CRISIS DE LA FISICA CLASICA.pdf - Cosmofisica

9.2.1. Hipótesis de Plank; cuantización de la energía.
Colegio Sagrado Corazón
La teoría clásica afirma que la energía se emite de forma continua y, basándose en ese
postulado, se realizaron todos los cálculos para el espectro de emisión del cuerpo negro. Para
valores altos de la frecuencia no coincidían las predicciones con los hechos experimentales. La
innovación de Max Planck (Nobel en 1918) consistió en suponer que la energía no se emite de
forma continua, sino de forma discreta en forma de pequeños paquetes indivisibles llamados
cuantos. Cada uno de estos paquetes tiene una energía:
E = h ν
donde h=6.63·10 -34 J·s es la constante de Planck, y ν es la frecuencia de la radiación en
cuestión.
Debido al extremadamente pequeño valor de h, solamente para frecuencias elevadas
el valor de la energía de uno de estos paquetes se hace significativa, sin embargo a bajas
frecuencias su valor es tan pequeño que la emisión de gran cantidad de cuantos de energía se
puede aproximar a una la emisión continua. Aplicando esta hipótesis se obtuvieron resultados
más acordes con los hechos experimentales
9.2.2. Teoría de Einstein del efecto fotoeléctrico; concepto de fotón.
9.2.2.1 Concepto de fotón
Para explicar el efecto fotoeléctrico Albert Einstein amplió la idea de Planck de que la
radiación se emite de forma discontinua y postuló que también se propaga y es absorbida por
la materia de forma discontinua, lo que le valió el premio Nobel de Física en 1921. A este
paquete de energía se le llama fotón. Un fotón es una partícula de masa nula, de energía hν,
que se propaga a la velocidad de la luz.
9.2.2.2 Explicación de Einstein del efecto fotoeléctrico
La idea de que la radiación luminosa se propagaba y era absorbida de forma
discontinua en forma de fotones volvió a abrir la controversia sobre la naturaleza de la luz y,
además, permitió a Einstein explicar satisfactoriamente el experimento de Hertz:
1. Por un lado, los electrones reciben la energía luminosa, no en forma de una onda, sino
como un corpúsculo, por lo que adquieren la energía instantáneamente y así se explica
que el efecto fotoeléctrico sea instantáneo.
2. Por otra parte, la energía recibida por un electrón es la que corresponde a un fotón,
cuya energía es:
Efotón = h ν
Tema 9-5