FUNDAMENTOS DE LA MECÁNICA CUÁNTICA

Presentación del tema: "FUNDAMENTOS DE LA MECÁNICA CUÁNTICA"— Transcripción de la presentación:

1 FUNDAMENTOS DE LA MECÁNICA CUÁNTICA
ACONTECIMIENTOS ANTERIORES EXPLICACIONES PRINCIPIOS DE LA MECÁNICA CUÁNTICA CUERPO HIPÓTESIS DE PLANCK HIPÓTESIS DE DE BROGLIE EFECTO FOTOELÉCTRICO EINSTEIN PRINCIPIO DE INCERTIDUMBRE DE HEISENBERG ESPECTROS ATÓMICOS MODELO DE BOHR FUNCIÓN DE PROBABILIDAD DE SCHRÖDINGER

2 Catástrofe del ultravioleta
CUERPO NEGRO La radiación depende solo de la temperatura y no de la sustancia Según mecánica clásica Catástrofe del ultravioleta Desplazamiento de Wien λmáx T = cte

3 La energía no se emite de forma continua, sino en cuantos E = h · f;
CUERPO NEGRO HIPÓTESIS DE PLANCK La energía no se emite de forma continua, sino en cuantos E = h · f; h = cte Planck = 6,634 · J · s Por tanto, la energía emitida no puede tener cualquier valor. Solo podrá emitirse un número entero de cuantos de energía: ET = n · h · f La Energía está cuantizada en forma de “cuantos”. Los cuantos de distintas frecuencias tienen diferente tamaño El número de oscilaciones de baja frecuencia es muy superior al de los osciladores de alta frecuencia

4 La emisión de electrones es siempre instantánea
EFECTO FOTOELÉCTRICO Emisión de electrones de un metal cuando sobre él se incide con una energía de una determinada frecuencia Según la teoría clásica los electrones van absorbiendo poco a poco la energía incidente, hasta que tienen la suficiente para vencer la atracción que mantienen con el núcleo y saltan al ánodo. Por tanto La emisión de electrones no sería instantánea La emisión se produciría para cualquier onda incidente La energía cinética de estos electrones dependería de la cantidad de radiación (de su intensidad y no de su frecuencia) Pero lo que realmente se observa es: La emisión de electrones es siempre instantánea Cuando la radiación incidente es de una frecuencia menor que la denominada “frecuencia umbral” no se observa emisión de electrones La frecuencia umbral depende exclusivamente del tipo de material irradiado La energía cinética de los electrones emitidos, depende de la frecuencia de la radiación pero no de su intensidad (cantidad) La intensidad de corriente (el nº de electrones emitidos) si depende de la cantidad.

5 Explicación de Einstein E = h · fo + EC
EFECTO FOTOELÉCTRICO Explicación de Einstein E = h · fo + EC La energía luminosa no se reparte de un modo uniforme en el frente de onda, se encuentra concentrada en “cuantos de energía” denominados fotones. Un fotón puede tener energía suficiente para arrancar un electrón del metal. El electrón transforma dicha energía en trabajo contra la fuerza de atracción que lo mantiene unido al átomo. Dado que los átomos de los metales son diferentes, esta energía es diferente para cada metal = energía o trabajo umbral Si la energía de la luz incidente es mayor que la energía umbral, el electrón adquiere energía cinética. Ésta solo depende de la frecuencia de la luz incidente y de la intensidad umbral, y no de la intensidad. Un aumento de la intensidad supone un incremento en el número de electrones arrancados pero no en su energía cinética.

6 Según la Teoría clásica:
ESPECTROS Emisión o absorción de radiación (ondas electromagnéticas de distinta frecuencia) Según la Teoría clásica: Se espera que los espectros de emisión y de absorción sean continuos. Es decir, que se emitan todas las frecuencias (una gradación continua de "colores", sin interrupciones) Se descubre que: Los espectros observados son discontinuos. Sólo se observan ciertas líneas (ciertas frecuencias). Cada elemento químico tiene su propio espectro característico (esto permitirá identificar los componentes de una sustancia a partir de la luz que emite).

7 Mientras el electrón está en una órbita su energía permanece constante
ESPECTROS MODELO DE BOHR Las órbitas del electrón no pueden estar a cualquier distancia del núcleo, sino que solo están permitidas ciertas órbitas Mientras el electrón está en una órbita su energía permanece constante Cuando el electrón salta de una órbita de mayor energía a otra de menor, emite radiación en forma de E = h · f. Cuando el átomo absorbe radiación, la emplea el electrón en saltar a una órbita de mayor energía.

8 PPIO INCERTIDUMBRE DE HEISEMBERG
MECÁNICA CUÉNTICA HIPÓTESIS DE DEBROGLIE PPIO INCERTIDUMBRE DE HEISEMBERG Como partícula E = m · c2 Como onda: E = h · f = h · c/𝝺 Igualando Imposible conocer a la vez posición y velocidad FUNCIÓN DE PROBABILIDAD DE SCHÖDINGER