Compendio de Experimentos Clásicos de la Física Moderna Jonathan Alexis Saldarriaga Conde -G1E25Jhonatan- 09/06/2015

Experimento de Franck-Hertz Este experimento es la comprobación de los diferentes niveles de energía teorizados por Niels Bohr en su teoría sobre la estructura del átomo publicada en Un año mas tarde James Franck y Gustav Hertz, propusieron un arreglo experimental que podría demostrar los niveles propuestos por Bohr.

Los electrones se aceleran por medio de un potencial, entre su partida hasta una rejilla intermedia, luego algunos de estos electrones tienen aun la energía suficiente para superar el bajo voltaje entre la rejilla y la placa de llegada, en este tramo los electrones provocan una corriente medida en la placa de llegada. Cuando hay un gas especifico en el tubo, puede obtenerse una grafica, la cual muestra que en ciertos puntos existe un descenso en la corriente.

La explicación de esto es que los electrones están chocando inelásticamente con los átomos del gas, lo que hace que el electrón pierda energía cinética y el átomo la adquiera. Como esto pasa en solo algunos puntos se observo la relación que existía entre la energía adquirida por el átomo y la relación para la energía que proponía Bohr para pasar de un nivel a otro. Se llego a la conclusión que estas dos energías eran iguales lo que probó la existencia de los niveles de energía. Gustav HertzJames Franck

Efecto Fotoeléctrico Resultado de las nuevas consideraciones de la luz. Es el experimento que demuestra el comportamiento dual de la luz, es decir, la luz se comporta como una onda al propagarse y al tener fenómenos como la difracción y la interferencia; y por otro lado como corpúsculo (partícula) al interactuar con la materia. Esta ultima propiedad no estaba del todo clara, por lo que Albert Einstein propuso un arreglo experimental en 1905 que podría demostrar lo antes mencionado.

En este experimento si el amperímetro determinaba flujo de carga, se comprobaba que al hacer incidir radiación sobre la placa metálica, esta liberaría unos cuantos electrones que lo activarían. En efecto el amperímetro mostraba que existía corriente, por lo que se confirmo la interacción entre los fotones y la materia. Este resultado hizo posible muchas aplicaciones electrónicas, además que se comprobó la idea de que los fotones poseían momento lineal, lo que sirvió como base para posteriores formulaciones

Efecto Compton Es un resultado de las formulaciones de física cuántica y mecánica relativista para los fotones; estos al interactuar con la materia (mas específicamente con un electrón libre), cambian sus propiedades de frecuencia y por lo tanto de energía y longitud de onda, esto debido a un choque entre ambas partículas. Arthur Compton en 1923, descubrió que la frecuencia y por lo tanto la longitud de onda son función del ángulo de incidencia del fotón cuando choca con el electrón.

Este descubrimiento puso fin a la controversia de que la luz se comportaba solo como onda, y se adopto la dualidad onda – corpúsculo, de la luz, esto en base a los postulados de Planck y a los resultados del efecto fotoeléctrico de Einstein. Compton descubrió este efecto en su estudio de los Rayos X.

Experimento Davisson - Germer Este fue un experimento propuesto en 1928 para resolver la cuestión de De Broglie, que se planteaba si la materia podía comportarse como onda al ver que los fotones podían comportarse como onda- corpúsculo, en los últimos experimentos del efecto fotoeléctrico y el efecto Compton. Este experimento demostró que los electrones también tenían propiedades ondulatorias lo que confirmaba la teoría de De Broglie. Lester Germer Clinton Davisson

El experimento consistía en irradiar una placa de metal giratoria con electrones, para observar la dependencia angular de los electrones al rebotar, para sorpresa se encontró que en algunos ángulos se podía medir un pico en la intensidad del haz y que esto podía explicarse por la ley de Bragg para la difracción.

Experimento de Michelson - Morley Este experimento se realizo con el fin de demostrar la existencia del éter, un medio que servía para explicar la propagación de la luz por el vacío. Propuesto por Albert Michelson con ayuda de E. W. Morley en Consistía en observar las diferentes velocidades de la luz respecto al éter con separación de 6 meses en cada grupo de medición, en base a la suma vectorial de Galileo. Sin embargo el resultado fue que en todas direcciones la velocidad de la luz es constante.

La evidencia de que la velocidad era diferente en una dirección y en otra era el espectro de difracción que se observaba, sin embargo los resultados fueron iguales a los 6 meses de las primeras observaciones. Albert MichelsonEdward Morley

Referencias Notas de clase es.wikipedia.org wdb.ugr.es astr.gsu.edu/hbasees/quantum/DavGer2.html