Fsica cuntica Relatividad El Universo U 3Fsica cuntica

Física cuántica Relatividad El Universo

U 3|Física cuántica Efecto fotoeléctrico Espectros de los gases Dualidad onda-partícula Principio de incertidumbre

U 3|Efecto fotoeléctrico Explicación del fenómeno fotoeléctrico según Einstein • La luz se comporta como si estuviera constituida por partículas llamadas cuantos de radiación o fotones de energía: • Cuando se produce la interacción entre un fotón y el metal del cátodo, toda la energía de este fotón es absorbida por un solo electrón. Una parte de esta energía se utiliza para arrancar este electrón del metal al que está ligado, energía que recibe el nombre de función trabajo (W). Cuando incide radiación ultravioleta en la placa externa de un electroscopio cargado negativamente, se produce la pérdida de la carga porqué se emiten los electrones que absorben la radiación.

U 3|Espectros de los gases Átomo de Bohr • La energía está cuantizada. • Los saltos entre órbitas absorben o ceden energía de una sola vez, como un cuanto de radiación, o fotón. El átomo propuesto por Bohr explica los espectros de los gases y el efecto fotoeléctrico. Las figuras muestran de forma simplificada uno de los métodos que se utilizan para obtener los espectros de emisión y de absorción de una sustancia. En el primer caso se analiza la luz emitida por la sustancia (a), mientras que para obtener el espectro de absorción se analiza la luz procedente de un foto luminoso intenso (b) que ha interaccionado con esta sustancia (c).

U 3|Dualidad onda-partícula Hipótesis de De Broglie Para cualquier partícula de masa m que se mueve con velocidad v, se cumple: Las propiedades ondulatorias de las partículas se manifiestan en experimentos de difracción e interferencia. Al disparar un cañón de electrones sobre una fina hoja de grafito, los electrones la atraviesan siguiendo un comportamiento que se asocia a la difracción. Este fenómeno propiamente ondulatorio muestra que los electrones se comportan como ondas y como partículas.

U 3|Principio de incertidumbre En la escala de trabajo de la física cuántica, todos los métodos de medida afectan al sistema estudiado e, inevitablemente, cambian el valor de alguna de las variables. Gráfico de la relación entre Δp y Δx. El área delimitada por el gráfico que no contiene el origen de coordenadas muestra las soluciones de la inecuación.

U 3|Relatividad Teoría especial de la relatividad Dilatación tiempo-Contracción longitud Masa relativista

U 3|Teoría especial de la relatividad • Las descripciones de cualquier fenómeno realizadas por dos observadores inerciales con movimiento uniforme son igualmente válidas. Las leyes de la física son las mismas para ambos. • La velocidad de la luz en el vacío es una constante universal. Esta velocidad es la misma para cualquier pareja de observadores inerciales con movimiento relativo (de uno respecto al otro) uniforme. Transformación de Lorentz-Einstein Esquema representativo de dos sistemas de referencia, uno fijo, S, y otro móvil, S’, con movimiento rectilíneo y uniforme respecto del fijo.

U 3|Dilatación del tiempo-Contracción de la longitud Dilatación del tiempo El intervalo de tiempo entre dos sucesos que se producen en un mismo punto de un sistema de referencia es siempre más corto que el intervalo de tiempo entre estos dos mismos sucesos medidos desde otro sistema de referencia en movimiento respecto al primero. Contracción de la longitud Cuando dos observadores inerciales en movimiento relativo uniforme el uno respecto al otro miden las dimensiones de un objeto, el observador en movimiento respecto del objeto obtendrá una medida menor de dicho objeto en la dirección de la velocidad relativa del observador móvil.

U 3|Masa relativista Si denominamos m 0 a la masa de un objeto en un sistema de referencia respecto al cual está en reposo, cuando este objeto tenga una velocidad v respecto de un sistema determinado, su masa será: La masa tiende a infinito, a medida que la velocidad del objeto se acerca a la velocidad de la luz. La velocidad de la luz es el límite de velocidad para cualquier objeto material. Variación de la masa relativista respecto de la velocidad del objeto.

U 3|El Universo se puede definir como todo lo que existe físicamente hablando: el espacio y el tiempo, así como todas las formas de materia y energía. Formación del Universo Big Bang Futuro del Universo Big crunch Big rip Diapasón de Hubble donde se expone una clasificación de las galaxias.