J.J Thomson

Los átomos son esferas con carga positiva, los electrones

están “empotrados” en la misma.

E. Rutherford

- Núcleo atómicocon carga (+) alrededordel cual se mueven los

electrones .

- Núcleo atómicocon carga (+) alrededordel cual se mueven los

electrones .

N. Bohr

-Estados estaciona-rios .

-Estados estaciona-rios .

¿Qué fenómenos evidencian el carácter corpuscular de la luz?

A. Einstein

Efecto fotoeléctrico

Arthur Compton

Efecto Compton

Nobel de Física en 1927 por su descubrimiento del efecto que lleva su nombre. El efecto Compton permitió confirmar que la radiación electro-magnética tiene propiedades corpusculares.

Arthur Compton

Físico estadounidense quefue galardonado con el Premio

d i

d < i

Efecto Compton:

Es el efecto de disminución de la frecuencia de la radiación dispersa-da por el choque con un electrón, respecto a la radiación incidente.

Ef(d) < Ef(i)

•Los fotones poseen masa, energía y cantidad de movimiento .

Pf = h f

Ef = h

¿El carácter dual es un comportamiento

exclusivo de la luz?

Louis Victor de Broglie

- El dualismo no es solo un comportamiento de la luz, sino que tiene validez universal.

" …Para ambas, materia y radiación, es necesario introducir los conceptos de partícula y de onda a la vez….”

La familia de Louis de Broglie (1892) perteneció a la nobleza desde los tiempos de Luis XIV. Aunque De Broglie inicialmente estudió literatura e historia, su hermano Maurice, quien era físico, le contagió su entusiasmo por la investigación de las leyes naturales. Maurice acababa de regresar del Primer Congreso Solvay )1911), financiado por el " rey de la sosa cáustica ", el belga Ernest Solvay y en el que tomaron parte todas las luminarias de la ciencia. Nernst, Poincaré, Langevin, Rutherford, Lorentz, Planck y Marie Curie están en primera fila de la fotografía y no es díficil reconocer a Einstein junto a ellos. Terminado el Congreso, Marie relató a Louis de Broglie los debates sobre el fotón y su naturaleza dual, de onda y partícula. De Broglie, ante los resultados de Compton, se preguntaba en la tesis doctoral que presentó en 1924 si acaso la inversa del efecto Compton sería cierta : si las ondas son partículas ¿no serán ondas las partículas ? Al recibir el premio Nobel en 1929, Louis de Broglie diría : " Para ambas, materia y radiación, la luz en especial, es necesario introducir los conceptos de partícula y de onda a la vez. En otras palabras, se tiene que suponer siempre la existencia de partículas acompañadas por ondas.

Saber más

Si la longitud de onda de los fotones esta relacionada con su cantidad de movimiento:

Pf h

f = por analogía : P h

=

= hmv e e e e

e longitud deonda electrón Pe cantidad demovimiento del electrón

Microscópico óptico

Microscópico electrónico

e = h

meve = 5·10-12 m

∆y→ poder resolutivo

∆yópt. = 3·10-7 m

∆ymic.elect. = 6·10-11 m

ve = 1,4·108 m/s

¡Con el microscópio electrónico se pueden observar objetos cuyas dimensiones sean de 6·10-11 m!

Esta microfoto electrónica de transmisión coloreada muestra un bacteriófago T4, un virus que sólo infecta a las bacterias.

Clinton Davisson Lester Germer

Cañón deelectrones

Cristal de niquel

detector

Obtuvieron no sólo la reflexión de electrones, sino también ¡su difracción!

Clinton Davisson (1881-1952) y George Thomson (1892-1975), este último hijo de J. J. Thomson, descubridor del electrón, compartieron en 1937 el premio Nobel de Física por sus estudios de la difracción de electrones. Fue este un caso más en la historia de la ciencia en que se realizaron descubrimientos simultánea e independientemente. Y, también en el caso de Davisson, uno de esos descubrimientos "por accidente". Davisson, a quien vemos en la foto con su colega Lester Germer, estudiaba la reflexión de electrones por un blanco de níquel con el dispositivo que aquí se muestra. El experimento lo realizaban al vacío, dentro de un tubo. El tubo se dañó y el aire penetró en él, oxidando la muestra de níquel. Para limpiar el blanco, los físicos lo recalentaron, recristalizándolo. Poco después obtuvieron no sólo reflexión de electrones, ¡sino también difracción de partículas!

Difracción de electrones enviados contra una lámina de aluminio

Fue galardonado con el Premio Nobel de Física en 1937 por su aporte respecto a la difracción de los electrones por los cristales, mostrando así sus propiedades ondulatorias.

George P. Thomson

•La naturaleza ondulatoria es una propiedad de todas las partículas.•Cálculo de la longitud de onda de una bala de fusil cuya masa es de 9 g y mueve a una velocidad de 400 m/s.

b = h

mbvb

= 6,6·10 –34 Js

9·10–3 kg·4·102 m/s

b=1,8·10– 34 m ¡Muy pequeña !

No se manifiesta

Este principio afirma que es imposible medir simultáneamente de forma precisa la posición y el momento lineal de una partícula. Heisenberg fue galardonado con el Premio Nobel de Física en 1932.

Werner K. Heisenberg

Principio de indeterminación

El movimiento de una micropartícula se des-cribe en la mecánicacuántica con ayuda decierta función de las coordenadas y del tiempo denominada función de onda ( )

2→ determina la probabilidad que pueda ser hallada una micropartícula en una pequeña región.

2

Pionero en el campo de la teoría cuántica, es conocido sobre todo por su teoría matemática de la mecánica ondulatoria de los electrones. Compartió el Premio Nobel de Física de 1933 con el físico británico Paul A. M. Dirac por su contribución a la mecánica cuántica.

Erwin Schrödinger