugar a un espectro discontinuo formado por una serie de rayas que corresponden a las diferentes longitudes de onda.Modelo atómico de Bohr-
el electrón gira alrededor del núcleo pero no en cualquier órbita sino en las que cumple que el momento angular es un multiplo de h/2pi. No puede quedarse entre órbitas el electrón. Cuando se mueve en una órbita no radia energía, solo lo hace cuando cambia de órbita. Cuando pasa de una órbita externa a otra interna emite energía y si pasa de una interna a otra externa la absorbe.Hipótesis de De Broglie(Dualidad partícula-onda)-
la luz tiene doble naturaleza. De Broglie extendía el carácter dual de la luz a los electrones, protones, neutrones, átomos, moleculas y todas las partículas materiales. Basándose en consideraciones relativistas y teoría cuanticas, pensó que si la luz se comporta como onda y como partícula, también la materia debía poseer este carácter dual. Para los cuerpos ordinarios, la longitud de onda es tan pequeña que no se observa en la naturaleza, pero con los electrones y protones la longitud de onda es apreciable. Davisson y Germer confirmaron la veracidad de la Hipotesis de Broglie.Principio de Incertidumbre de Heisenberg-
no es posible determinar simultaneamente la posición y la cantidad de movimiento de una partícula. Mecánica cuántica:Función de onda y probabilidad. Ya no se habla de incertidumbre sino de probabilidad. Ni tampoco se habla de orbita sino de orbital.La función de onda del electrón (Ψ) debe satisfacer la ecuación de Schrödinger. El cuadrado de la función de onda indica la probabilidad de encontrar al electrón en una región del espacio. Cada conjunto de números cuánticos define un orbital. Los números cuánticos determinan el nivel de energía, la forma y orientación de cada orbital atómico. Según sea el spim se puede encontrar de dos formas distintas.TEMA 11
Sistema inercial
Sistema de referencia que se considera que está en reposo o a vel. constante.Ecuaciones de transformación
Expresiones matemáticas que permiten relacionar las observaciones realizadas en sistemas de referencia distintos.Transformación de galileo
Espacio recorrido, tiempo y aceleración son invariantes. Velocidad no es invariante.Principio de Relatividad de Galileo
Las leyes físicas tienen la misma expresión matemática para dos observadores que se hallen con movimiento rectilíneo y uniforme uno respecto del otro. Toda ley debe expresar el mismo contenido en cualquier sistema de referencia. En la Mecánica clásica, el espacio es ‘absoluto para sucesos simultáneos, si t= t’. El tiempo es siempre absoluto. El problema del electromagnetismo. Einstein razonó que las leyes del electromagnetismo dejarían de ser válidas en un sistema de referencia el cual fuera a la velocidad de la luz. En un Sistema así no se podría aplicar la relatividad de Galileo.Éter
Estaba en reposo absoluto; era, pues, el sistema de referencia ideal para medir la velocidad absoluta de un móvil, y además todos los objetos se movían a través de él. Esto le daba al éter unas propiedades insólitas. Por ejemplo, era sumamente rígido, capaz de propagar velocidades tan altas como la de la luz y, sin embargo, la Tierra podría moverse por él sin que le ofreciera resistencia: muy rígido y carente de masa.Se pensaba que las ecuaciones de Maxwell solo eran válidas en el éter. La velocidad de la luz en el vacio c era la velocidad en el sistema del éter en reposo. Por tanto, si el éter existiera, las ecuaciones de Maxwell deberían tener validez para cualquier sistema de referencia que estuviera en reposo con relación al éter. Sin embargo, todos los intentos para descubrir la presencia del éter resultaron infructuosos. Además, se observó que la velocidad de la luz era la misma en todos los sistemas inerciales.