Tercera Sesión

Modelo atómico de Rutherford Naturaleza de la radiación electromagnética

Resumen

• Primeras ideas acerca de la constitución de la materia. Elementos y átomos • Leyes ponderales.

– Ley de conservación de la materia.

– Ley de proporciones constantes.

– Ley de proporciones equivalentes.

– Ley de proporciones múltiples.

• Modelo atómico de Dalton • Modelo atómico de Thomson

Modelo Atómico de Rutherford

Radiactividad natural

• Antoine Henri Becquerel (1852-1908).

• Premio Nóbel de Física 1903.

Radiactividad natural (2)

• Pierre Curie (1859-1906) • Maria Sklodowska Curie (1867 1934) • Premios Nóbel de Física 1903.

Experimento de Geiger y Marsden

• Johannes (Hans) Wilhelm Geiger (1882-1945) • Sir Ernest Marsden (1889 1970)

Experimento de Geiger y Marsden (2)

Experimento de Geiger y Marsden (2)

Modelo de Rutherford

• El átomo consta de una parte central llamada núcleo donde reside la carga positiva y la casi totalidad de la masa. Alrededor de este núcleo central y a una gran distancia de él giran los electrones en órbitas circulares.

Limitaciones del Modelo de Rutherford

Aquí empieza formalmente el curso

Fundamentos de Mecánica Cuántica

1. Naturaleza de la radiación electromagnética.

2. Hipótesis de De Broglie.

3. Principio de Incertidumbre.

4. Ecuación de Schrödinger

Naturaleza de la radiación electromagnética

1. Parámetros característicos de las ondas.

2. Espectro electromagnético.

3. Espectros de absorción y de emisión del átomo de Hidrógeno.

4. Radiación de un cuerpo negro.

5. Efecto fotoeléctrico.

Ondas

Características de las ondas

• Pueden propagar energía a distancia • Requieren de un medio para desplazarse • Se desplazan en el medio pero no lo desplazan como un todo • Sus propiedades (en particular la velocidad) dependen del medio y no de la causa que originó la onda o que la provocó

Parámetros característicos de las ondas

Longitud de onda (  ) • Distancia entre crestas o valles consecutivos en ondas periódicas, o en general entre dos puntos idénticos de la onda • Las unidades con que se mide son unidades de longitud: [cm] o [Ǻ]

Parámetros característicos de las ondas (2)

• Frecuencia (  ) – Número de longitudes de onda que pasan por un punto en un segundo.

– Unidades: [s -1 ] – A veces llamadas ciclos por segundo.

Una ecuación de las ondas

 [cm]  [s -1 ]  [cm  s -1 ] • Velocidad (v) v = 

Velocidad

• Si el medio es muy denso, la onda viaja rápido.

• Si el medio es poco denso, la onda viaja despacio.

Ondas electromagnéticas

• Generan su propio medio (un campo electromagnético)

Ondas electromagnéticas (2)

• Por tanto, siempre viajan a la misma velocidad (en el vacío) “c” c =  ·  • c es una constante • c = 299 792 458 m  s -1 • c ~ 3 x 10 10 cm  s -1

Ondas electromagnéticas (2)

• Para describir a las ondas electromagnéticas basta con conocer uno de los parámetros (  o  )    1 y la constante de proporcionalidad es c

2. ¿Cuál es la longitud de onda de una onda electromagnética de frecuencia 6.24 x 10 13 s -1 ?

Número de onda

• Inverso de la longitud de onda  y sus unidades son [cm -1 ]

Espectro electromagnético

• Es una clasificación de las ondas de acuerdo a su frecuencia (o longitud de onda)

Región visible

3. Compara las radiaciones de radio de frecuencia modulada con las de la luz visible en cuanto a frecuencia, velocidad, longitud de onda y número de onda.

Espectros de Absorción y Emisión

• Gustav Robert Kirchoff (sentado) y Robert Wilhelm Bunsen (parado) • Alrededor de 1859

Espectroscopio

Espectroscopio (Esquema)

Espectros de Emisión de los Átomos

Espectros de Emisión de los Átomos (2)

Espectros de Absorción y Emisión del Átomo de Hidrógeno

4. Los átomos de Bario excitados emiten una radiación de 455 nm. ¿Cuál es la frecuencia y cuál el color de esa radiación?