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Presentación Histórica
citlallialmag
Created on September 1, 2024
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Transcript
De la oscuridad a la luz
RADIACIÓN DE CUERPO NEGRO
Comenzar
si asociamos el color con la longitud de onda para el cual se emite el máximo de radiación, podemos decir que m 1/T.
.El color de la radiación emitida cambia con la temperatura.
1800
El primer libro de texto sobre termodinámica fue escrito en 1859 por William Rankine termodinámica estadística se establecieron por los físicos como James Clerk Maxwell, Ludwig Boltzmann, Max Planck, Rudolf Clausius, Johannes van der Waals y Josiah Willard Gibbs.
Equilibrio Termico:
- definió la capacidad de un cuerpo para emitir y absorber energía electromagnética.
- Planteó el problema del cuerpo negro y retó a los físicos a solucionarlo
Ese año se publicó el primer libro de termodinamica
Kirchhoff estaba estudiando los cuerpos en equilibrio térmico:
¿Qué sucede en su interior?
Cuerpo negro: idealización conceptual de un cuerpo en equilibrio termico. Se representa por un cuerpo hueco con una pequeña abertura que comunica con el exterior. Toda la radiación que incide en el orificio entra a la cavidad y es reflejada en elinterior, por eso el orificio funciona como un absobente.
Serwey
Como la radiación se refleja desde las paredes de la cavidad se generan ondas electromagneticas estacionarias en el interior.
¿COMO ES LA RELACIÓN ENTRE LUZ Y TEMPERATURA?
La energía que sale por el agujero es insignificante y no perturba el equilibrio termico en el interior de la cavidad.
Serwey
La radiación que sale por el orificio solo depende de la temperatura de las paredes no del material.
activa las tres casillas de la simulación. En el eje x se encuentra la frecuencia (v) y en y el intensidad¿Cómo cambia la intensidad con respecto a la temperatura
Comportamiento experimental
el problema era el color de la radiación, o más precisamente la distribución espectral, o sea la cantidad de energía emitida en cada intervalo de color, así que Kirchhoff retó a los físicos a encontrar una expreción matemática que describiera el comportamiento experimental
https://www.facebook.com/share/p/HUeKKcqAhxpx7CxT/
https://www.nndb.com/people/497/000099200/
https://citas.in/autores/ludwig-boltzmann/
Wikipedia
Wikipedia
Wikipedia
Planck
Jeans
Boltzmann
Stefan
Rayleigh
Reto ACEPTADO
Wien
Bolzmann
Cambia la temperatura y observa
Stefan
P = potencia (W) en todas las longitudes de onda desde la superficie del objeto -- = constante de Stefan- Bolzmann A=área de la superficie e= emición de la usperficie T= temperatura
La potencia de radiación emitida aumenta con la temperatura
Radiación de cuerpo negro
Ley e Stefan-Boltzmann
Ley de Rayleigh-Jeans
Jeans
Conforme la longitud de onda se a proxima a cero, la función tiende a infinito: Catastrofe en el ultravioleta!!
Rayleigh
Wien
RealidadLey de Wien
Cuando T tiende a infinito la energía también, pero ...no es lo ocurre en la realidad!!!
20XX
La longitud de onda en el pico es imvesamente proporcional a la temperatura absoluta.
El pico de la distribución de la longitud de onda se desplaza hacia longitudes mas cortas conforme aumenta la temperatura
Ley de desplazamiento de W ien
Planck
El pico de la distribución de la longitud de onda se desplaza hacia longitudes mas cortas conforme aumenta la temperatura
Ley de Plank
20XX
hay no lo puedo creer
Esto puede escribirse mejor, hagamos
E = nhv
- Los electrones emiten o absorben enrgía cuando realizan una transición de un estado cuantico a otro
n= entero positivo llamado número cuanticof= frecuencia de oscilación h= constante de Planck
- La energía de estos osciladores solo puede tener ciertos valores, es decir, esta cuantizada.
Planck supuso que la radiación en la cavidad del cuerpo negro llega a causa de osciladores atómicos en las sus paredes
Planck
Ley de radiación de Plank
Es el enlace entre la teoria electromagnética y el campo átomico
n=3
Cuando un electrón pasa de un nivel a otro es un salto cuantico
mientras más lejos del nucleo es un nivel de mayor energía
los numeros e los niveles de energia se llaman numeros cuanticos
n=2
n=1
Niveles de energía del átomo
Existen orbitas en las que el electrón no emite radiación por lo que su energía permanece constante, las llamamos orbitas estables
En el átomo se aplica la ley de Coulomb
El modelo atómico
Loa electrones solo pueden ocupar ciertas orbitas, ie. orbitas permitidas
Aquí no pueden estar los electrones
Fotoelectrones
Si la energía de un foton no es suficiente no es posible expulsar un electrón, sin importatr la intensidad luminosa.
