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Unidad 1: Principios de Mecánica Cuántica

"Los agujeros negros no son tan negros."Stephen Hawking

martes, 19 de marzo de 13

Evolución del concepto de la Luz

martes, 19 de marzo de 13

Refracción

Teoría ondulatoria

martes, 19 de marzo de 13

Teoría corpuscular de Newton

martes, 19 de marzo de 13

Experimento de Young de la doble rendija

martes, 19 de marzo de 13

Con las aportaciones de Maxwell

Se sentaron las bases matemáticas de la teoría ondulatoria

r2 ~E =1

c2@2 ~E

@t2r2 ~B =

1

c2@2 ~B

@t2

c = 3 · 108[m/s]c =1

p✏0µ0

✏0 = 8, 8541878176 · 10�12[F/m]

µ0 = 4⇡ · 10�7[Tm/A]

martes, 19 de marzo de 13

Dualidad onda-partícula

¡El fotón!

martes, 19 de marzo de 13

Espectro electromagnético

E = hf =hc

�h = 6, 63 · 10�34[Js]

martes, 19 de marzo de 13

Fotones Electrones liberados(corrientes)

Metal

Efecto Fotoeléctrico

martes, 19 de marzo de 13

Ecuación del efecto fotoeléctrico

Ec

max

= (1

2mv2)

max

= hf � �

� = hfu =hc

�u

Energía cinética máxima Función de trabajo

Frecuancia umbral Longitud de onda umbral

martes, 19 de marzo de 13

1.- Calcular la energía de los fotones correspondientes a la luz de 400nm de longitud de onda (violeta) y de 700nm (rojo).

2.- La intensidad del Sol en la superficie de la Tierra es aproximadamente 1400W/m2. Suponiendo que la energía media de los fotoelectrones es de 2eV, calcular el número de fotones que inciden sobre un área de 1cm2 cada segundo.

Resolver:

martes, 19 de marzo de 13

E = pc

) p =E

c

) p =hf

�f

) p =h

�

p =h

�

Momentum de un fotón

martes, 19 de marzo de 13

Longitud de onda de Compton �c

Efecto comptom

�c = 0, 0243A

martes, 19 de marzo de 13

me

Un fotón de rayos X de longitud de onda 6·10-12[m] realiza una colisión frontal con un electrón de manera que el fotón dispersado se mueve en el sentido contrario al del fotón incidente. (a) ¿Cuál es la variación de longitud de onda experimentada por el fotón? (b) ¿Cuál es la energía cinética del electrón en retroceso?

Pe

P1 =h

�1

P2 =h

�2

Resolver:

martes, 19 de marzo de 13

Hipótesis de Louis de Broglie

� =h

p

martes, 19 de marzo de 13

Determinar la longitud de onda de De Broglie correspondiente a una masa de 10-6g que se mueve a una

velocidad de 10-6m/s.

Compare con el diámetro de un núcleo atómico

martes, 19 de marzo de 13

Hallar la longitud de onda de De Broglie de una pelota de béisbol de masa 0,17kg que se mueve a 100km/h.

martes, 19 de marzo de 13

Experimento de Davisson y Germer

V

Ni

Detector

Hazde

electrones !

Filamento

!"# $%&$"' &" ()*" *% #%+,%-,)& .($/ +"$%+% +. 0&% +"1*. &%$0#%*.2% (,&" 30. $%41,5& *%(6%#$7-0*%( 6#.(.&$%& *% +0%*,+%+ "&+%8-"#69(-0*": ;. 60.+.& -"46"#$%# -"4" 6%#$7-0*%('-"4" +.(-#,1. *% 4.-/&,-% +. <.=$"&' " -"4" "&+%(' -"4" .& .* .>6.#,4.&$" +. ?%@,(("&A B.#4.#:

C

Se puede controlar la energía de los

electrones

E = hf

martes, 19 de marzo de 13

¿Ondas o partículas?

martes, 19 de marzo de 13

martes, 19 de marzo de 13

martes, 19 de marzo de 13