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Ensayo-Física Moderna. Universidad ECCIIngeniería Mecánica
Anderson González Carrillo Cód.: 14318
Hugo Andrés González Cód.: 14304
EMISION Y ABSORCION DE LA LUZ
Las líneas espectrales, A finales del siglo XIX, los físicos sabían que había electrones
dentro de los átomos y que la vibración de los electrones producía luz y otras radiaciones
electromagnéticas. Pero quedaba aun un curioso misterio por resolver. Los físicos
calentaban diferentes elementos hasta que estaban radiantes y entonces dirigían la luz a
través de un prisma...
(Con la luz solar. Se ve todo el arco iris porque el prisma separa la luz en todos sus colores)
Eso es lo que se obtiene con la luz que viene del sol. Pero cuando los científicos observaron
la luz que venía de un solo elemento, hidrogeno, por ejemplo, no vieron el arco iris
completo. En su lugar obtuvieron líneas brillantes de ciertos colores. (Realmente, "color"
no es el termino adecuado, porque solamente algunas de las líneas eran visibles, pero por
ahora solamente hablaremos de la luz visible.)
Eso significara que los átomos estaban emitiendo solamente ondas de ciertas frecuencias.
¿Todos los átomos crean los mismos colores? No. Cada tipo de átomo emite un conjunto
único de colores. Las líneas de color (o Líneas Espectrales) son la "firma" de los átomos.
El efecto fotoeléctrico, fue observado en 1887 por Heinrich Hertz, quien estudió la
emisión de electrones por metales alcalinos iluminados con luz de determinada frecuencia,
la cual podía ser ultravioleta o visible. En este proceso se liberan electrones por la acción de
la radiación
En este proceso, al producirse la emisión de electrones, el cuerpo sobre el cual haya
incidido la radiación, quedará con carga positiva debido el déficit de electrones. Además,
tiene lugar una conversión de la energía luminosa en eléctrica.
Si bien fue Hertz quien descubrió este fenómeno, otros científicos dieron su aporte y fueron
capaces de completar los estudios con respecto al efecto fotoeléctrico. Tales son los casos
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de Max Planck y Albert Einstein, siendo el primero el que desarrolló la constante que lleva
su nombre, al suponer que la luz y la materia no intercambian energía en cualquier
cantidad, sino sólo en múltiplos de una cantidad mínima posible de energía.
Por su parte, en 1905, Albert Einstein propuso una descripción matemática de este
fenómeno que parecía funcionar correctamente y en la que la emisión de electrones era
producida por la absorción de quantums de luz que más tarde serían llamados fotones.
Rayos X, En el año de 1895, William Conrad Röntgen, se encontraba realizando
experimentos con tubos de rayos catódicos, para investigar efectos de estos mismos rayos.
Durante uno de estos experimentos cubrió el tubo con cartulina negra, obscureció el cuarto
donde trabajaba y cuando hizo pasar una descarga eléctrica por el tubo observó cerca al
tubo un débil resplandor. Como sabía que los rayos catódicos sólo pueden viajar una
pequeña distancia en el aire, al buscar lo qué resplandecía en la oscuridad encontró cerca al
tubo de rayos catódicos una muestra de sal de bario. Hizo que Röntgen se hiciera el
siguiente cuestionamiento “¿Qué es lo que produce la fluorescencia en las sales de bario, y
que además, también penetra materiales que son opacos a otro tipo de radiaciones
(conocidas hasta la época), como la madera y el papel?” Para resolver este cuestionamiento,
se dedicó al estudio de las características y propiedades de este nuevo tipo de radiación.
