CIENCIAS 16

FÍsIca
TEma 16
FÍsIca moDErna
DESARROLLO DEL TEMA
I. TEORÍA CUÁNTICA
Es aquella que se encarga de estudiar la cuantificación
de la energía (cuantum) o paquetes de energía.
La revolución de esta teoría consiste en descubrir que la
energía existe en forma discreta y no en forma contínua.
A. Analogía
Los granos de maíz se pueden
cuantificar, es decir existe un
elemento mínimo, el grano
luego se puede contar; 1; 2; 3;
...; n granos (forma discreta).
La cantidad de agua
varía en forma continua
(aparentemente).
Uno de los pioneros de esta teoría
fue el físico alemán Max Planck
(1858 – 1947). El análisis científico
se explica a continuación: Si
se dirige un rayo de luz de un
cuerpo incandescente hasta un
prisma, se formaría un espectro
de luz aparentemente contínuo. El cuerpo caliente,
emite radiaciones que dan un aspecto contínuo,
sin embargo, la luz emitida no es uniforme, pues
depende de:
• La naturaleza química;
• y de la temperatura del cuerpo.
Ahora; para que la luz emitida sea uniforme a una
determinada temperatura independiente de la
naturaleza química del cuerpo, se hizo uso del cuerpo
negro.
Cuerpo negro
caliente
luz uniforme
espectro
Cuando el cuerpo negro es calentado hasta alcanzar una
temperatura suficientemente elevada, este emite luz
uniforme.
Algunos científicos utilizando el montaje de la figura
midieron experimentalmente la intensidad contenida en
cada región del espectro, obteniéndose diversas curvas
entre las cuales podemos citar.
Llegando a varias conclusiones; entre ellas:
Cuando la temperatura del cuerpo negro aumenta,
f máx . aumenta cumpliendo
f max
T = Cte.
Por otro lado los trabajos de Maxwell y Hertz llevaron
a Max Planck a afirmar que la radiación se origina en
cada electrón, que oscila con una frecuencia "f" dada
(osciladores eléctricos miscroscópicos).
Planck llevó a cabo varios modelos matemáticos, de los
cuales la única manera de llegar a la misma respuesta
experimental era asumiendo que un oscilador podría
emitir sólo ciertas energías, es decir, que son múltiplos
de hf(h = Cte de Planck), f = frecuencia.
En síntesis, la energía de un oscilador puede ser:
0;1hf; 2hf; 3hf; ... nhf
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san marcos rEGULar 2014 – II 1
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