Practica #2 Demostracion De La Teoria Cuantica

Practica #2.

“Base experimental de la teoría cuántica”

Competencia a desarrollar:

*Explicar el efecto fotoeléctrico.

*Resolver problemas de longitud de ondas y frecuencias del espectro de la luz visible.

Propósito:

Comprobar experimentalmente el fenómeno del efecto fotoeléctrico y determinar la longitud de onda de las líneas espectrales, para comprender la teoría del modelo del átomo mecánico-cuántico.

CONOCIMIENTOS PREVIOS:

¿En qué consiste la teoría de Planck?

Planck no desarrollo la teoría de la mecánica cuántica. Descubrió uno de sus principios mientras investigaba la radiación de cuerpo negro.

Descubrió que la energía no se ordena de forma continua sino en forma discontinua.

Algo así como decir que entre 1 y 2 no existen los estados 1.1, 1.2, 1.3, etc. Esto lo llevo a decir que la energía estaba cuantiada en paquetes discontinuos y se llamó cuanto al paquete básico, igual que voltio, amperio, onza, gramo, etc.

O sea los aumentos en la energía se dan como formando una escalera. Se tenía la idea de que era como un plano inclinado.

Luego la teoría cuántica moderna, es una mezcla de ciencia ficción, estadísticas y budismo por decirlo pintorescamente. Pero es la base de la electrónica moderna y funciona.

En general estudia el comportamiento de las partículas subatómicas.

Si crees que es un definición simplona, entonces consíguete los "Principios de Mecánica Cuántica" de Dirac y vas a ver.

¿Qué estudia la espectroscopia?

Es el estudio de la interacción entre la radiación electromagnética y la materia, con absorción o emisión de energía radiante. Tiene aplicaciones en astronomía, física, química y biología, entre otras disciplinas científicas.

¿Qué es un espectro y su clasificación?

Referido a un objeto se denomina espectro electromagnético o simplemente espectro a la radiación electromagnética que emite (espectro de emisión) o absorbe (espectro de absorción) una sustancia. Dicha radiación sirve para identificar la sustancia de manera análoga a una huella dactilar. Los espectros se pueden observar mediante espectroscopios que, además de permitir ver el espectro, permiten realizar medidas sobre el mismo, como son la longitud de onda, la frecuencia y la intensidad de la radiación.

Su clasificación:

Radiofrecuencia

Microondas Espectro visible Ultravioleta Infrarrojo Rayos X Rayos gama

¿Cómo está integrado el espectro electromagnético de la luz visible?

Luz Visible < 780x10−9m –longitud de onda > 384x1012Hz –frecuencia > 255•10−21 J –energía

¿Qué significado tiene las líneas negras en el espectro de absorción?

Son las líneas que representan las frecuencias de las ondas del espectro de emisión, la ley de Kirchhoff nos indica que todo elemento absorbe radiación en las mismas longitudes de onda que las emite; los espectros de emisión y absorción resultan ser el negativo uno, del otro.

¿Qué es un cuerpo negro?

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 sistema físico idealizado para el estudio de la emisión de radiación electromagnética. El nombre Cuerpo negro fue introducido por Gustav Kirchhoff en 1862. La luz emitida por un cuerpo negro se denomina radiación de cuerpo negro.

¿Qué es y cómo funciona una foto celda?

Una fotocelda es una resistencia, cuyo valor en ohmios varía ante las variaciones de la luz. Estas resistencias están construidas con un material sensible a la luz, de tal manera que cuando la luz incide sobre su superficie, el material sufre una reacción química, alterando su resistencia eléctrica. Una fotocelda presenta un bajo valor de su resistencia ante la presencia de luz, y, un alto valor de resistencia ante la ausencia de luz. La fotocelda se emplea para controlar el encendido automático del alumbrado público. También se utiliza ampliamente en circuitos contadores electrónicos de objetos y personas, en alarmas, etc.

DESARROLLO EXPERIMENTAL.

EXPERIMENTO 1:

1. Colocar dentro de cada uno de los frascos de vidrio (transparente y ámbar), un termómetro, registra la temperatura inicial y toma lecturas cada 5 minutos durante 30 minutos.

Temperaturas observadas.

hora Frasco ámbar Frasco transparente

8:20 30°C 30°C

8:25 34°C 38.5°C

8:30 53°C 40°C

8:35 64°C 52.5°C

8:40 65°C 54°C

EXPERIMENTO 2: (EFECTO FOTOELÉCTRICO)

1. Conecte el equipo para demostrar aplicaciones del fenómeno del efecto fotoeléctrico. (Fig. 1) *

2. Encienda y dirija el orificio 1(donde se encuentra la foto-celda) hacia una fuente de luz (luz solar), observe el orificio 2.Para la imagen de la izquierda; coloque la tapa gris oscura sobre el circuito y espere a que encienda la lámpara

3. Tape el orificio 1 (evite llegue luz a la foto-celda) y observe el orificio 3. Para la imagen de la izquierda destape el circuito espere un tiempo y observe

Observaciones:

Al observar el dispositivo pudimos apreciar el efecto foto-eléctrico en función, y así comprendimos del todo en que consiste.

¿Qué es una foto celda?

Una fotorresistencia, fotocelda o LDR (por sus siglas en inglés "light-dependent resistor") es un componente electrónico cuya resistencia varía en función de la luz. En un LDR hay un semiconductor en el que al incidir la luz los electrones se vuelven "más libres", y conducen la corriente.

Básicamente vimos lo que es el funcionamiento de esta, ya que al incidir la luz en el dispositivo, los fotones son absorbidos por las elasticidades del semiconductor dando a los electrones la energía para saltar la banda de conducción. El electrón y su hueco asociado que resulta libre conducen la electricidad, de tal modo que disminuye la resistencia y la lámpara no prende, aun estando conectada a la toma corriente. Al estar en total oscuridad vuelve a su estado normal, y la lámpara se prende.

La fotocelda se emplea para controlar el encendido automático del alumbrado público. También se utiliza ampliamente en circuitos contadores electrónicos de objetos y personas, en alarmas, etc.

EXPERIMENTO

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