compendio de experimentos física moderna pablo ortiz ffm2015 unal
TRANSCRIPT
![Page 1: Compendio de Experimentos Física Moderna Pablo Ortiz FFM2015 UNAL](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081419/5665b4db1a28abb57c944a7b/html5/thumbnails/1.jpg)
Compendio de Experimentos Física Moderna
Pablo OrtizFFM2015
UNAL
![Page 2: Compendio de Experimentos Física Moderna Pablo Ortiz FFM2015 UNAL](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081419/5665b4db1a28abb57c944a7b/html5/thumbnails/2.jpg)
Experimento de Franck-Hertz (1914)
• Objetivo: comprobar la existencia de los niveles de energía propuestos por Bohr.
• Base teórica: los átomos sólo se pueden excitar cuando se aplica la energía precisa igual a la diferencia de energía en dos niveles.
![Page 3: Compendio de Experimentos Física Moderna Pablo Ortiz FFM2015 UNAL](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081419/5665b4db1a28abb57c944a7b/html5/thumbnails/3.jpg)
Experimento de Franck Hertz (1914)
• El experimento consiste de electrones acelerados por un voltaje para excitar átomos de mercurio.
• La corriente medida varía con la excitación de los átomos.
![Page 4: Compendio de Experimentos Física Moderna Pablo Ortiz FFM2015 UNAL](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081419/5665b4db1a28abb57c944a7b/html5/thumbnails/4.jpg)
Experimento de Franck Hertz (1914)
• Resultados: La corriente disimiuye drásticamente cuando se alcanzan diferencias de nivel de 4,9 eV.
![Page 5: Compendio de Experimentos Física Moderna Pablo Ortiz FFM2015 UNAL](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081419/5665b4db1a28abb57c944a7b/html5/thumbnails/5.jpg)
Experimento de Franck Hertz (1914)
• Explicación:Los electrones colisionan inelásticamente con los átomos de mercurio transfiriéndoles energía. Esa transferencia de energía evita que lleguen al receptor e influyan en la corriente.
• Si no tienen suficiente energía, las colisiones son elásticas y llegarían los electrones al receptor.
![Page 6: Compendio de Experimentos Física Moderna Pablo Ortiz FFM2015 UNAL](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081419/5665b4db1a28abb57c944a7b/html5/thumbnails/6.jpg)
Efecto Fotoeléctrico
• Objetivo: probar las propiedades corpusculares de la luz.
• H. Hertz descubrió el fenómeno en 1887.
![Page 7: Compendio de Experimentos Física Moderna Pablo Ortiz FFM2015 UNAL](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081419/5665b4db1a28abb57c944a7b/html5/thumbnails/7.jpg)
Efecto Fotoeléctrico
• Fenómeno: Hertz descubrió por accidente que cuando luz incidía sobre una de dos esferas metálicas se generaba una descarga de electrones como si hubiera un campo eléctrico.
![Page 8: Compendio de Experimentos Física Moderna Pablo Ortiz FFM2015 UNAL](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081419/5665b4db1a28abb57c944a7b/html5/thumbnails/8.jpg)
Efecto Fotoeléctrico
• Experimento: Con una diferencia de potencial, se incide luz sobre una superficie metálica que libera electrones con la energía necesaria para quebrar la diferencia de potencial y generar corriente eléctrica.
![Page 9: Compendio de Experimentos Física Moderna Pablo Ortiz FFM2015 UNAL](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081419/5665b4db1a28abb57c944a7b/html5/thumbnails/9.jpg)
Efecto Fotoeléctrico
• Explicación de los resultados:En 1905, Albert Einstein propone, basado en la hipótesis cuántica de Planck, que la radiación electromagnética está constituida de paquetes de energía (fotones).
• Los fotones colisionan inelásticamente con los electrones, transfiriéndoles su energía como si fuera corpuscular.
![Page 10: Compendio de Experimentos Física Moderna Pablo Ortiz FFM2015 UNAL](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081419/5665b4db1a28abb57c944a7b/html5/thumbnails/10.jpg)
Efecto Compton (1923)
• Objetivo: reafirmar la dualidad de la luz propuesta por el efecto fotoeléctrico.
