Naturaleza de la LuzLa materia tiene la propiedad de absorber y emitir luz.La luz se transmite como: Radiacin Electromagntica.La energa asociada a un tipo particular de REM se denomina: Energa Radiante.Hay toda una variedad de tipos de REM, siendo la ms conocida la Luz Visible.La teora que describe el comportamiento de la REM es la: Teora Ondulatoria.

Modelo OndulatorioTeora desarrollada matemticamente por J. Maxwell en 1873Campo ElctricoCampo Magntico

Caractersticas de la Radiacin ElectromagnticaDireccin depropagacinde la ondaLongitud de ondaAmplitudAmplitudAmplitud = 600 nm = 200 nm

FRECUENCIA: Su concepto y unidadesLnea de observacin (ciclos por segundo: 1/s o s-1)Longitud de ondaFrecuencia (): nmero de ondas completas que pasan por un punto en un tiempo dado.

Espectro Electromagntico/nm/HzTipoRayosgammaRayos XUltravioletaInfrarrojoMicroondasOndas de radioRayos XLampara solarLamparade calorHornos de micro ondas, radares de policia, estacio-nes de sateliteTV-UHF.TelefonoscelularesTV-VHF.Radio FMRadio AM

Relaciones y Unidades de la REMHay una relacin bien definida entre las variables de la REM: cen donde c es la constante de la velocidad de la luz, 3,00x 108 m/s.

Las unidades ms comunes para la longitud de onda son:UnidadSmboloLongitud (m) Tipo REMAngstrom 10-10 rayos XNanmetro nm 10-9 UV y VisMicrmetros m 10-6 InfrarrojoMilmetro mm 10-3 InfrarrojoCentmetro cm 10-2 MicroondasMetro m 1 TV y radio

Clculos de parmetros de REM La luz amarilla que emite una lmpara de vapor de sodio empleada para el alumbrado pblico tiene una longitud de onda de 589 nm. Calcule la frecuencia de esta radiacin.

Un laser empleado para soldar retinas desprendidas produce una radiacin con una frecuencia de 4,69x1014 s-1. Calcule la longitud de onda de esta radiacin.

Cul es la longitud de onda de una estacin de radio que transmite a 98,4 MHz?

Teora Cuntica de la RadiacinA comienzos del siglo XX, Max Planck dio el primer paso hacia una nueva fsica.Con la aparicin de la teora cuntica se haba iniciado un formidable viaje hacia los lmites de la materia.La teora cuntica se ocupa de lo muy pequeo, de los tomos y todas las partculas subatmicas.

Cuerpo Negro Max PlanckDesde 1859... y hasta fines de 1900, nadie haba encontrado una frmula que explicara el problema de la radiacindel cuerpo negro (objeto caliente).

Una tarde de Octubre de 1900, Planck se dio cuenta de que nicamente poda deducirla si supona algo que hasta entonces era impensable: deba renunciar a la fsica clsica y admitir que la materia no absorbe ni emite energa en forma contnua, ni en cantidades sin lmite alguno. Existe una cantidad mnima de energa por debajo de la cual no se puede bajar: el cuanto.

Cuantizacin de la EnergaEs un hecho experimental que los cuerpos calientes emiten energa, cuya magnitud y color depende de su temperatura.

En 1900 Max Planck explica la relacin entre la energa emitida y la frecuencia asociada:E = h h = 6,63x10-34 J.s

Planck define el concepto de cuanto de energa, cuyo valor es E, como la unidad mnima absorbida o emitida por un cuerpo : h, 2 h, 3 h, etcNotas contnuasNotas cuantizadas

Efecto FotoelctricoEn 1905 Albert Einstein us la teora de Planck para explicar el fenmeno de la emisin de electrones (a) cuando luz de alta energa incide sobre una superficie metlica. (b) Este efecto fotoelctrico es la base de las fotoceldas (puertas de elevadores, escaleras elctricas, luminarias, etc.).SuperficiemetlicaFuentede poderIndicadorcorrienteLuzincidenteCamaraal vacioElectronesemitidosTerminalpositiva(a)(b)

Espectros AtmicosEl estudio espectral de la luz permiti a Niels Bohr en 1913 explicar el espectro de lneas de hidrgeno, y de ah derivar un modelo atmico.

Cada tomo es capaz de emitir o absorber radiacin electromagntica, aunque solamente en algunas frecuencias que son caractersticas propias de cada uno de los diferentes elementos qumicos.

Pueden ser:

Espectros de Emisin (continuo, de bandas y de lneas) Espectros de Absorcin.

Estas radiaciones dispersadas en un prisma de un espectroscopio se ven como una serie de rayas, y el conjunto de las mismas es lo que se conoce como espectro de emisin.

Espectro de lneasTipo de espectro de emisin

Igualmente, si una luz continua atraviesa una sustancia, sta absorbe unas determinadas radiaciones que aparecen como rayas negras en el fondo continuo (espectro de absorcin).

Se cumple, as, la llamada Ley de Kirchoff, que nos indica que todo elemento absorbe radiacin en las mismas longitudes de onda en las que la emite. Los espectros de absorcin y de emisin resultan ser, pues, el negativo uno del otro.

Espectro de Absorcin del Cloro

Espectro de Emisin del Cloro

n = 2

n = 3

n = 4

n = 5

n =

n = 1

Series espectrales del tomo de Hidrgeno

n = 6

Lyman

Paschen

Balmer

Bracket

Pfund

Espectro

UV Visible Infrarrojo

SERIES: Lyman Balmer Paschen Bracket Pfund

E = h

Ejercicios

La longitud de onda de cierta luz roja es de 600 nm. Calcular su frecuencia, cul es el contenido energtico del fotn de esta luz?.

Una muestra es analizada a la llama. Se detecta una radiacin cuyo contenido energtico es igual a 3,92 x 10-19 J. Indicar la longitud de onda y el color de la llama.

c) La luz de un semforo puede ser roja, naranja (ambar) o verde. Si el sensor de un automvil detecta la radiacin con una energa de 2,84 x 10 -19 J. Cul es el color de la luz del semforo?

Ejercicios

d) Cul es la longitud de onda en nanmetros de la radiacin que tiene un contenido de energa de 1,0 x 103 kJ/mol? En qu regin del espectro electromagntico se encuentra esta radiacin?

e) De acuerdo con la ecuacin para el espectro de la lnea de Balmer para el tomo de hidrgeno, un valor de n =3 da una lnea espectral roja. Calcule la energa (en kiloJoule por mol) de la radiacin.

f) Cul es la longitud de onda en nanmetros de un fotn emitido durante la transicin desde el estado n1= 6 al estado n2 = 4 en el tomo de hidrgeno.