Semana 11 Física y Tecnología Contemporanea

UNIDAD 6: FÍSICA Y TECNOLOGÍA CONTEMPORÁNEAS

6.1 Crisis de la física clásica y origen de la física contemporánea

Radiación del cuerpo negro y la hipótesis cuántica.

Preguntas:

1. ¿En qué consiste la crisis de la Física Clásica?
Hacia 1900, ya se habían observado fenómenos físicos que no era posible explicar con la física clásica Einstein sentó bases para una física universal que limitó la física clásica.
Con sus experimentos, se miro la física clásica desde un ángulo nuevo.

2. ¿Cuál es el origen de  la Física Moderna?
Finales del siglo XlX, los físicos llegaron a pensar que el edificio de las ciencias estaba prácticamente completo. Sin embargo, en muy pocos años se realizaron varias experiencias que vinieron a demostrar lo contrario.
Estos son los principales aspectos que hicieron que el edificio científico construido se derrumbara con gran estrépito:
·Los espectros continuos de emisión
·La teoría de la relatividad
·El efecto fotoeléctrico
·El comportamiento dual de las ondas electromagneticas.


3. ¿Qué experimentos participan en el origen de la Física moderna?
·Estructura atómica.
·Teoría cuántica.
·Efecto fotoeléctrico.
·Modelo del átomo de Bohr.
·Radiactividad.
·Relatividad.
 
4. ¿Cuál es el principio de la radiación del cuerpo negro?
Un cuerpo negro es aquel que absorbe toda la luz radiante y no la refleja.
La intensidad de la radiación emitida por un cuerpo negro, con una temperatura T en la frecuencia viene dada por la ley de Planck.
E=hv

5. ¿Qué dicen la Ley de Stephan-Boltzman y Ley de Wien?
Ley de Boltzman: establece que un cuerpo negro emite radiación térmica con una potencia emisiva superficial (W/m2) proporcional a la cuarta potencia de su temperatura: E=o*TLey de Wien: dice como cambia cada color de la radiación cuando varia la temperatura de la fuente emisora, y ayuda a entender como varían los colores aparentes de los cuerpos negros.

6. ¿En que radica la hipótesis cuántica?
Cada paquete contiene una cantidad fija de energía y no se puede subdividir.
Planck llamó a los paquetes quantum con l hipótesis de que las radiación venía en cuantos.

Radiación del  cuerpo  negro

Material: 
·Lupa
·Termómetro.

Procedimiento:
Ubicar sobre el  muro  de roca, un hueco,  medir la temperatura inicial  del  hueco  durante tres minutos y registrar en la tabla.

 

Con la lupa utilizando la  energía  solar  calentar el hueco durante cinco minutos y medir la temperatura interna.  Registrar la temperatura en la tabla.

 

 

 

 

Tabular y graficar los datos.
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Equipo	Temperatura inicial oC	Temperatura final  oC	Diferencia  de temperaturas. oC
1	25°	35°	10°
2	25°	34°	9°.
3	39o	40°	1°
4	23°	31°	8°
5	38 o	41°	3°
6	20°	28°	8°

                                         TABLA DE DIFERENCIA DE TEMPERATURAS

Conclusiones: En cada equipo el aumento de la temperatura varía por el lugar que el sol le aplica a las rocas.

 Cuantización de la energía y efecto fotoeléctrico. Espectros de emisión y absorción de gases.  

Preguntas

1. ¿En que radica la cuantización de la energía?
Se entiende por cubanización a la evidencia experimental de que la energía no pueda tomar cualquier valor de forma continua, sino solo aquellos valores permitidos en cada proceso, tal y como se evidencio en la interpretación de Planck de la catástrofe del ultravioleta en las experiencias con el cuerpo negro. El proceso por el cual se liberan electrones de una materia por la acción de la radiación.

