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Dic 14 2013

¡Feliz cumpleaños, física cuántica!

 

Tal día como hoy (14 de Diciembre), pero de hace 113 años (en 1900), Max Planck expone en Berlín su idea del cuanto y se considera dicho momento como el nacimiento de la física cuántica. Los problemas de la física a comienzos del siglo XX eran fundamentalmente tres y dieron lugar al nacimiento de la física moderna. A continuación los repasamos.

1. Radiación de cuerpo negro

 
Un cuerpo a altas temperaturas emite en todas frecuencias: la intensidad
tiende a 0 para longitudes de onda muy cortas o muy largas. Presenta un
máximo en gráfico I/l (Intensidad frente a longitud de onda) en lmax que depende de la temperatura.Si se cierra una superficie a estilo de un horno y observamos, descubrimos que:

       lmaxT = C0 = 0,2898 cm K
que se conoce como la Ley desplazamiento de Wien, que da que C0 es constante universal.

La distribución espectral independiente de la forma de la cavidad y del material de la superficie del cuerpo negro es aquella que absorbe toda radiación que incide sobre ella. La radiación de cuerpo negro es aquella que emerge por el
orificio. Planck resuelve el misterio en 1900: solo se puede tomar o ceder electrones en cantidades de energía en porciones:  E=hv

Se conoce como la Ley de radiación de Planck a:
2. Efecto fotoeléctrico
 
Si luz incide sobre una superficie metálica emite electrones, pero la energía cinética de los electrones independientemente de la intensidad de la luz. En 1905 Einstein da solución:
      Ecin = E-W = hv-W
donde W es el trabajo de extracción. Millikan lo probó experimentalmente.
Si hay una diferencia de potencial debe de ser debido a que:
      eV > E(cinética)
siendo el potencial crítico:
      V(0) = (hv-W) / e
 
(Más información en el blog de Verónica Casanova Astrofísica y Física)
3. Estabilidad y tamaño de los átomos
 
En 1910 Rutherford descubre que el átomo se compone de núcleo una capa de electrones. En 1913 Bohr formula lo que se conocen como Condiciones cuánticas de Bohr:
descubrió que en el estado fundamental no emite radiación.Nota: La ecuación que encabeza el artículo se corresponde con el desarrollo del teorema de Ehrenfest para una partícula libre y su coordenada X.

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