Mecánica Cuántica Efecto Fotoelectrico Relatividad Modelos Atomicos.

Presentación del tema: "Mecánica Cuántica Efecto Fotoelectrico Relatividad Modelos Atomicos."— Transcripción de la presentación:

1 Mecánica Cuántica Efecto Fotoelectrico Relatividad Modelos Atomicos

2 EL EFECTO FOTOELÉCTRICO
Luz - Fotones E=hf Nota: Se puede hablar indistintamente de frecuencia o longitud de onda, ya que ambas se relacionan con la velocidad de propagación. En el caso de la luz=c c=f - 1ev =1,6x10-19J

3 EL EFECTO FOTOELÉCTRICO
Luz W + - Ec 1ev =1,6x10-19J

4 EL EFECTO FOTOELÉCTRICO
Luz V+ V- - T=qdV dV G

5 EL EFECTO FOTOELÉCTRICO
Luz V+ V- - T=qdV dV G

6 RELATIVIDAD GENERAL

7 RELATIVIDAD GENERAL EL TIEMPO SE CONTRAE H

8 RELATIVIDAD GENERAL EL TIEMPO SE CONTRAE V h d=vt

9 RELATIVIDAD GENERAL EL TIEMPO SE CONTRAE V h

10 RELATIVIDAD GENERAL EL TIEMPO SE CONTRAE V h

11 RELATIVIDAD GENERAL 1ev =1,6x10-19J

12 Modelos Atomicos Modelo de Dalton Fue el primer modelo atómico con bases científicas, fue formulado en 1804 por John Dalton. Este primer modelo atómico postulaba: La materia está formada por partículas muy pequeñas llamadas átomos, que son indivisibles y no se pueden destruir. Los átomos de un mismo elemento son iguales entre sí, tienen su propio peso y cualidades propias. Los átomos de los diferentes elementos tienen pesos diferentes. Los átomos permanecen sin división, aún cuando se combinen en las reacciones químicas. Los átomos, al combinarse para formar compuestos guardan relaciones simples. Los átomos de elementos diferentes se pueden combinar en proporciones distintas y formar más de un compuesto. Los compuestos químicos se forman al unirse átomos de dos o más elementos distintos. Sin embargo desapareció ante el modelo de Thomson ya que no explica los rayos catódicos ni la radioactiviadad.

13 Modelo de Thomson Modelos Atomicos
Luego del descubrimiento del electrón en 1897 por Joseph John Thomson, se determinó que la materia se componía de dos partes, una negativa y una positiva. La parte negativa estaba constituida por electrones, los cuales se encontraban según este modelo inmersos en una masa de carga positiva a manera de pasas en un pastel.

14 Modelo de Rutherford Modelos Atomicos
Este modelo fue desarrollado por el físico Ernest Rutherford a partir de los resultados obtenidos en lo que hoy se conoce como el experimento de Rutherford en Representa un avance sobre el modelo de Thomson, ya que mantiene que el átomo se compone de una parte positiva y una negativa, sin embargo, a diferencia del anterior, postula que la parte positiva se concentra en un núcleo, el cual también contiene virtualmente toda la masa del átomo, mientras que los electrones se ubican en una corteza orbitando al núcleo en órbitas circulares o elípticas con un espacio vacío entre ellos. A pesar de ser un modelo obsoleto, es la percepción más común del átomo del público no científico. Rutherford predijo la existencia del neutrón en el año 1920, por esa razón en el modelo anterior (Thomson), no se habla de éste.

15 Modelos Atomicos Por desgracia, el modelo atómico de Rutherford presentaba varias incongruencias: Contradecía las leyes del electromagnetismo de James Clerk Maxwell, las cuales estaban muy comprobadas mediante datos experimentales. Según las leyes de Maxwell, una carga eléctrica en movimiento (en este caso el electrón) debería emitir energía constantemente en forma de radiación y llegaría un momento en que el electrón caería sobre el núcleo y la materia se destruiría. Todo ocurriría muy brevemente. No explicaba los espectros atómicos.

