Teoria D Ela Luz

TEORÍA CUÁNTICA DE LA LUZ

El trabajo de Maxwell y Hertz a fines del siglo XIX demostró de manera irrefutable que la luz, la radiación térmica y las ondas de radio eran de ondas electromagnéticas que solo se diferían en frecuencia y longitud de onda. Llevo a los atonitos científicos a descubrir que la distribución espectral de radiación proveniente de una cavidad caliente no podía explicarse en términos de teoría ondulatoria clásica. Planck se vio obligado a introducir el concepto de cuanto de energía para poder deducir la formula correcta de cuerpo negro. Según Planck, los osciladores atomicos responsables de la radiación de cuerpo negro solo se pueden poseer energías discretas o cuantizadas dadas por:

E= nhf

Donde n es un entero, h es la contante de Planck y f es la frecuencia natural del oscilador. Uyilizando razonamientos termodinam¿icos generales, Planck pudo mostras que u( f,T), la energía de la radiación de cuerpo negro por unidad de volumen con una frecuencia entre f y f+ df, podía expresarse como el producto del numero de osciladores por unidad de volumen en este intervalo de frecuencias N ( f) df y la energía promedio emitida por oscilador, E

u(f,t) df = EN (f) df

Si E se calcula permitiendo una distribución continua de energías de los osciladores , se obtiene la ley incorrecta de Rayleigh- Jeans. Si E se calcula a partir de un conjunto discreto de energías de los osciladores (siguiendo las ideas de Plank), se obtiene la formula correcta para la radiación de cuerpo negro:

Planck cuantizo la energía de los osciladores atomicos, pero Einstein extendió el concepto de cuantizacion de la luz. Desde el punto de vista de Einstein, la luz de la frecuencia f esta constituida por una corriente de partículas, denominadas fotones, cada una de las cuales posee una energía E= hf. El efecto fotoeléctrico, es un proceso en que los electrones son espulsados de una superficie metalica cuando incide luz de frecuencia suficientemente alta sobre la superficie en cuestión, puede explicarse simplemente con la teoría de los fotones. Según esta teoría, la energía cinetica máxima de los fotoelectrones expulsados Kmax, esta dada por :

Kmax = hf- O

Donde O es función trabajo del metal

Aunque la idea de que la luz esta constituida por fotones con energía hf data de 1905, la idea de que estos fotones también transportan cantidad de movimiento no fue comprobada en forma experimental sino hasta 1923. Ese año se descubrió los rayos X dispersados por electrones libres experimentan un desplazamiento en la longitud de onda con un angulo de dispersión, conocido como desplazamiento Compton. Cuando un rayo X de frecuencia f es considerado como una particula con energía hf y cantidad de movimiento

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