Física de Semiconductores

Clases: 24 de Febrero 26 de FebreroEvolución de el modelo atómico

Cristiam Camilo Bonilla AngaritaCód:285743

Evolución del modelo atómico

Maxwell: Sugiere la existencia de ondas electromagnéticas.

Henry Hertz: 1887 producción y recepción de ondas electromagnéticas, se deduce que la luz amplifica el alcance del arco eléctrico o chispa.

J.J Thompson: 1897 emplea rayos catódicos para demostrar la existencia de corpúsculos (electrones).

Von Leonard: 1902. La energía cinética de los electrones podía medirse a través de la diferencia de potencial necesaria para frenarlos en un tubo de rayos catódicos.

Cuantos de luz de Einstein: 1905. Einstein publica “Un punto de vista heurístico sobre la producción y transformación de luz”.

Dualidad onda- corpúsculo: El efecto fotoeléctrico fue uno de los primeros efectos físicos que puso de manifiesto la dualidad onda- corpúsculo característica de la mecánica cuántica.

Fenómenos

-Luz.-sonido.

-Caída libre.-Luz.-Electrón.

Ondulatorios

Corpusculares

Λ,г, difracción, refracción, interferencia

MasaVelocidadAceleración colisiónElasticidad.

Experimento de Von Lenard

- - - -

+ -Impacto y colisión de partículas

Haz de luz

La barrera de potencial negativo que se encarga de rechazar los electrones de menor energía, solo los electrones de mayor energía que la barrera logran pasar.

Del anterior experimento se obtienen los siguientes datos que se emplean para la caracterización de materiales

h

ν

E_m

Frecuencia de corte

E V => E=h*V

Espectro de Absorción de un Gas

En este caso el gas actúa pasivamente, cuando la luz pasa a través del gas las frecuencias que no resuenan con los átomos del gas pasan al otro lado, y las que resuenan son absorbidas.

luz

gas

Espectro de luz

Espectro de luz después de pasar por el gas

Espectro de Emisión de un Gas

El gas energizado genera un campo eléctrico, que a su vez genera un espectro de emisión.“El espectro de emisión es el negativo del espectro de absorción”

Balmer emplea gases que generan luz visible, identifica la longitud de onda y las frecuencias que genera, a partir de esto propone una ecuación:

𝐶𝑅 ( 1𝐼 2− 1𝑛2 )=𝑣=𝐶λ

Monocromador

Dispositivo óptico que permite, seleccionar y transmitir una estrecha banda de longitudes de onda a partir de una fuente emisora de luz (la cual posee diferentes longitudes de onda).

J.J Thompson: propuso que los átomos están compuestos por energía positiva y energía negativa de igual magnitud.

- -++

Para demostrarlo decide emplear rayos catódicos para disparar partículas alfa a una placa de oro y observar solo las partículasque lograban pasar al otro lado.

No logra comprobar su modelo atómico y se da cuenta que las partículas alfa al impactar en el oro rebotan en todas direcciones, fenómeno que no logro explicar.

A partir del anterior resultado Rutherford propone un nuevo modelo atómico.

En este modelo las partículas alfa que logran pasar entre los átomos llegan al otro lado, si pasan muy cerca al núcleo atómico se desvían y si chocan contra el núcleo rebotan hacia los lados o hacia atrás según el ángulo de impacto.

Posteriormente Bohr reinventa el modelo y propone 3 nuevos postulados.

Los electrones giran alrededor del núcleo sin perdida de energía por radiación.

1

Los electrones tienen un Po (momento cuántico) cuantizado :

Po=n*(h/pi).Es decir entre niveles de energía no hay valores intermedios.

2

3 Un átomo absorbe energía para queuno de sus electrones pueda pasar de un nivel de energía bajo a uno alto,de igual forma si el electrón se mueve de un nivel de energía alto a uno bajo el átomo emite energía

+

-

-

-

absorbe

emite

Despejando:

Entonces:

De igual manera se tiene:

vt

R

𝜌𝑜=𝑅∗𝑚 (𝑣𝑡)

ηℏ=𝑅 (𝑚)(𝑣𝑡)

𝑘=4Π 𝑡

𝑞2

𝐾∗𝑅2=𝐹=(𝑚)(𝑎𝑐)

𝑞2

𝐾∗𝑅2=(𝑚)(𝑉2

𝑅)

“Nótese que la energía es negativa cuando el átomo esta “enlazado”, si la energía es positiva indicara un electrón libre”