difraccion de particulas

8/20/2019 Difraccion de Particulas

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Física Moderna

Difraccion de particulas

Bustamante Umpiri RonaldBustamante Umpiri Ronald


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Radiación del cuerpo negro (Planck, 1900)

En general, un cuerpo que recibe

radiación puede absorberla, reflejarla

y emitir.

Por definición de cuerpo negro

entendemos que es aquellasuperficie que absorbe toda la

radiación que recibe, tanto desde

el interior como desde el

exterior.


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Para describir este fenómeno desde el punto de vista de la fsica cl!sica "ien

observó que#

( ) T βν

C·eν=T ν,u−$

%!lida para frecuenciasfrecuencias altas.

&onde el m!ximo cumple la relación#&onde el m!ximo cumple la relación#

mK ·' =T λ $

' (')*)+

−

Rayleig y -eans, a su ve, propusieron#Rayleig y -eans, a su ve, propusieron#

( ) kT c

πν=T ν,u

2

$

)

El espectro de radiación del cuerpo negro#El espectro de radiación del cuerpo negro#

%!lida para frecuencias bajas.%!lida para frecuencias bajas.


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Max Planck Max Planck , interpolando ambas expresiones encontró la, interpolando ambas expresiones encontró la

ley que describe la radiación de cuerpo negro#ley que describe la radiación de cuerpo negro#

(

)

$

−

kt

hν

e

h

c

πν=T)u(ν(

3

/ue, comparada con la mec!nica estadstica cl!sica, implica/ue, comparada con la mec!nica estadstica cl!sica, implica

que la radiación se emite en forma de paquetes de energa yque la radiación se emite en forma de paquetes de energa y

no de forma contnua como se crea cl!sicamente.no de forma contnua como se crea cl!sicamente.

0a energa de estos paquetes es 0a energa de estos paquetes es ν ν..

h 6 ' 626 ·10 34

J · s 1onstante de Planc2 1onstante de Planc2


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El efecto fotoeléctrico (Einstein, 1905)

3tro fenómeno inexplicable desde la fsica cl!sica es que al incidir lu U%sobre un metal se observa que se arrancan electrones de la superficie de este.

Esto sólo se explica si suponemos los cuantos de energa de Planc2#

0a energa cin4tica de los electrones arrancados viene dada por#0a energa cin4tica de los electrones arrancados viene dada por#

E c

h W


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re!sstra"lung # e!isión de ra#os $%

Para producir rayos 5 en el laboratorio, se acelera un a de electronesPara producir rayos 5 en el laboratorio, se acelera un a de electrones

bajo varios miles de voltios. 6e enva contra un blanco y, al desacelerarse, bajo varios miles de voltios. 6e enva contra un blanco y, al desacelerarse,emiten un espectro contnuo de radiación electromagn4tica.emiten un espectro contnuo de radiación electromagn4tica.

Pero existe unaPero existe una λλ mnima en la radiaciónmnima en la radiaciónemitida, que sólo se entiende si se consideraemitida, que sólo se entiende si se considera

la radiación electromagn4tica comola radiación electromagn4tica como

partculas# partculas#

eV

hc= λ

min'

K K = λ

hc=hν −


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El efecto &o!pton (&o!pton, 19')

7l incidir rayos 5 8('7l incidir rayos 5 8('(9(9 : (' : ('+'+';< sobre una superficie 8grafito


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ualidad onda*part+cula (de roglie, 19')

0a lu puede comportarse como una onda y puede comportarse0a lu puede comportarse como una onda y puede comportarse

como partculascomo partculas

&e Broglie sugirió que la materia tambi4n debera poseer esta dualidad.&e Broglie sugirió que la materia tambi4n debera poseer esta dualidad.

p

h= λ

0ongitud de onda0ongitud de onda

de la partculade la partcula

Propiedad medida experimentalmente a trav4s de difracción de electrones.Propiedad medida experimentalmente a trav4s de difracción de electrones.

a radiación se co!porta co!o ondas # co!o part+culas%a radiación se co!porta co!o ondas # co!o part+culas%a !ateria se co!porta co!o part+culas # co!o ondas%a !ateria se co!porta co!o part+culas # co!o ondas%


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El experi!ento de la do-le rendi.a, o co!o los electrones

se co!portan exacta!ente igual /ue la lu

>Un experimento con ondas# 8>Un experimento con ondas# 8Youn "##3$"%2&Youn "##3$"%2&


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>Un experimento con partculas#>Un experimento con partculas#

?1u!l es la probabilidad de que un proyectil que atraviese los agujeros en la?1u!l es la probabilidad de que un proyectil que atraviese los agujeros en la

pared llegue a una distancia pared llegue a una distancia - - del centro@del centro@

En este montaje el detector# o recibe un proyectil o no recibe ninguno.En este montaje el detector# o recibe un proyectil o no recibe ninguno.

podemos graduar la velocidad de disparo podemos graduar la velocidad de disparo

P12

P1

P2 Ao interferencia Ao interferencia


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>Un experimento con electrones#>Un experimento con electrones#

Un caón de electrones que se les ace pasarUn caón de electrones que se les ace pasar

por una doble rendija. 7l final detectamos por una doble rendija. 7l final detectamos

estos electrones con un contador geigerestos electrones con un contador geigermóvil#móvil# c.'c, c.'c$c.'c, c.'c, /c.'c, c.'c$c.'c, c.'c, /

?1u!l es la probabilidad relativa de que un clic se detecte a determinada?1u!l es la probabilidad relativa de que un clic se detecte a determinada

distancia del centro@distancia del centro@

Pero# cada electrón pasa, ya sea a trav4s del agujero ( ó a trav4s del agujero+.Pero# cada electrón pasa, ya sea a trav4s del agujero ( ó a trav4s del agujero+.

Esto nos da las probabilidades P( yEsto nos da las probabilidades P( y

P+.P+.

P12

P1

P2

CCDnterferenciaCCDnterferencia

?6e propagan los electrones por trayectorias tortuosas@?6e propagan los electrones por trayectorias tortuosas@

| | | |

| |+

+((+

+

++

+

((

φ φ

φ φ

+= 0

= 0 ,= 0 0os electrones llegan como partculas y la probabilidad0os electrones llegan como partculas y la probabilidad

dellegada est! distribuida como la intensidad de unadellegada est! distribuida como la intensidad de una

ondaonda


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Espiemos por qu4 agujero pasa cada electrón.Espiemos por qu4 agujero pasa cada electrón.

P ' 12

P1

P2

C1uando observamos los electrones su distribución sobre la pantalla esC1uando observamos los electrones su distribución sobre la pantalla esdiferente a cuando no los observamosdiferente a cuando no los observamos

6i los electrones no se ven tenemos interferencia.6i los electrones no se ven tenemos interferencia.

6ingleFelectron events build up over a +'

minute exposure to form an interference

pattern in tis doubleFslit experiment by

72ira =onomura and coFGor2ers. 8a< )

electronsH 8b< +9' electronsH 8c< +'''

electronsH 8d< I','''.


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Rayos 5 contra una oja de aluminioRayos 5 contra una oja de aluminio

electrones contra una oja deelectrones contra una oja de

aluminioaluminio


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Bibliografia

serway Moses Moyer. (2005). Fisica Moderna. meico!"#omson.

D$. $onald %austreau . (200&). Fisica moderna. meico!

Mc %raw 'ill.

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