Experimentos Clásicos de la Física Moderna

JUAN FELIPE QUINTERO D.G2E26

Frank-Hertz (cuantización de la energía)

El experimento consiste en medir la variación de corriente que es producida por un haz de electrones que entra a un tubo de vacío, se deduce de esta manera las perdidas de energía que resultan del choque de electrones.

EXPERIMENTOEl tríodo está contenido dentro de una cápsula de vidrio que contiene mercurio.

Puede realizarse a diferentes temperaturas lo cual produce resultados interesantes debido a los cambios de estados que presenta el mercurio ya que a los 630 K, el mercurio se vuelve gaseoso. Pero para evitar tener que alcanzar tal temperatura, se trabaja a una presión reducida dentro de la cápsula y se calienta entre 100 y 200 °C.

Para que los electrones se alejen del átomo y para que tengan una velocidad bastante importante, se utiliza una tensión entre el cátodo y la rejilla, una tensión de aceleración.

Efecto Fotoeléctrico

El laboratorio consiste en la emisión de electrones por un material cuando se hace incidir sobre él una radiación electromagnética (luz visible o ultravioleta, en general). A veces se incluyen en el término otros tipos de interacción entre la luz y la materia:

El efecto fotoeléctrico fue descubierto y descrito por Heinrich Hertz en 1887, al observar que el arco que salta entre dos electrodos conectados a alta tensión alcanza distancias mayores cuando se ilumina con luz ultravioleta que cuando se deja en la oscuridad.

Efecto Compton

EXPERIMENTO:Consiste en el aumento de la longitud de onda de un fotón cuando choca con un electrón libre y pierde parte de su energía. La frecuencia o la longitud de onda de la radiación dispersada depende únicamente del ángulo de dispersión.

El efecto Compton constituyó la demostración final de la naturaleza cuántica de la luz tras los estudios de Planck sobre el cuerpo negro y la explicación de Einstein del efecto fotoeléctrico.

La variación de longitud de onda de los fotones dispersados, , puede calcularse a través de la relación de Compton:

Donde:h : es la constante de Planck.me : es la masa del electrón.C : es la velocidad de la luz.θ : el ángulo entre los fotones incidentes y dispersados.

Esta expresión proviene del análisis de la interacción como si fuera una colisión elástica y su deducción requiere únicamente la utilización de los principios de conservación de energía y momento.

La cantidad  = 0.0243 Å, se denomina longitud de onda de Compton. Para los fotones dispersados a 90°, la longitud de onda de los rayos X dispersados es justamente 0.0243 Å mayor que la línea de emisión primaria.

RESULTADOS

Michelson-Morley (Inexistencia del Éter y v=c)

El experimento de Michelson y Morley fue uno de los más

importantes y famosos de la historia de la física. Realizado

en 1887 por Albert Abraham Michelson y Edward Morley está

considerado como la primera prueba contra la teoría del éter. El resultado

del experimento constituiría posteriormente la base experimental de la teoría de la relatividad especial

de Einstein.Edward Morley

Abraham Michelson

EL EXPERIMENTOEl propósito de Michelson y Morley era medir la velocidad relativa a la que se mueve la Tierra con respecto al éter.

Con esto se lograba enviar simultáneamente dos rayos de luz (procedentes de la misma fuente) en direcciones perpendiculares, hacerles recorrer distancias iguales (o caminos ópticos iguales) y recogerlos en un punto común, en donde se crea un patrón de interferencia que depende de la velocidad de la luz en los dos brazos del interferómetro.

En un edificio cercano al nivel del mar, Michelson y Morley construyeron lo que se conoce como el interferómetro de Michelson. Se compone de una lente semiespejo, que divide la luz monocromática en dos haces de luz que viajan en un determinado ángulo el uno respecto al otro.