Teor\u00eda de Planck Adem\u00e1s de las dos leyes anteriores ley de Stefan Boltzman y

Teoría de planck además de las dos leyes anteriores

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Teoría de Planck Además de las dos leyes anteriores (ley de Stefan-Boltzman y ley de desplazmiento de Wien) , había otros fenómenos que la teoría clásica de la radiación electromagnética era también incapaz de explicar. Por ejemplo el conocido efecto mediante el cual un metal desprendía electrones al incidirle luz a determinadas frecuencias, más adelante denominado efecto fotoeléctrico . El funcionamiento del mundo a pequeña escala (átomos y moléculas) tampoco lograba ser explicado con la teoría clásica de la radiación. Por todo lo anterior fue necesario inventarse otra teoría, llamada teoría cuántica de la radiación electromagnética . Y fue precisamente Max Planck en 1900 quien sugirió que la radiación electromagnética era radiada o absorbida por un átomo o molécula en forma discontinua, por paquetes ( cuantos ) de energía denominados fotones ; estos paquetes contienen la siguiente cantidad de energía: E = hf [3] en donde h es la denominada constante de Planck cuyo valor es 6,62x10 -34 J.s, y f la frecuencia de la radiación . Otra característica importante es que la energía que puede tener un átomo o una molécula también está cuantizada . Esta energía sólo puede tomar un valor de un conjunto discreto de valores. Ese conjunto discreto de valores se denomina niveles de energía . Si un átomo aumenta o disminuye su energía, pasando de una energía inicial E i a otra final E f , lo hace a saltos absorbiendo o emitiendo un cuanto de energía ( un fotón ) en forma de energía radiante, de tal forma que se cumple, f i E - E = hf [4]
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7 donde f es la frecuencia de la radiación emitida o absorbida por el átomo. De esta forma los átomos y moléculas sólo podrán absorber o emitir luz (fotones) de determinadas frecuencias ( espectros de absorción y emisión ), tal y como se ilustra en la Figura 7. Se debe observar que a las frecuencias que absorbe ( espectro de absorción ) un átomo o molécula, también emite ( espectro de emisión ), Figura 8 . Figura 7 Figura 8 Ejemplo 7: Dada las longitudes de onda del espectro de la luz visible calcular las frecuencias respectivas y la energía de los correspondientes fotones (escoger una longitud de onda para cada uno de los colores principales). En la Tabla 1 se pueden obtener los datos
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8 Tabla 1 Espectro Color Longitud de onda λ (nm) violeta 380 450 azul 450 495 verde 495 570 amarillo 570 590 naranja 590 620 rojo 620 750 Solución: En cada región del espectro se estimará la longitud de onda tomando el promedio de su ancho de banda de las longitudes de onda. Por ejemplo, la luz violeta está comprendida entre longitudes de onda de 380 nm a 450 nm, Tabla 1, por lo cual se tomará su promedio para realizar los cálculos, menor mayor λ + λ λ = 2 violeta 380 nm + 450 nm λ = = 415 nm 2 Análogamente para las otras longitudes de onda del espectro visible. Los resultados se registran en la Tabla 2.
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  • Fall '16
  • Radiación electromagnética, microondas, Espectro visible, Cuerpo negro, Radiación infrarroja

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