La Mecánica Cuántica ENSAYO

AÑO DE LA DIVERSIFICACIÓN PRODUCTIVA Y DEL FORTALECIMIENTO DE LA EDUCACIÓN

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FACULTAD: Ingeniería

ESCUELA: Ingeniería Civil

INTEGRANTES:

• Palomino Asenjo, Alonso
• Paredes Pérez,  Carlos
• Soto Armas, David

PROFESOR:

Dr.: Jauregui Rosales, Segundo

TRUJILLO-PERÚ         24-11-2015

MODELO DE RAYO DE LUZ

Cuando las ondas electromagnéticas se alejan de una fuente, viajan en líneas rectas. Estas líneas rectas que salen de la fuente reciben el nombre de rayos. Piense en los rayos de luz como delgados haces de luz similares a los generados por un láser. En el vacío del espacio, la luz viaja de forma continua en línea recta a 300.000 kilómetros por segundo. Sin embargo, la luz viaja a velocidades diferentes y más lentas a través de otros materiales como el aire, el agua y el vidrio.

Reflexión de la luz

Existen dos clases de cuerpos,  los que emiten su propia luz y los que la reflejan. El Sol, el fuego, una lámpara de incandescencia, son cuerpos que emiten la propia luz que producen. Sin embargo, la mayoría de cosas que vemos no brillan, sino que reflejan luz. Por ejemplo: los espejos, los estanques tranquilos de agua, pueden formar imágenes.

Este fenómeno de la reflexión de la luz que vemos cuando un rayo de luz encuentra una superficie pulimentada y es rechazado de acuerdo con ciertas leyes, a saber:

        1ª Ley:

        “Los rayos incidente, normal y reflejado se encuentran en un mismo plano”.

        2ª Ley:        

        “El ángulo de incidencia (i) es igual al ángulo de reflexión (r)”.

Refracción de la luz

Cuando un rayo luminoso atraviesa el aire y penetra oblicuamente por la superficie del agua o del vidrio, su dirección cambia en el momento de penetrar en dichas sustancias debido al fenómeno de refracción. Un objeto sumergido observado desde afuera, parece ocupar otro sitio del que realmente ocupa, pues la reflexión dobla los rayos que provienen de él.

Constituye de dos leyes:

1ª Ley:

“Los rayos incidente, normal y refractado se encuentran en un mismo plano”.

2ª Ley:

“El ángulo de incidencia (i) y él ángulo de refracción (r) se relacionan por el índice de refracción (n)”.

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Se debe recordar que el primer medio es el AIRE, es decir que la refracción atmosférica hace que el Sol sea visible algunos minutos antes de “salir” y después de “ponerse”.

Espejos Planos

Un espero plano es una superficie plana muy pulimentada que puede reflejar la luz que llega con una capacidad reflectora de la intensidad de la luz incidente del 95% (o superior).

Los espejos planos se utilizan con mucha frecuencia. Son los que usamos cada mañana para mirarnos. En ellos vemos nuestro reflejo, una imagen que no está distorsionada.

Espejos Esféricos

Un espejo esférico está caracterizado por su radio de curvatura R. En el caso de los espejos esféricos solo existe un punto focal F=F´=R/2 cuya posición coincide con el punto medio entre el centro del espejo y el vértice del mismo. Se encontrará a la izquierda del vértice para los espejos cóncavos y a la derecha para los espejos convexos.

El aumento del espejo será A =y´/y y dependerá de la curvatura del espejo y de la posición del objeto.

• Espejos Cóncavos: Son los que tienen la curvatura hacia adentro se denominan espejos cóncavos o convergentes.

1. Objeto situado a la izquierda del centro de curvatura. La imagen es real, invertida y situada entre el centro y el foco. Su tamaño es menor que el objeto.
2. Objeto situado en el centro de curvatura. La imagen es real, invertida y situada en el mismo punto. Su tamaño igual que el objeto.
3. Objeto situado entre el centro de curvatura y el foco. La imagen es real, invertida y situada a la izquierda del centro de curvatura. Su tamaño es mayor que el objeto.
4. Objeto situado en el foco del espejo. Los rayos reflejados son paralelos y la imagen se forma en el infinito.
5. Objeto situado a la derecha del foco. La imagen es virtual,  y conserva su orientación. Su tamaño es mayor que el objeto.

