El Experimento de Franck-Hertz

El Experimento de Franck-Hertz*

En 1914, James Franck y Gustav Hertz realizaron un experimento que demostró la existencia de estados excitados en los átomos de mercurio, lo que ayudó a confirmar la teoría cuántica que predecía que los electrones ocupaban solamente estados de energía discretos cuantificados. Los electrones fueron acelerados por un voltaje hacia una rejilla cargada positivamente, dentro de un recipiente de cristal lleno de vapor de mercurio. Más allá de la rejilla, había una placa recolectora, mantenida a un pequeño voltaje negativo respecto de la rejilla. Los valores de los voltajes de aceleración donde la corriente disminuyó, dieron una medida de la energía necesaria para forzar el electrón a un estado excitado.

El Experimento de Franck-Hertz

Los electrones son acelerados en el aparato de Franck-Hertz, y la corriente recogida aumenta con el voltaje de aceleración. Como muestran los datos de Franck-Hertz, cuando el voltaje de aceleración alcanza 4,9 voltios, la corriente cae bruscamente, indicando el claro inicio de un nuevo fenómeno que quita suficiente energía a los electrones, de manera que no pueden alcanzar el colector. Esta caída se atribuye a colisiones inelásticas entre los electrones acelerados y los electrones atómicos de los átomos de mercurio. La aparición súbita sugiere que los electrones de mercurio no puede aceptar la energía hasta que se alcanza el umbral para elevarlos a un estado excitado. Este estado excitado de 4,9 voltios, corresponde a una línea fuerte, en el espectro de emisión ul travioleta del mercurio, a 254 nm (un fotón de 4.9 eV). Se producen caídas de la corriente recogida en múltiplos de 4,9 voltios, puesto que un electrón acelerado que tiene quitado 4,9 eV de energía en una colisión, se puede volver a acelerar, para producir otras de tales colisiones a múltiplos de 4,9 voltios. Este experimento fue una fuerte confirmación de la idea de los cuantificados niveles de energía atómica.

Esquema del Aparato de Franck-Hertz

Índice

Experimento de Franck-Hertzt

Vectores

Vectores. Componentes I

Publicado el 11/01/2012 por Juanjo

Al multiplicar un número por un vector obtenemos un vector cuyo módulo será tantas veces el módulo original como indique el número por el que multiplicamos. Si consideramos un vector cualquiera, podemos obtenerlo multiplicando un vector de módulo unidad, lo que se conoce como vector unitario, por un número que será el módulo del vector que deseamos obtener.

Si un vector mide tres veces la unidad, será tres veces mayor que el vector unitario.

Por ejemplo, el vector v, será |v|•uv, si uv es el vector unitario con la misma dirección y sentido que el vector v. Pero es que el vector opuesto a v, -v, sería -|v|•uv.

Unos vectores unitarios especiales son los vectores i y j, que son los que se encuentran dibujados sobre los ejes X e Y, con sentido positivo.

Los vectores i y j tienen módulo 1 y se encuentran sobre los ejes de coordinadas.

Por otro lado, como hemos visto, la suma de dos vectores es otro vector, así que siempre que sumamos dos vectores obtenemos un tercero. Podemos hacer lo contrario: descomponer un vector en otros dos cuya suma sea el vector original.

Un vector lo podemos descomponer en suma de dos vectores de formas infinitas, como un número lo podemos descomponer en suma de dos números de infinitas maneras: 4 = 3 + 1, 4 = 2 + 2, 4 = 1 + 3, 4 = 0 + 4, 4 = (-1) + 5, 4 = (-2) + 6…

Un vector puede ponerse como suma de otros dos de infinitas maneras.

Hay, sin embargo, una descomposición algo especial: aquella en la que los vectores obtenidos se encuentran dibujados sobre los ejes cartesianos. Sólo hay una forma de descomponer cualquier vector como suma de otros dos situados sobre los ejes de coordenadas.

Un vector siempre se podrá poner como suma de dos vectores dibujados sobre los ejes de corrdenadas.

Pero esos vectores sobre los ejes coordenados serán múltiplos de los vectores i y j. Es decir, el vector sobre el eje X se podrá escribir vx•i y el vector sobre el eje Y se podrá escribir vy•j, donde vx y vy serán dos números y se conocen como componentes del vector:

Un vector siempre se puede expresar como suma de dos números, sus componentes, por los vectores unitarios i y j.

Las componentes de un vector son dos números, no son vectores. Por lo tanto pueden ser positivos o negativos. Los vectores no son positivos ni negativos, son flechas que apuntan hacia un lado o hacia otro.

Sustentabilidad

Principios De La Sustentabilidad

1.2 Los principios de sustentabilidad

Muchos principios han surgido para poner la sostenibilidad en términos más concretos y cuantificables.

Probablemente, el principio más básico de aprender, en el que todos los demás se basan, es que la capacidad de carga.

La capacidad de carga se refiere a la “carga máxima” un área en particular de la tierra puede sostener sin afectar negativamente a otros organismos en ese entorno.

Se determina observando la cantidad de alimento disponible, los nutrientes, el hábitat, los recursos hídricos, y otras necesidades requeridas para el buen funcionamiento de una población dada.

Si la población, ya supera la capacidad de la tierra para proporcionar estas necesidades, entonces diríamos que esa población ha superado la capacidad de carga de la tierra.

Aunque la capacidad de carga se ha aplicado tradicionalmente a la especie en áreas localizadas, mucho trabajo se ha hecho para evaluar la capacidad de carga del planeta para los seres humanos.

Aunque este enfoque ha sido criticado por su incapacidad para captar plenamente la complejidad de la relación entre el hombre y su entorno, sirve como una herramienta útil para concebir la sostenibilidad.

En última instancia, hay una cantidad finita de los recursos disponibles en la tierra para el consumo humano y una capacidad de carga no existente.

Si la capacidad de carga se excede, teóricamente, la población podría experimentar una disminución significativa de la población.

Una forma emergente de la sostenibilidad es cuantificar a través de análisis de la huella ecológica.

A diferencia de la capacidad de carga, que mide la población total de un terreno puede llevar, una Huella Ecológica mide la cantidad de área y el agua de una población dada que realmente necesita para producir los recursos que consume.

Por ejemplo, cuando la contabilización de todos los terrenos necesarios para producir todos los recursos utilizados en una ciudad,

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