RADIACIÓN TÉRMICA
En las cercanías de un objeto muy caliente, como una estufa o un leño encendido nuestra piel percibe el calor que nos llega en forma de ondas
infrarrojas. Pero no sólo los cuerpos muy calientes emiten ondas
electromagnéticas: en realidad, todo cuerpo cuya temperatura sea superior al cero absoluto lo hace. Para las
temperaturas que percibimos
CUERPOS NEGROS
Un cuerpo negro es un objeto teórico o ideal que absorbe toda la luz y toda la energía radiante que incide sobre él. Nada de la radiación
incidente se refleja o pasa a través del cuerpo negro. A pesar de su nombre, el cuerpo negro emite luz y constituye un modelo ideal
físico para el estudio de la emisión de radiación electromagnética. La luz emitida por un cuerpo negro se denomina radiación de cuerpo negro.
Es posible estudiar objetos en el
laboratorio con comportamiento muy cercano al del cuerpo negro. Para ello se estudia la radiación proveniente de un
agujero pequeño en una cámara aislada. La cámara absorbe muy poca energía del
exterior, ya que ésta solo puede incidir por el reducido agujero. Sin embargo, la
Ley de Stefan-Boltzmann
La potencia total P emitida a la temperatura T
por una superficie S cumple la Ley de
Stefan-Boltzmann:
K
m
W
S
T
P
.
.
10
6703
,
5
8
2
4
Ley de desplazamiento de Wien
La posición del máximo en el espectro de la radiación del cuerpo negro depende de la temperatura del
La catástrofe ultravioleta
La descripción teórica
clásica de este fenómeno
se basó inicialmente en
la Fórmula de
Rayleigh-Jeans que no logra
predecir la caída en la
intensidad de emisión
cuando se pasa a la parte
ultravioleta del espectro,
tal y como se detalla en la
figura. A esto se le llamó
la catástrofe del
Las hipótesis de Planck
• Los átomos emiten radiación se
comportan como osciladores
armónicos.
• Cada oscilador absorbe o emite
energía en una cantidad
proporcional a su frecuencia de
oscilación.
s
J
h
f
h
E
o
6
,
625
.
10
34
.
...
3
,
2
,
1
.
.
n
h
f
n
E
EFECTO FOTOELÉCTRICO
El
efecto fotoeléctrico
consiste
en la emisión de electrones por
un material cuando se hace
incidir sobre él radiación
electromagnética (luz visible o
ultravioleta, en general)
• Sólo se produce emisión si la frecuencia de la radiación supera un valor mínimo, llamada frecuencia umbral, propia de cada metal. •Si la frecuencia de la luz incidente es mayor que la umbral, el
número de electrones emitidos es proporcional a la intensidad de la radiación incidente, pero su energía cinética es independiente de esta intensidad.
Medidas del efecto fotoeléctrico
• Mediante una fuente de potencial variable, tal como se ve en la figura podemos medir la energía cinética máxima de los electrones emitidos. • Aplicando una diferencia de
potencial V variable entre las placas A y C, podemos obtener un potencial que frene el movimiento de los
fotoelectrones emitidos –potencial de corte –. Para un voltaje V determinado, el amperímetro no señala paso de
corriente, lo que significa que ni los electrones más rápidos llegan a la placa C. En ese momento la energía potencial de los electrones se hace igual a la energía cinética.
http://teleformacion.edu.aytolacoruna.es/FISICA/document/fisicaInteractiva/ Ef_Fotoelectrico/EfectoFotoelectrico_indice.htm
0
eV
E
cmáx
Potencial de frenado
Teoría cuántica de Einstein
• Toda la energía emitida por una fuente radiante está
cuantizada en paquetes llamados
fotones
• La cantidad de energía de cada fotón viene dada por
E=h.f
• Cada fotón es absorbido por un electrón, y la energía
cinética del fotoelectrón es
W
f
h
E
c
.
Welectrón del metal.=trabajo necesario para extraer elEl electrón con menor energía de enlace escapará con una
energía cinética máxima dada por la ecuación fotoeléctrica:
0
.
f
W
h
¿Qué explicó la Teoría de Einstein?
• Si la frecuencia de la
radiación es inferior a la
frecuencia umbral, ningún
electrón puede ser extraído,
pues los fotones no tendrán la
energía mínima para ello.
• Al duplicar la intensidad de la
luz, se duplica el número de
fotones, y por tanto la
intensidad de corriente. Esto
no varía la energía cinética de
cada electrón.
• Como la energía se
suministra en paquetes
(fotones) no tiene sentido la
existencia de un tiempo de
retraso.
Mecánica cuántica
La radiación electromagnética se
comporta en ocasiones como un
conjunto de fotones. Esta idea
La idea de De Broglie
A De Broglie, aficionado a la música, que los electrones del átomo sólo pudieran tener órbitas relacionadas con un número entero, le recordaba la existencia de los armónicos en un instrumento de cuerda.Conociendo también la doble
naturaleza corpuscular-ondulatoria de la luz, postuló que las partículas atómicas poseen también esta doble naturaleza.De esta forma, cada partícula tendría una longitud de onda dada por:
Conclusiones sobre la naturaleza
ondulatoria de las partículas
La hipótesis de De Broglie
Toda partícula se porta, en su
propagación, como una onda
de
longitud: donde p es su
momento lineal.
Las partículas ya no son pequeñas
esferas
El lugar donde detectamos una partícula que pasa a través de una rendija depende de si hay otras abiertas alrededor o no. La onda de las partículas subatómicas tiene una extensión espacial apreciable
