A finales del siglo xix tres hechos experimentales que no podían ser explicados por la física clásica abrieron una nueva época en la física y en la comprensión de la estructura atómica de la materia a través de una osada propuesta , la teoría cuántica . Estos tres hechos experimentales fueron : ● La radiación emitida por un cuerpo negro. ● El efecto fotoeléctrico. ● Los espectros atómicos. 3.1. Radiación del cuerpo negro A finales del siglo xix se llevó a cabo un estudio experimental de la radiación electromagnética que emitía un cuerpo cuyo interior se encontraba a muy alta temperatura . A esta radiación se la denominó radiación del cuerpo negro. La característica más importante de la radiación del cuerpo negro es que está formada por radiaciones de diferentes longitudes de onda y, por tanto, con diferentes energías asociadas. Esta radiación discontinua de energía no podía ser explicada completamente por la física clásica , que suponía que la absorción o emisión de energía se hacía de forma continua . Para explicar los datos experimentales, Max Planck propuso que la energía de los átomos del cuerpo negro era proporcional a su frecuencia de oscilación . La hipótesis de Planck expresa que, para una radiación de frecuencia f, la energía correspondiente será múltiplo de ella : E = h ? f h es la constante de Planck, h = 6,626 ? 10-34 J ? s. La hipótesi s de Planck implica que la energía solo puede tomar valores proporcionales a h. E = h ? f ; E = 2 h ? f ; E = 3 h ? f ; E = 4 h ? f… Cuando la energía varía de forma discontinua , con valores proporcionales a h, se dice que está cuantizada. Los «cuantos» son como paquetes de energía que se irían transmitiendo de forma discontinua . E J E M P LO R E S U E LTO 7 Una lámpara de sodio emite luz de longitud de onda de 589 nm. ¿Cuál es la frecuencia de esta radiación? ¿Y su energía? Datos: c = 3 ? 108 m ? s-1; h = 6,626 ? 10-34 J ? s. Ten en cuenta que f c l = y sustituye los datos en la ecuación: ? ? ? ? , f c 589 10 3 10 5 09 10 m m s s 9 8 14 1 1 l = = = - - - Dado que E = h ? f , sustituye los datos: ? ? ? ? ? ? , , E h f 6 6 10 5 09 10 26 J s s 3,37 10 J 34 14 1 19 = = = - - - 3. Orígenes de la teoría cuántica Experimentalmente se obser va que, cuando un cuerpo se calienta , emite luz de diferentes colores, desde el infrarrojo a bajas temperaturas hasta el blanco cuando las temperaturas son extremadamente altas. En la fotografía , acero a altísima temperatura . 1 13
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