Pensó en fotografiar este fenómeno y entonces fue cuando hizo un nuevo descubrimiento:
las placas fotográficas que tenía en su caja estaban veladas. Intuyó la acción de estos rayos
sobre la emulsión fotográfica y se dedicó a Comprobarlo. Colocó una caja de madera con
unas pesas sobre una placa fotográfica y el resultado fue sorprendente al impresionarse la
imagen de las pesas. Hizo varios experimentos con su brújula de bolsillo, el cañón de la
escopeta. Para comprobar la distancia y el alcance de los rayos, pasó al cuarto de al lado,
cerró la puerta y colocó una placa fotográfica. Obtuvo la imagen de la moldura, el gozne de
la puerta e incluso los trazos de la brocha. El 22 de diciembre de 1985, al no poder manejar
al mismo tiempo su carrete, la placa fotográfica de cristal y colocar su mano sobre ella, le
pide a su esposa que coloque la mano sobre la placa durante quince minutos. Al revelar la
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placa de cristal apareció la mano de Berta, la primera imagen radiográfica del cuerpo
humano.
De este hecho, sin precedente alguno en la historia, surgió uno de las más poderosas
herramientas en aplicaciones para muchos campos, en especial la medicina; esta
herramienta es la que ahora conocemos con el nombre de radiología.Los rayos X son un tipo de radiación electromagnética. Son producidos por electrones que
son acelerados por un alto potencial, por lo cual llevan una gran energía cinética, y chocan
bruscamente con un material blanco. Se podría decir que los rayos X son como el efecto
fotoeléctrico, sólo que de forma inversa, ya que en este caso son los electrones los que
ceden su energía cinética, para luego emitir fotones de rayos X.En la actualidad hay diversas aplicaciones de los rayos X, entre las principales se
encuentran, como ya se había mencionado anteriormente, la radiología, en medicina;
también en la investigación de estructuras cristalinas de materiales, en cristalografía,
mediante la difracción de los rayos X.
La luz de acuerdo al enfoque actual, más que una onda, es considerada de manera más
exacta una oscilación electromagnética que se propaga en el vacío o en un medio
transparente y que es capaz de ser percibida por nuestro sentido de la vista. Es una parte
insignificante del espectro electromagnético -Se considera como una forma de energía que
viaja a una alta velocidad, alrededor de 300.000 km/s
Los átomos tienen un núcleo muy pequeño en el que se concentran los protones,
partículas subatómicas con carga positiva. De acuerdo con el modelo atómico de Bohr, los
electrones (partículas subatómicas con carga negativa) giran alrededor del núcleo en
trayectorias denominadas órbitas. (Niveles de energía)
La mayor parte de la masa del átomo está concentrada en el núcleo, ya que la masa de los
electrones es muy pequeña. El número de protones se denomina número atómico y
determina la identidad del elemento. Así, por ejemplo, todos los átomos de sodio se
caracterizan por tener 11 protones en su núcleo.
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Dentro del núcleo también existen otras partículas subatómicas que no tienen carga
eléctrica, denominadas neutrones. El número másico de un átomo de un elemento es la
suma del número de protones y de neutrones (es decir, de las partículas presentes en el
núcleo).
Todos los átomos de los elementos son eléctricamente neutros, por lo tanto tienen igual
número de protones y electrones. La distribución de los electrones en un elemento
determina sus propiedades químicas, es decir, su capacidad de combinarse con otros
elementos.
CONCLUSIONES
Sobre la base de las ideas planteadas a través de los años, se pueden las siguientes
afirmaciones: La luz es una forma de energía electromagnética, La energía luminosa se
transmite a través de partículas: Los “fotones”, La energía luminosa se transmite a través de
ondas, La mecánica cuántica concilia los dos puntos de vista a través de la confirmación de
la “dualidad partícula-onda”, Muchos aspectos sobre la naturaleza de la luz aún se
desconocen
Cuando hacemos pasar la luz a través de un prisma óptico se produce el efecto llamado
dispersión que consiste en la separación de las distintas longitudes de onda que forman el
rayo incidente
Aunque los avances han sido significativos para la ciencia se espera que en la edad
contemporánea se puedan desarrollar más teorías acerca de la luz para utilizar modificarla o
transformarla para el bien del uso de la humanidad.