Un foton incidente transfiere su energia hf a un electrón en el metal, los electrones expulsados de la superficie del metal y que no entran en colición con otros atommos tiene una energía cinetica maxima que depende de la frecuencia de la luz y la función de trabajoes y es independiente de la intensidad de la luz,
Al incidir radiación electromagnetica en un metal, este emite electrones
Ciertos colores liberaban carga eleéctrica de un material y otros no, aun con intensidades grandes
eL EFECTO FOTOELECTRICO
En 1905 Eisnten supuso que el campo electromagnetico esta cuantizado y con ello explico el efecto fotoeléctrico
Los fotones son particulas elementales sin carga, sin masa y estables que solo existen a la velocidad C.
Es en este trabajo donde donde realiza la representación moderna del concepto de fotón, concepto clave para el desarrollo del láser
Secciones como esta te ayudarán a poner orden
Estructura tu contenido
Emisión Espontanea
Un electrón exitado emite radiación
n=2
n=1
n=2
n=1
Un electrón absorbe energía y pasa a un nivel de mayor energía.
Absorción
nímeros cuanticos
n=4
n=2
n=1
El proceso de emision estimulada ocurre siempre y las relaciones entre los coeficientes A y B son validad independientemente de que el sistema este o no en equilibrio
El proceso de emision estimulada ocurre siempre y las relaciones entre los coeficientes A y B son validad independientemente de que el sistema este o no en equilibrio
Emisión estimulada
Un electrón exitado recibe un fotón y emite
n=2
n=2
n=2
n=1
n=1
n=1
Esta derivaci{on merece conside raci{on no solo por su simplicidad sino especialmente porque parece clarificar los procesos de absorción y emisión de la radiaci{on por la materia
En 1917 Eimstein presenta una nueva derivaci{on de la fo mula de radiacón de Planck
Entonces la radiación de cuerpo negro
Red social
Einstein 1917
lCuanto más aátomos halla (población) más pueden dejar su estado base por absorción, en un tiempo. Esta absorción es estimulada por un campo de fotones,
Para la emisión espontanea
Para la emison estimulada
En el caso de la Absorción , la velocidad de cambio del número de átomos que pasan de un estado inicial a otro superior depende de la fuerza del compo de fotones incidente, ie. depende de la densidad de energía u, m{as concretamente, de la densidad de de energía en el rango de frecuencias que produce la transisción, ie. la densidad de enrg{ia espectral u.
En el caso de la emision estimul , la velocidad de cambio del número de átomos que pasan de un estado inicial a otro superior depende de la fuerza del compo de fotones incidente, ie. depende de la densidad de energía u, m{as concretamente, de la densidad de de energía en el rango de frecuencias que produce la transisción, ie. la densidad de enrg{ia espectral u.
- Mejora la comunicación sobre cualquier tema
- Hace 'match' con tu audiencia...
- Y les hace formar parte del mensaje
- Tiene un color adecuado a su tema
- Representa datos con gráficos
- Utiliza timelines para contar historias
El proceso de emision estimulada ocurre siempre y las relaciones entre los coeficientes A y B son validad independientemente de que el sistema este o no en equilibrio
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Emisión estimulada
Un electrón exitado recibe un fotón y emite
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En 1917 Eimstein presenta una nueva derivaci{on de la fo mula de radiacón de Planck
Entonces la radiación de cuerpo negro
Red social
Einstein 1917
La relación entre la probabilidad de emisión estimulada y la probalidad espontanea
Seres sociales
Necesitamos interactuar unos con otros. Aprendemos de forma colaborativa.
Seres digitales
Evitamos formar parte de la saturación de contenido en el mundo digital.
Una probabilidad de transisión baja significa una vida media larga
Una probabilidad de transisión baja significa una vida media larga
Entonces el numero de fotones emitidos por segundo
Resumen
La probabilidad de emisión espontanea por segundo es
En el caso de la emision estimul , la velocidad de cambio del número de átomos que pasan de un estado inicial a otro superior depende de la fuerza del compo de fotones incidente, ie. depende de la densidad de energía u, m{as concretamente, de la densidad de de energía en el rango de frecuencias que produce la transisción, ie. la densidad de enrg{ia espectral u.
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Texto + iconos
Los conceptos abordos permitieron concebir los procesos que abrieron la posibilidad de crear el láser
Ley de Kirchhoff
Ley de Stefan-Bolzmann
Ley de desplazamiento de Wien
Ley de Raleigth-Jeans
Ley de Planck
Coeficientes de Einsteinr
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