• Espejos Convexos: Son los que espejos con una curvatura en la parte en la que reflectan la luz está hacia afuera.

1. Se produce una situación en la que la imagen es virtual, derecha y más pequeña que el objeto.

Difracción de la luz

La luz puede viajar exclusivamente en línea recta y ser incapaz de doblarse en las esquinas como la del sonido. Sin embargo, una observación cuidadosa puede decirnos que la luz se dobla ligeramente las esquinas. Por ejemplo, si se observa una luz muy brillante a través de una hendidura muy fina, se notará luz aun en las orillas de la rendija, sitio al que no podría llegar si solo se propagara en forma rectilínea. En los filos de las hojas de afeitar se notará además, bandas oscuras y bandas claras de colores que se forman alrededor de la ranura. Esta tendencia de la luz a doblarse a las esquinas agudas se llama difracción, y es la causa de las irisaciones que muestran también los cabellos expuestos al sol.

En general la difracción ocurre cuando las ondas pasan a través de pequeñas aberturas, alrededor de obstáculos o por bordes afilados.

Principio de Huygens

El principio de Huygens permite predecir la posición futura de un frente de onda cuando se conoce su posición anterior. Establece que los frentes de onda están formados por frentes de onda más pequeños, es decir, que cada punto de un frente de ondas primario se comporta como un emisor de ondas secundarias. Estas ondas secundarias son esféricas, tienen la misma frecuencia y se propagan en todas las direcciones con la misma velocidad que la onda primaria en cada punto. La envolvente de todas esas ondas secundarias es el nuevo frente de onda formado.

El principio de Huygens explica perfectamente la reflexión y refracción de la luz (también fácilmente explicables por la teoría corpuscular de Newton), así como los fenómenos ondulatorios que presenta, esto es, la difracción y las interferencias (hablaremos de difracción e interferencias en un futur post).

Interferencia

La interferencia es un fenómeno relativo a todas las ondas, no solo a las ondas electromagnéticas como la luz, las ondas mecánicas también interfieren, de modo que es una situación general inherente a la naturaleza ondulatoria.

Cuando dos o más ondas armónicas se superponen, lo mismo sean ondas en la superficie del agua, ondas sonoras en el aire u ondas luminosas; ellas interfieren. La interferencia de dos ondas luminosas se basa en que los campos eléctrico y magnético de ambas son magnitudes vectoriales y por lo tanto se pueden sumar. La onda electromagnética es una onda con nuevo valores de campos.

• Interferencia constructiva: Se da en el caso de bandas brillantes, las ondas de luz se encuentran cresta con cresta y se superponen.

• Interferencia destructiva: Se en el  caso de las bandas oscuras, las ondas se encuentran cresta con valle y se anulan.

Experimento de Young

Young utilizó una lámina provista de 2 rendijas paralelas muy próximas. Al observar una fuente brillante de luz a través de una de dichas rendijas notaba nada especial, pero si se observa a través de ambas se aprecia una interesante configuración de bandas oscuras y bandas claras irisadas. Este fenómeno, hoy en día se llama interferencia. Young explicó, que en el caso de las bandas brillantes, las ondas de luz se encuentran cresta con cresta y se superponen; mientras que en el caso de las bandas oscuras, las ondas se encuentran cresta con valle y se anulan.

INTRODUCCION A LA FISICA MODERNA

La física moderna o física cuántica, es la rama de la física que estudia el comportamiento de las partículas teniendo en cuenta su dualidad onda-corpúsculo. Esta dualidad es el principio fundamental de la teoría cuántica. El físico alemán Max Planck fue quien estableció las bases de esta teoría al postular que la materia sólo puede emitir o absorber energía en pequeñas unidades discretas llamadas cuantos 

La mecánica cuántica amplió gradualmente el conocimiento de la estructura de la materia, proporcionó una base teórica para la comprensión de la estructura atómica, y resolvió las grandes dificultades que preocupaban a los físicos en los primeros años del siglo XX tales como:

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