fisica moderna clase 2

FISICA MODERNACLASE 2

JOSE DORIA

Modelo atómico de SchrödingerLa descripción del átomo mediante la mecánica ondulatoria está basada en el cálculo de las soluciones de la ecuación de Schrödinger (Figura 1); está es una ecuación diferencial que permite obtener los números cuánticos de los electrones.

• contiene información sobre la posición del • densidad de probabilidad encontrar al en (x,y,x) • E energía total del electrón• V energía potencial del electrón un punto (x, y, z)

Soluciones: son funciones matemáticas que dependen de unas variables que sólo pueden tomar valores enteros

e

2 e

Ideas básicas:Resolver ecuación de ondas (Schrödinger)Solución: • Funciones de onda para distintos niveles energéticos• Función de onda al cuadrado: Orbital atómico• Significado orbital atómico: Probabilidad de encontrar a

un electrón

Orbital minina energía: Átomo de hidrogeno

El modelo de Schrödinger utiliza tres números cuánticos para describir un orbital: n, l,ml y s

Número cuántico n• Toma valores enteros: 1,2,3...• A mayor n más lejos se encuentra del núcleo la región de mayor densidad electrónica.• A mayor n el electrón tiene mayor energía y se encuentra menos “atado” al núcleo

Número cuántico l• Depende de “n” y toma valores enteros de 0 a (n-1) . n=1 sólo hay un valor posible 0.n=2 hay dos valores de l: 0 y 1. n=3 hay tres valores posibles: 0, 1 y 2.

Generalmente el valor de l se representa por una letra en vez de por su valor numérico.

El número cuántico magnético “ml”

El valor del número cuántico magnético depende de l . Tomavalores enteros entre - l y +l, incluyendo al 0. Para cierto valor l hay (2 +1) valores de ml.

Describe la orientación del orbital en el espacio.Ejemplo: n=3l= 0, 1 y 2 (orbitales s, p y d)l=0 ml = 0 (1 orbital s)l=1 ml = -1, 0 y 1 (3 orbitales p: px, py y pz)l=2 ml = -2, -1, 0, 1 y 2 5 orbitales d:

xy yz xz x2 y2 z2d ,d ,d , d y d

Formas de los orbitales p

Formas de los orbitales d

Dentro de un nivel los electrones pueden tener más o menos energía ubicándose en los llamados "subniveles", que se nombran como s, p, d, o f (ordenados de menor a mayor energía). Los deferentes niveles abarcan distintas cantidades de electrones:1 = 2 electrones (en el subnivel 1s)2 = 8 electrones (2 en el subnivel 2s y 6 en el subnivel 2p)3 = 18 electrones (2 en el subnivel 3s, 6 en el subnivel 3p y 10 en el subnivel 3d)4 = 32 electrones (2 en el subnivel 4s, 6 en el subnivel 4p, 10 en el subnivel 4d y 14 en el subnivel 4f)

http://www.youtube.com/watch?v=K-jNgq16jEY

RADIACIÓN DEL CUERPO NEGRO

RADIACIÓN TÉRMICA• Los cuerpos muy calientes emiten ondas electromagnéticas:

en realidad, todo cuerpo cuya temperatura sea superior al cero absoluto lo hace.

(−273,15 °C o −459,67 °F)

• Para las temperaturas que percibimos cotidianamente, la mayor parte de la energía se emite en el rango infrarrojo y un poco en el visible. En general, un cuerpo sólido emite todo un espectro de ondas .

Hacia 1870 J Maxwell Teoría E.M

Condujo al descubrimiento de las ondasElectromagnéticas (O.E.M)

Características de una O.E.M , a mayor menor

, f83 10m

c fs

f

Como explicamos esto?

ESPECTROS DE EMISIÓN• ESPECTROS DISCONTINUOS (GASES)

- ESPECTROS CONTINUOS (SÓLIDOS Y LÍQUIDOS)Espectro de una lámpara incandescente del Helio

• ESPECTROS CONTINUOS (SÓLIDOS Y LÍQUIDOS)

Cuerpo negro• El espectro de dos cuerpos, a la misma temperatura, difiere

dependiendo del material y de la forma que tengan.

• Para estudiar el problema de la radiación se eligió un cuerpo patrón ideal, que emitía y absorbía energía con eficiencia máxima, llamado CUERPO NEGRO.

• Consistía en una cavidad con un pequeño orificio, por donde salía la radiación a analizar, cuando las paredes se calentaban hasta una temperatura determinada. Independientemente del material con que estén fabricados, los espectros de los cuerpos negros a la misma temperatura son idénticos

Refleja toda la luz

Luz incidente f que corresponde al verde

Cuerpo blanco = Reflector perfectoCuerpo negro = Absorbedor perfecto

Objeto Blanco

Objeto Verde

El proceso de reflexión se repite hasta Toda la radiación es absorbida por el Material. El orificio se verá negro Puesto que no sale radiación

Si se calienta la cavidad anterior emitirá una radiación electromagnética y saldrá por el orificio. Esta radiación se le domina RADIACION DE CUERPO NEGRO

• http://www.eis.uva.es/~qgintro/atom/tutorial-11.html

• http://www.fullquimica.com/2011/06/orbital-atomico-o-nube-electronica_20.html

• http://www.youtube.com/watch?v=ErtFZalJJWY

• http://rbastom08.blogspot.com/2009/07/niveles-de-energia-subniveles-y.html

• http://es.answers.yahoo.com/question/index?qid=20110301181931AAT9iCq