CLASES 15 Y 16 La luz: un chorro de partículas. Vista en la Pantalla. Una onda se difracta. Vista en la Pantalla

Transcripción

1 CLASS 15 Y 16 La luz: un chorro d partículas A principios d 1900 conocíamos qu: Las partículas son objtos puntuals con masa qu cumpln las lys d Nwton La luz s una OM, cumpl las cuacions d Maxwll Un chorro d partículas no s diracta: sigu las lys d Nwton p u n P n p u P p mv m pantalla Vista n la Pantalla La mancha n la pantalla tin la orma d la abrtura I s constant Una onda s diracta S u S / c P u P c m OM m OM I r S, P pantalla Vista n la Pantalla La luz s diracta por lo tanto s una onda! La mancha tin la orma d anillos concéntricos I s variabl I r 1

2 Surg l problma cto Fotoléctrico n 1900 trs xprimntos crucials cto Compton (Compton) cto Fotoléctrico (instin( instin) Radiación n dl Curpo Ngro (Planck( Planck) La luz xtra lctrons dl mtal + - cuacions onda xt + cin cuacions cuacions onda xt + cin onda xt + cin nrgía qu l lctrón xtrajo d la onda nrgía ncsaria para xtrar l lctrón dl mtal

3 cuacions Para l lctrón n más m s vloz onda xt + cin + máx mín máx onda xt cin nrgía cinética rmannt dl lctrón Invrtimos la batría - + Si V < V rnado ntoncs hay corrint. Si la intnsidad d la luz crc la corrint también Modlo d instin Si V V rnado La corrint s cro. Si la intnsidad d la luz crc la corrint NO S RSTABLC. Si s cambia l color d la luz aumntando su rcuncia S RSTABLC LA CORRINT La luz stá ormada por partículas llamadas otons Cada otón n tin hω La intnsidad d la luz stá dada por Iluz u c n ot c n ot hω c 3

4 Modlo d instin Modlo d instin Si cambiamos la intnsidad d la luz sin cambiar l color stamos variando Iluz u c n ot c n ot hω c Si cambiamos l color d la luz stamos variando Iluz u c n ot c n ot hω c Si cambiamos l color d la luz stamos variando Modlo d instin Una luz con mnor dnsidad d otons más s nrgéticos s más m s icint para ntrgar nrgía a a los lctrons pus n l modlo d instin cada lctrón n choca con un único otón n y sólo s pud tomar la nrgía a dl mismo. Una luz roja s mnos icint qu una azul d igual intnsidad!!! cuacions dl cto Fotoléctrico + máx cin qv mín máx xt cin rnado V h rnado xt q ω Φ xprimnto Simulado Vr l applt con l xprimnto simulado d cto Fotoléctrico y comprobar 1) l potncial d rnado vs ω s una rcta ) la pndint d la rcta s indpndint dl mtal iluminado. 3) la ordnada al orign dpnd dl mtal iluminado. Propidads d los otons p hω hk h h cto Fotoléctrico cto Compton Radiación CN up OM c 4

5 Propidads d los otons sta rlación val para cualquir partícula m c + p c 4 m 0 Propidads d los otons p sta rlación val para cualquir partícula v c m v v 1 c Propidads d los otons Qué partículas son éstas? S diracta si intractúa con un objto cuyo tamaño s comparabl con. Si intractúa con un objto cuyo tamaño s mucho mayor qu la diracción s dsprciabl. Los otons son paquts d onda S los obtin sumando ondas con k n un rango n k [k min, k max ] y un rango n w [w min, w max ] Qué partículas son éstas? x Propusta d D Brogli Los lctrons también son paquts d onda y por lo tanto tinn una rcuncia y una longitud d onda 5

6 Qué partículas son éstas? x Propusta d D Brogli mv hω h h p hk mv Propidads d los lctrons Atnción m c + p c 4 sta rlación val para cualquir partícula p m p m h m n cambio para los otons Propidads d los lctrons p c c S diractan si intractúan con un objto cuyo tamaño s comparabl con. Si intractúan con un objto cuyo tamaño s mucho mayor qu la diracción s dsprciabl. 6

7 Vntaja d los lctrons La longitud d onda s pud controlar aclrando los lctrons. Los lctrons pudn usars con mucha vntaja n microscopía porqu l valor d pud rducirs obtnindo imágns nítidas (sin diracción) d objtos muy pquños. Fotograía a d microscopio lctrónico Bonus pack Otros ctos otoléctricos Light Dpndnt Rsistor (LDR) mplado n los sistmas d ncndido automático tico d luz l matrial s suluro d cadmio (CdS( CdS) qu s smiconductor. LDR Un smiconductor s un aislant s dcir no conduc la lctricidad, o para sr más m s prcisos tin una rsistividad muy lvada. Pro l smiconductor tin nlacs covalnts rlativamnt ácils d rompr. La nrgía ncsaria para rompr un nlac s llama ancho d la zona prohibida. Los aislants n cambio tinn una zona prohibida muy grand. 7

8 LDR LDR Si un otón n ntrga suicint nrgía a a un lctrón, s gnra un par lctrón-huco y l smiconductor s vulv conductor. n las siguints iguras pud vr como tanto l lctrón n como l huco s muvn colaborando con la conducción léctrica. l matrial conduc la lctricidad con una rsistncia pquña. Cómo s lo obtin un paqut d ondas? jmplo (vr tabla d TF) nvolvnt d (x) σ σ π nvolvnt d F(k) x σ ( k ) σ π σ ( k k0 ) portadora 8

9 Vr apunt para l caso d un paqut d onda con nvolvnt rctangular 9