Trabajo de química
2. Orígenes de la teoría cuántica.
Aunque el modelo atómico de Rutherford explicaba con éxito las experiencias experimentales observadas hasta el momento, presentaba ciertas limitaciones.
En aquella época, ya se conocía que, cuando una carga eléctrica se mueve con movimiento acelerado, pierde energía en forma de radiación electromagnética. Esta pérdida de energía conduciría a que la trayectoria del electrón fuera cada vez más cercana al núcleo hasta que el electrón terminara precipitándose sobre él y aniquilándose. Sabemos que el átomo es un sistema de partículas estable.
Por este motivo, era necesario establecer otro modelo atómico que, además de explicar los fenómenos observados, no vulnerase las leyes de la física.
2.2. Hipótesis de Planck.
Los cuerpos sólidos calientes emiten radiación. A finales del siglo XIX, se llevaron a cabo muchos intentos de relacionar la longitud de la onda de la radiación y temperatura del cuerpo. En 1900, Max Planck hizo tal afirmación:
"La energía absorbida o emitida por un cuerpo es múltiplo de una cantidad de energía elemental e independiente de la temperatura"
A estos "paquetes" de energía los denominó cuantos y se corresponden con la energía que emiten.
La energía de cada cuanto se calcula:
E= h * v
E es la energía de radiación, es una constante que vale 6,63*10-34 J*s y V es la frecuencia de la radiación.
La energía varia de forma discontinua, es decir, esta cuantizada.
E1 = E0 + H * V
La hipótesis de Planck dio origen a una nueva concepción de la física, la mecánica cuántica.
2.3. Efecto fotoeléctrico
En 1887 el físico alemán H. Hertz descubrió que, al incidir una radiación electromagnética sobre una superficie metálica, esta desprendía electrones. Este fenómeno se llamó efecto fotoeléctrico.
1. El metal emite electrones siempre y cuando la radiación alcance una frecuencia mínima, denominada por ello frecuencia umbral.
2.Al aumentar la intensidad de la luz sin variar la frecuencia, se incrementa el número de electrones que emite el metal por unidad de tiempo, pero no varia la energía con la que son emitidos.
3.Si la frecuencia no alcanza el valor umbral, no se emiten electrones, sea cual sea la intensidad de la radiación.
Este efecto era comprensible según el modelo ondulatorio de transmisión de la energía; la luz transmitía energía a los electrones de la superficie metálica, que quedaban liberados y viajaban hacia el electrodo positivo.
Fenónemos que resultaban inexplicables para los cientificios:
·Existencia de una frecuencia umbral; Si la luz incidente era de una frecuencia por debajo de un cierto valor (llamado frecuencia umbral) parecía no haber energía suficiente para arrancar los electrones metal. Esto era inexplicable porque, según la teoría electromagnética clásica, la energia de la luz no dependía de su frecuencia (color) sino de su intensidad (--).
Aunque el modelo atómico de Rutherford explicaba con éxito las experiencias experimentales observadas hasta el momento, presentaba ciertas limitaciones.
En aquella época, ya se conocía que, cuando una carga eléctrica se mueve con movimiento acelerado, pierde energía en forma de radiación electromagnética. Esta pérdida de energía conduciría a que la trayectoria del electrón fuera cada vez más cercana al núcleo hasta que el electrón terminara precipitándose sobre él y aniquilándose. Sabemos que el átomo es un sistema de partículas estable.
Por este motivo, era necesario establecer otro modelo atómico que, además de explicar los fenómenos observados, no vulnerase las leyes de la física.
2.1 Espectro electromagnético.
Hemos visto que los gases emiten luz al transmitirles energía en tubos de descarga. Hoy sabemos que además emiten otras radiaciones electromagnéticas no visibles.
Una radiación electromagnética consta de un campo eléctrico y un campo magnético que se propagan en forma de onda. Cada onda tiene una frecuencia, que es el numero de veces que se repite por unidad de tiempo. Se cumple:
V = ⇖ ⧭ v
Siendo V la velocidad de la onda, ⬉ la longitud y v la frecuencia.