16 Modelo de Bohr Modelos Atomicos
Este modelo es estrictamente un modelo del átomo de hidrógeno tomando como punto de partida el modelo de Rutherford, Niels Bohr trata de incorporar los fenómenos de absorción y emisión de los gases, así como la nueva teoría de la cuantización de la energía desarrollada por Max Planck y el fenómeno del efecto fotoeléctrico observado por Albert Einstein. De acuerdo a esto, el átomo propuesto por Bohr consiste en un núcleo de hidrógeno alrededor del cual gira en órbitas circulares un electrón, ocupando la órbita permitida de menor energía, es decir, la más cercana al núcleo. El número de órbitas permitidas para el electrón se encuentra restringido por su nivel energético, y el electrón puede pasar a una órbita de mayor energía solamente absorbiendo una cantidad de energía específica (cuanto). El proceso inverso también es posible, que un electrón pase de una órbita de mayor energía a una de menor, liberando una cantidad específica de energía.

17 Modelos Atomicos Modelo de Bohr

18 Modelo de Schrödinger: Modelo Actual
Modelos Atomicos Modelo de Schrödinger: Modelo Actual Densidad de probabilidad de ubicación de un electrón para los primeros niveles de energía. Luego de que Louis-Victor de Broglie propuso la naturaleza ondulatoria de la materia en 1924, la cual fue generalizada por Erwin Schrödinger en 1926, se actualizó nuevamente el modelo del átomo. En el modelo de Schrödinger se abandona la concepción de los electrones como esferas diminutas con carga que giran en torno al núcleo, que es una extrapolación de la experiencia a nivel macroscópico hacia las diminutas dimensiones del átomo. En vez de esto, Schrödinger describe a los electrones por medio de una función de onda, el cuadrado de la cual representa la probabilidad de presencia en una región delimitada del espacio. Esta zona de probabilidad se conoce como orbital. La gráfica siguiente muestra los orbitales para los primeros niveles de energía disponibles en el átomo de hidrógeno y oxígeno.

19 Modelo de Schrödinger: Modelo Actual
Modelos Atomicos Modelo de Schrödinger: Modelo Actual

20 Problemas de aplicación.

21 3.- Calcule la energía de un fotón de luz de longitud de onda de 450nm.
(2,7eV) 4.- Las longitudes de onda del espectro visible , se indican en la tabla. Calcule para cada uno de ellos la energía máxima y mínima del fotón para el espectro visible color violeta azul verde amarillo naranja rojo

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23 6.- Se dispara un rayo luminoso de longitud d3 onda umbral , de manera que el electrón arrancado sale expelido con una rapidez equivalente al 0, 43% de la velocidad de la luz en el vacío. Determine: 6.1.- La longitud de onda umbral del rayo luminoso. 6.2.- Explique analíticamente si corresponde a un rayo infrarrojo o ultravioleta.

24 7.-para romper el ligamento químico de una molécula de piel humana y por lo tanto causar una quemadura de sol , se requiere de un fotón con una energía aproximada de 3,5eV ¿A que longitud de onda corresponde esta energías? ( 355nm , luz ultravioleta)

25 8. - La función de trabajo del metal de sodio es 2,3 eV
8.- La función de trabajo del metal de sodio es 2,3 eV .¿Cual es la longitud de onda mas grande de la luz que puede producir emisión de fotoelectrones en el sodio? 9.- ¿Qué diferencia de potencial se debe aplicar para detener al fotoelectrón mas rápido emitido por una superficie de níquel bajo la acción de luz ultravioleta de longitud de onda 200nm?.la función de trabajo del níquel es 5,01eV. (1,20 eV, se requiere un potencial retardador negativo , este es el potencial de frenado)

26 10.- ¿Qué diferencia de potencial se debe aplicar para detener al fotoelectrón mas rápido emitido por una lamina de níquel bajo la acción de luz ultravioleta umbral, si la función de trabajo para la emisión de fotoelectrones es de 5,01eV? (1,74eV) 11.- ¿Emitirá fotoelectrones una superficie de cobre , con una función de trabajo de 4,4 eV , cuando se ilumina con luz visible? (Umbral de longitud de onda 288nm , por lo tanto la luz visible ( 400nm a 700nm ) no puede desprender electrones del cobre)

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30 Gracias Montoya.-