• A.H. Compton desarrolló un experimento que explicaba un fenómeno que probó la dualidad de la luz.
![Page 11: Compendio de Experimentos Física Moderna Pablo Ortiz FFM2015 UNAL](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081419/5665b4db1a28abb57c944a7b/html5/thumbnails/11.jpg)
Efecto Compton (1923)
• Compton hizo incidir un haz de rayos X sobre grafito, donde la luz se dispersaba en distintos ángulos.
![Page 12: Compendio de Experimentos Física Moderna Pablo Ortiz FFM2015 UNAL](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081419/5665b4db1a28abb57c944a7b/html5/thumbnails/12.jpg)
Efecto Compton (1923)
• A pesar de ser un haz monocromático, el haz dispersado presenta dos longitudes de onda.
![Page 13: Compendio de Experimentos Física Moderna Pablo Ortiz FFM2015 UNAL](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081419/5665b4db1a28abb57c944a7b/html5/thumbnails/13.jpg)
Efecto Compton (1923)
• Explicación cuántica:• Cuando el haz de rayos X incide sobre el
grafito, u otro material, sus fotones colisionan con los electrones del material y pierden energía, haciendo que se cambie su longitud de onda.
![Page 14: Compendio de Experimentos Física Moderna Pablo Ortiz FFM2015 UNAL](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081419/5665b4db1a28abb57c944a7b/html5/thumbnails/14.jpg)
Experimento de Davisson-Germer (1926)
• Postulado de De Broglie: para terminar de construir el modelo atómico sobre la propuesta de Bohr se inventó la mecánica cuántica en 1924.
• Uno de los primeros postulados de la mecánica cuántica dice de los aspectos ondulatorios de la materia.
• Postula De Broglie: al igual que la luz tiene dualidad de naturaleza, la materia (electrones) también deben tener doble naturaleza.
![Page 15: Compendio de Experimentos Física Moderna Pablo Ortiz FFM2015 UNAL](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081419/5665b4db1a28abb57c944a7b/html5/thumbnails/15.jpg)
Experimento de Davisson-Germer (1926)
• Davisson, en 1925, y Germer, en 1926, llevaron a cabo un experimento que probó el postulado de DeBroglie.
• Hicieron incidir un haz de electrones sobre un cristal que dispersa los electrones a distintos ángulos.
![Page 16: Compendio de Experimentos Física Moderna Pablo Ortiz FFM2015 UNAL](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081419/5665b4db1a28abb57c944a7b/html5/thumbnails/16.jpg)
Experimento de Davisson-Germer (1926)
• Resultados: los resultados del experimento demostraron lo que parecía ser un partón de difracción (como se haya en ondas) que iba acorde a la predicción de longitud de onda de De Broglie.
![Page 17: Compendio de Experimentos Física Moderna Pablo Ortiz FFM2015 UNAL](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081419/5665b4db1a28abb57c944a7b/html5/thumbnails/17.jpg)
Experimento de Michelson y Morley (1887)
• Éter Luminífero: Para explicar la velocidad de las ondas electromagnéticas, se postula la teoría de que la luz se mueve a velocidad constante con respecto a un medio llamado ‘éter’.
![Page 18: Compendio de Experimentos Física Moderna Pablo Ortiz FFM2015 UNAL](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081419/5665b4db1a28abb57c944a7b/html5/thumbnails/18.jpg)
Experimento de Michelson y Morley (1887)
• Albert Michelson y Edward Morley intentaron demostrar la existencia del éter con un experimento. De existir el éter, se vería un patrón de difracción en sus resultados. ¡Pero no se dieron los resultados!
![Page 19: Compendio de Experimentos Física Moderna Pablo Ortiz FFM2015 UNAL](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081419/5665b4db1a28abb57c944a7b/html5/thumbnails/19.jpg)
Experimento de Michelson y Morley (1887)
• Explicación: Albert Einstein postuló el principio de invariabilidad de la velocidad de la luz en el vacío en su artículo Zur Elektrodynamik bewegter Körper ("Sobre la electrodinámica de cuerpos en movimiento").
• La invariabilidad de la velocidad de la luz explica los resultados del experimento.