El espectro de emisión de un elemento es el conjunto de frecuencias de la radiación que emite en estado gaseoso, después de comunicarle energía suficiente. De forma análoga, el espectro de absorción es el conjunto de frecuencias de radiación que absorbe.
El espectro de luz solar es continuo, es decir, contiene radiación en todas las frecuencias. A diferencia de este, los espectros de emisión de los elementos son discontinuos, siendo esto, los elementos en estado gaseoso que solo emiten radiación en algunas frecuencias determinadas.
Ejemplo: Si hacemos pasar una luz blanca a través de una sustancia gaseosa, los átomos absorberán parte de la radiación. Si descomponemos la luz emitida por estos átomos, obtendremos un espectro de absorción, constituido por una serie de rayas oscuras sobre el espectro continuo de la luz.
Siendo V la velocidad de la onda, ⬉ la longitud y v la frecuencia.
El espectro de emisión de un elemento es el conjunto de frecuencias de la radiación que emite en estado gaseoso, después de comunicarle energía suficiente. De forma análoga, el espectro de absorción es el conjunto de frecuencias de radiación que absorbe.
El espectro de luz solar es continuo, es decir, contiene radiación en todas las frecuencias. A diferencia de este, los espectros de emisión de los elementos son discontinuos, siendo esto, los elementos en estado gaseoso que solo emiten radiación en algunas frecuencias determinadas.
Ejemplo: Si hacemos pasar una luz blanca a través de una sustancia gaseosa, los átomos absorberán parte de la radiación. Si descomponemos la luz emitida por estos átomos, obtendremos un espectro de absorción, constituido por una serie de rayas oscuras sobre el espectro continuo de la luz.
2.2. Hipótesis de Planck.
Los cuerpos sólidos calientes emiten radiación. A finales del siglo XIX, se llevaron a cabo muchos intentos de relacionar la longitud de la onda de la radiación y temperatura del cuerpo. En 1900, Max Planck hizo tal afirmación:
"La energía absorbida o emitida por un cuerpo es múltiplo de una cantidad de energía elemental e independiente de la temperatura"
A estos "paquetes" de energía los denominó cuantos y se corresponden con la energía que emiten.
La energía de cada cuanto se calcula:
E= h * v
E es la energía de radiación, es una constante que vale 6,63*10-34 J*s y V es la frecuencia de la radiación.
E1 = E0 + H * VLa hipótesis de Planck dio origen a una nueva concepción de la física, la mecánica cuántica.
2.3. Efecto fotoeléctrico
En 1887 el físico alemán H. Hertz descubrió que, al incidir una radiación electromagnética sobre una superficie metálica, esta desprendía electrones. Este fenómeno se llamó efecto fotoeléctrico.
1. El metal emite electrones siempre y cuando la radiación alcance una frecuencia mínima, denominada por ello frecuencia umbral.
2.Al aumentar la intensidad de la luz sin variar la frecuencia, se incrementa el número de electrones que emite el metal por unidad de tiempo, pero no varia la energía con la que son emitidos.
3.Si la frecuencia no alcanza el valor umbral, no se emiten electrones, sea cual sea la intensidad de la radiación.
Este efecto era comprensible según el modelo ondulatorio de transmisión de la energía; la luz transmitía energía a los electrones de la superficie metálica, que quedaban liberados y viajaban hacia el electrodo positivo.
Fenónemos que resultaban inexplicables para los cientificios:
·Existencia de una frecuencia umbral; Si la luz incidente era de una frecuencia por debajo de un cierto valor (llamado frecuencia umbral) parecía no haber energía suficiente para arrancar los electrones metal. Esto era inexplicable porque, según la teoría electromagnética clásica, la energia de la luz no dependía de su frecuencia (color) sino de su intensidad (--).
Comentarios
Publicar un comentario