Cuarta Sesión Efecto fotoeléctrico Modelo Atómico de Bohr

Efecto Fotoeléctrico

Efecto Fotoeléctrico (2)

Efecto Fotoeléctrico (3)

Efecto Fotoeléctrico (4) La frecuencia umbral es una propiedad de cada metalLa frecuencia umbral es una propiedad de cada metal

Usos Elevadores.Elevadores. Cámaras de TV.Cámaras de TV. Relojes y calculadoras solares.Relojes y calculadoras solares.

Cámara de TV antigua. Los tres objetos enfrente de la muchacha son celdas fotoeléctricas de Selenio.Cámara de TV antigua. Los tres objetos enfrente de la muchacha son celdas fotoeléctricas de Selenio.

Albert Einstein ( ) En 1905 propuso una explicación al efecto fotoeléctrico basado en la idea de Planck.En 1905 propuso una explicación al efecto fotoeléctrico basado en la idea de Planck. Premio Nóbel en 1921.Premio Nóbel en 1921.

Efecto Fotoeléctrico (5) Conservación de la energía:Conservación de la energía: h = W + T h – energía de la luz incidente W – función trabajo del metal T – energía cinética de los electrones emitidos

Efecto Fotoeléctrico (6) h = h 0 + T W = h 0 0 – frecuencia umbral 0 – frecuencia umbral O:O: T = h - h 0

Efecto Fotoeléctrico (7)

5.La función trabajo para el Ni metálico es 8.05 x J ¿Cuál es el valor de la longitud de onda umbral para este elemento?

6.La longitud de onda umbral para el Rb es de 574 nm a.Calcula la función trabajo del Rb. b.Si el Rb se irradia con luz de 420 nm ¿Cuál es la energía cinética de los electrones emitidos?

7.Un metal tiene una longitud de onda umbral de 7500 Ǻ ¿Cuál será la velocidad de los electrones emitidos si se ilumina con luz de 5000 Ǻ?

8.Se observa que la radiación que tiene longitudes de onda mayores a 6500 Ǻ no libera electrones de una superficie de Cs no importando que tan intensa sea la radiación ¿Cómo se explica esta observación?

Modelo Atómico de Bohr La Vieja Teoría Cuántica

Niels Bohr ( )( ) Premio Nóbel en 1922.Premio Nóbel en En 1913En 1913

Postulados del Modelo de Bohr Postulado 1 (o de Rutherford):Postulado 1 (o de Rutherford): “El átomo consta de una parte central llamada núcleo en la que se encuentra localizada la carga positiva, así como, la casi totalidad de la masa. En torno a este núcleo central y a una gran distancia de él giran los electrones en órbitas circulares.”

¿A una gran distancia? Tamaño de los átomos:Tamaño de los átomos: ~ m ~ cm ~ Ǻ Tamaño de los núcleos:Tamaño de los núcleos: ~ m (~ cm)

Comentario (hidrogenoides)

Comentario (2)

Comentario (3)

Comentario (4) El átomo de Rutherford es inestable porque toda partícula cargada acelerada irradia energíaEl átomo de Rutherford es inestable porque toda partícula cargada acelerada irradia energía

Postulado 2 (De la cuantización del momento angular del electrón):(De la cuantización del momento angular del electrón): “El momento angular del electrón está cuantizado, de tal manera que de las infinitas órbitas dadas por la ecuación  solo son posibles aquellas en las que su momento angular es un múltiplo entero de h/2π (ħ)”

Comentario Momento lineal:Momento lineal: p = mv Momento angular:Momento angular: L = r  p L = | r || p | sen Θ

Comentario (2) En un círculoEn un círculo Θ = 90º sen 90º = 1 L = mvr mvr = nħ mvr = nħ   n entero positivo

Comentario (3) Veamos cuales órbitas nos quedan:Veamos cuales órbitas nos quedan: De  :De  : En  :En  :

Comentario (4) Por la regla de la tortilla:Por la regla de la tortilla: Despejando r:

Comentario (5) con n entero ħ, e y m son constantes, llamaremos a la nueva constante a 0 o radio de Bohr ħ, e y m son constantes, llamaremos a la nueva constante a 0 o radio de Bohr Se puede calcular el valor de a 0 y da Ǻ o (19)× mSe puede calcular el valor de a 0 y da Ǻ o (19)× m 1 Å = m = cm

Comentario (6) Por lo tanto:Por lo tanto: Y en ǺngstromsY en Ǻngstroms r = (n 2 /Z) (0.529) Ǻ

Radios de las órbitas en el H Para el Hidrógeno:Para el Hidrógeno: Z = 1 Si n=1, r 1 = a0 = ǺSi n=1, r 1 = a0 = Ǻ Si n=2, r 2 = ǺSi n=2, r 2 = Ǻ Si n=3, r 3 = ǺSi n=3, r 3 = Ǻ

Otros hidrogenoides He + Z = 2 r 1 = 0.529/2 = = Ǻ r 2 = Ǻ U 91+ Z = 92 r1 = 0.529/92 = Ǻ

Postulado 3 (De la cuantización de la energía): Cuando el electrón se encuentra en órbita permitida no irradia energía. Se vale pasar de una órbita permitida a otra en cuyo caso, el gasto de energía será(De la cuantización de la energía): Cuando el electrón se encuentra en órbita permitida no irradia energía. Se vale pasar de una órbita permitida a otra en cuyo caso, el gasto de energía será ΔE = E f – E i = h ΔE = E f – E i = h