Notas de F´ısica General Cursos propedeúticos INAOE

Basándose en el enunciado de Planck, Einstein interpretó estos resultados
describiendo a la luz incidente como un conjunto de partículas (fotones) de
energía
E = hν , (4.3)
La relación 4.3, junto con λν = c, permite definir las regiones del espectro
electromagnético, radio, infrarrojo, visible, ultravioleta, rayos X y rayos
gamma.
4.1.4. Efecto Compton y momento de un fotón
El efecto Compton consiste en la dispersión de radiación de alta energía
por un electrón en reposo, la cual modifica la frecuencia de la radiación.
Compton describió exitosamente el proceso como la colisión elástica de un
fotón y un electrón. Para esta descrición se empla la conservación de momento
y energía con el momento lineal del fotón dado por
4.2. El átomo de Bohr
p = hν
c ˆ k ⇒ |p| = E
c .
En la mecánica clásica el átomo es un sistema inestable que radía su
energía casi instantáneamente. Bohr construyó el primer modelo que emplea
cuantización para convertir al átomo en un sistema estable.
Borh parte de la solución al potencial central con un potencial Coulombiano
U(r) = q1q2
,
r
donde para el átomo de hidrógeno q1 = +e,q2 = −e. En el caso de órbitas
circulares (˙r = 0), y usando la conservación de energía y momento angular
E = L2 e2
−
2mr2 r ,
la órbita de menor energía corresponde a un radio a tal que,
a = L2 e2
, E = − . (4.4)
me2 2a
Desde el siglo XIX era sabido que esta solución clásica presentaba un grave
problema. Las leyes de la electrodinámica, sintetizadas en las ecuaciones
de Maxwell, predicen que una carga acelerada pierde energía en forma de
43