Compendio de Experimentos Clásicos de la Física Moderna Anderson Julian Vargas Franco G1E32Anderson 20/06/2015

Experimento de Franck y Hertz , Cuantización de la energía El experimento de Franck y Hertz se realizó por primera vez en 1914por James Franck y Gustav Ludwig Hertz. Tiene por objeto probar la cuantización de los niveles de energía de los electrones en los átomos. El experimento confirmó el modelo cuántico del átomo de Bohr demostrando que los átomos solamente podían absorber cantidades específicas de energía (cuantos). Por ello, este experimento es uno de los experimentos fundamentales de la física cuántica.

Experimento de Franck y Hertz , Cuantización de la energía Con el fin de poner en evidencia la cuantización de los niveles de energía, utilizamos un triodo, compuesto de un cátodo, de una rejilla polarizada y de un ánodo, que crea un haz de electrones en un tubo de vacío que contiene mercurio gaseoso. Medimos entonces la variación de la corriente recibida por el ánodo con arreglo a la energía cinética de los electrones, y podemos deducir las pérdidas de energía de los electrones en el momento de las colisiones.

Efecto Fotoeléctrico consiste en la emisión de electrones por un material cuando se hace incidir sobre él una radiación electromagnética (luz visible o ultravioleta, en general).

Leyes de la emisión fotoeléctrica 1 Para un metal y una frecuencia de radiación incidente dados, la cantidad de fotoelectrones emitidos es directamente proporcional a la intensidad de luz incidente. 2 Para cada metal dado, existe una cierta frecuencia mínima de radiación incidente debajo de la cual ningún fotoelectrón puede ser emitido. 3 Por encima de la frecuencia de corte, la energía cinética máxima del fotoelectrón emitido es independiente de la intensidad de la luz incidente, pero depende de la frecuencia de la luz incidente. 4 La emisión del fotoelectrón se realiza instantáneamente, independientemente de la intensidad de la luz incidente

Efecto Compton(universalidad de la dualidad de la luz) Consiste en el aumento de la longitud de onda de un fotón cuando choca con un electrón libre y pierde parte de su energía. La frecuencia o la longitud de onda de la radiación dispersada depende únicamente del ángulo de dispersión. El efecto Compton constituyó la demostración final de la naturaleza cuántica de la luz tras los estudios de Planck sobre el cuerpo negro y la explicación de Einstein del efecto fotoeléctrico.

Efecto Compton(universalidad de la dualidad de la luz)

Davisson - Germer (Propiedades ondulatorias de la materia) El experimento de Davisson-Germer fue un experimento físico realizado por los físicos estadounidenses Clinton Davisson y Lester Germer en 1927, lo que confirma la hipótesis de de Broglie. La hipótesis de de Broglie dicho partículas de materia tienen propiedades ondulatorias. Esta demostración de la dualidad onda-partícula fue históricamente importante en el establecimiento de la mecánica cuántica y la ecuación de Schrödinger.

Davisson - Germer (Propiedades ondulatorias de la materia) Construyeron un aparato de vacío, con el fin de medir las energías de los electrones dispersados desde una superficie de metal. Los electrones procedentes de un filamento caliente, fueron acelerados por una tensión, y dirigidos para golpear una superficie de metal de níquel.  Fue una gran sorpresa para ellos, encontrar que en ciertos ángulos había un pico en la intensidad del haz de los electrones dispersados. Este pico indicaba un comportamiento de onda en los electrones, y daba valores que podían ser interpretado por la ley de Bragg, sobre el espaciado reticular del cristal de níquel.

Inexistencia del Eter En un intento de probar la existencia del éter y la velocidad de la traslación de la Tierra con respecto a éste Albert Abraham Michelson (1852-1931) y Edward Morley (1838-1923) diseñaron un experimento capaz de medir la velocidad de la luz en dos direcciones perpendiculares entre sí y con diferente velocidad lineal relativa al éter. Fue el famoso experimento de Michelson y Morley (1887) cuyos resultados negativos sugirieron que la Tierra no se traslada. Los científicos optaron por disipar el concepto de éter y formular la teoría de la relatividad especial de Einstein, que buscaba ser compatible con la traslación de la Tierra. 

Michelson yMorley  Los resultados negativos del experimento de Michelson y Morley tuvieron dos consecuencias: En primer lugar, al demostrar que el éter carecía de propiedades medibles resultaba insostenible la hipótesis del éter –final ignominioso para lo que había sido una idea respetada. En segundo lugar se vislumbraba un nuevo principio físico: la velocidad de la luz en el espacio libre es la misma en todas partes, independiente de cualquier movimiento de la fuente o del observador.

Referencias https://es.wikipedia.org/wiki/Experimento_de_Franck_y_Hertz http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbasees/Imgmdl/FHZ.gif https://es.wikipedia.org/wiki/Efecto_fotoel%C3%A9ctrico http://labman.phys.utk.edu/phys222core/modules/m10/images/matter1a.gif https://en.wikipedia.org/wiki/Davisson%E2%80%93Germer_experiment#/media/File:Davisson-Germer_experiment.svg https://es.wikipedia.org/wiki/Experimento_de_Michelson_y_Morley http://4.bp.blogspot.com/-y84qOp1MfjU/UT5iWApmoWI/AAAAAAAACn8/1zOh7h330eM/s1600/compton.jpg