2. ¿En qué consiste el efecto fotoeléctrico?
El efecto fotoeléctrico, se trata de otro fenómeno descubierto por Heinrick Hertz, al igual que la radiación del cuerpo negro, también involucra la interacción entre la radiación y la materia. Pero esta vez se trata de absorción de la radiación o de metales.

3. ¿Cuáles son las aplicaciones del efecto fotoeléctrico?
Las encontramos en cámaras, en el dispositivo que gobierna los tiempos de exposición, en detectores de movimiento, en el alumbrado público, como regulador de la cantidad de toneren en las maquinas copiadoras, en las celdas solares muy útiles en satélites, calculadoras y relojes.

4. ¿Qué son los espectros de emisión?
El elemento que mide su propia luz dejando un espacio en grande en negro dependiendo de cuál sea su elemento y amplitud de onda.

5. ¿Qué son los espectros de absorción?
Cuando un sólido incandescente se encuentra rodeado por un gas más frio, el resultado es un fondo ininterrumpido por espacios oscuros, denominados líneas de absorción.

6. ¿Cuáles son las aplicaciones de los espectros de emisión y absorción?

Emisión: es para determinar si un elemento es de un compuesto desconocido y también identifica los elementos mediante su espectro de emisión atómica. Absorción: Se utilizan para el estudio de las fuentes de luz naturales y artificiales, permite conocer la naturaleza de las manchas de sangre y la constitución del sol, estrellas y demás galaxias.

 Espectros de emisión y de absorción 

Material: 
Asa con alambre de platino
lámpara de alcohol
vaso de precipitados
espectroscopio

Sustancias: 
Cloruros de bario
calcio
cobre
estroncio
sodio
hierro
ácido clorhídrico

Procedimiento:
·Humedecer el asa del alambre de platino en el agua destilada y obtener una muestra de sustancia.

·Colocar a un extremo de la flama de la lámpara de alcohol y observar la coloración de la flama producida, luego observar la coloración a través del espectroscopio o y anotar en el cuadro las observaciones. Limpiar el asa sumergiéndola en el acido clorhídrico.
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Sustancia	Numero de electrones del elemento.	Color a la flama	Colores del espectro.
Cloruro de bario	56	Verde-Azul	Absorción Emisión
Cloruro de calcio	20	Naranja	Absorción: Emisión:
Cloruro de estroncio	38	Rojo	Absorción: Emisión:
Cloruro de sodio	11	Naranja	Absorción Emisión
Cloruro de cobre	29	Azul-Verde	Absorción Emisión
Cloruro  ferrico	26	Chispitas naranjas con rojas	Absorción:  Emisión:

 Cloruro de Bario

 

Cloruro de Sodio

 Cloruro de Estrancio

 Cloruro Ferroso

 Cloruro de Calcio

Cloruro de Cobre II

Tubos de descarga

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Elemento       símbolo	Numero de electrones	Color	Color del espectro
Hidrogeno	1	Morado	Absorción Emisión
Helio	2	Rosa	Absorción Emisión
Argón	18	Morado	Absorción Emisión
Neón	10	Rojo	Absorción  Emisión
agua	9		Absorción Emisión Absorción Emisión

 

 

 

 

http://www.educaplus.org/luz/espectros.html

Conclusiones: En esta clase realizamos una práctica en la cual pudimos observar los diferentes colores que tiene cada elemento debido al número de electrones que tiene cada uno de ellos.

Recapitulación semanal:

El martes califico las indagaciones semanales y respondimos la preguntas, despues pedimos el material para el experimento, despues salimos a buscar un hueco en las rocas para medir su temperatura y en ese mismo hueco lo calentamos con una lupa y volvimos a medir su tempreratura. Despues hizimos una grafica de los datos de cada equipo.
El jueves respondimos las preguntas y pedimos material para los experimentos y poder observar los espectros de emision y absorción con las dos tablas que despues llenamos de las sustancias quimicas que usamos y las lamparas donde tambien contiene estas.