Modelo Atómico de Bohr

Bohr unió la idea de átomo nuclear de Rutherford con las ideas de una nueva rama de la Ciencia: la Física Cuántica. Así, en 1913 formuló una hipótesis sobre la estructura atómica en la que estableció tres postulados:
¤ El electrón no puede girar en cualquier órbita, sino sólo en un cierto número de órbitas estables. En el modelo de Rutherford se aceptaba un número infinito de órbitas.
¤ Cuando el electrón gira en estas órbitas no emite energía.
¤ Cuando un átomo estable sufre una interacción, como puede ser el imapacto de un electrón o el choque con otro átomo, uno de sus electrones puede pasar a otra órbita estable o ser arrancado del átomo.

El átomo de hidrógeno según el modelo atómico de Bohr
¤ El átomo de hidrógeno tiene un núcleo con un protón.
¤ El átomo de hidrógeno tiene un electrón que está girando en la primera órbita alrededor del núcleo. Esta órbita es la de menor energía.
¤ Si se le comunica energía a este electrón, saltará desde la primera órbita a otra de mayor energía. cuando regrese a la primera órbita emitirá energía en forma de radiación luminosa.

En la siguiente simulación puedes elegir la órbita de giro del electrón. Observa cómo las energías de las órbitas más exteriores son mayores que las de las órbitas más interiores. "r" es el radio de la órbita.

Naturaleza Dual de la Materia

La naturaleza ondulatoria es inherente a cada cuerpo. La importancia del hecho radica en que en ocasiones la luz se comporta de una u otra forma. 

Louis de Broglie postuló la dualidad en su forma: 

lambda=h/mxv 

Donde lambda= la longitud de onda (metros) 
h=Constante de Planck (6.626x10-34 Jxs) 
m=masa (kg) 
v=velocidad (m/s) 

De todo esto se deduce que onda y corpúsculo son dos camisetas para un mismo ente (la luz, en este caso). Es notable el hecho de que la luz es capaz de "doblar las esquinas". Huygens demostró esta propiedad mediante la difracción, en la que los puntos que abordaba la onda se convertían en nuevos focos emisores sucesivamente. 

El comportamiento corpuscular se pone de manifiesto en el hecho de que la luz posee cantidad de movimiento. Es conocido la gran carrera de los físicos lúdicos en poner en órbita veleros estelares, impulsados por el viento solar, para iniciar la gran regata del sistema solar. La superficie de una de estas velas estelares abarcaría fácilmente el tamaño de varios campos de fútbol!! 

En el siglo XVII se desarrollaron dos teorías contrapuestas sobre la naturaleza de la luz: una de parte el genial científico inglés Isaac Newton (teoría corpuscular) y por otra del matemático geómetra holandés Cristian Huygens (teoría ondulatoria).

Para Newton la luz estaba formada por pequeñísimos corpúsculos o partículas, y demostró las leyes de la reflexión y la refracción, en base a esa teoría. La luz se reflejaría como lo puede hacer una pelota cuando rebota sobre una superficie, y se refractaría al pasar de un medio a otro por la diferencia de velocidad de transmisión en los dos medios, pero no explicaba otros fenómenos como por ejemplo la difracción.

Debido al gran prestigio académico de Newton, la teoría de Huygens quedo relegada por más de un siglo, hasta que los experimentos de Thomas Young y Auguste Jean Fresnel la corroboraron ya en el siglo XIX.

Este experimento que demostró la naturaleza ondulatoria de la luz permitió, un siglo después, corroborar la doble naturaleza ondulatoria-corpuscular de todas las partículas. Contra toda lógica se ha observado que los electrones, los protones o cualquier partícula de materia goza también de una naturaleza ondulatoria. Haciéndo pasar a través de las dos rendijas haces de partículas se observan, también, patrones de interferencia tal como supuso en su día el físico francés Louis-Victor de Broglie

Actualmente se considera que la dualidad onda-partícula es un “concepto de la mecánica cuántica según el cual no hay diferencias fundamentales entre partículas y ondas: las partículas pueden comportarse como ondas y viceversa”. (Stephen Hawking, 2001)

¿Cómo funcionan las fotoceldas?

Una fotocelda es un dispositivo que convierte fotones en electricidad en forma de voltaje. Se pueden calibrar para detectar un rango muy amplio de niveles de luz y producen una cantidad variable de corriente eléctrica. Las fotoceldas son pequeñas y económicas con un nivel alto de durabilidad haciendo que a menudo se usen los componentes en aplicaciones sensibles a la luz.

Celdas fotovoltaicas

Las fotoceldas fotovoltaicas se usan en paneles solares y funcionan para convertir energía solar en electricidad. Los fotones de la luz del sol chocan con los electrones de la fotocelda y se hacen más energéticas. Mientras más energética y más alta sea en cantidad de los electrones afectados, se encontrará más cantidad de energía eléctrica que se use. Los conductores eléctricos se unen a las celdas fotovoltaicas para atrapar estos electrones en forma de corriente. Las celdas fotovoltaicas también son conocidas como celdas solares y se conectan en los rayos de la celda solar para producir el voltaje deseado.

Fotoconductor

Un fotoconductor cuenta con una variable de cambio en la resistencia eléctrica que depende de la intensidad de la luz que brilla en él. Por lo general, la resistencia disminuye cuando aumenta la intensidad de la luz. Los fotoconductores se construyen con un material semiconductor que absorba la luz causando que los electrones entren en el fotoconductor para que se libre de ser golpeado. Esto baja la resistencia eléctrica del fotoconductor convirtiéndolo en un mejor conductor de electricidad. Los fotoconductores comúnmente se usan en los radio reloj eléctricos y en las luces de las calles y también se pueden usar para detectar la radiación infrarroja para propósitos militares y científicos

Celdas Golay

Una celda Golay es un detector de luz de alta eficiencia que principalmente se usa para detectar la luz infrarroja. Las celdas Golay son cilindros pequeños de metal con una lámina de metal oscurecida en una punta y una membrana flexible en la otra. Las celdas contienen gas xenón que se calienta cuando la luz infrarroja golpea en la lámina de metal. Conforme se expande el gas calentado, la presión en el cilindro causa que la membrana cambie de forma. Después, una lámpara brilla en la membrana y separa la fotocelda usada para medir la salida de la celda Golay. Esto ayuda a medir la cantidad de radiación infrarroja que se haya producido.

Fotomultiplicadores

Los fotomultiplicadores son dispositivos de fotodetección que funcionan bajo los principios del efecto fotoeléctrico. El efecto fotoeléctrico es la propiedad del metal que causa la emisión de electrones cuando la luz brilla sobre éste. Los fotomultiplicadores son tubos de vacío con superficies sensibles a la luz que actúan para multiplicar la corriente de fotones por medio de una enorme cantidad de hasta 100 millones de veces. Los fotomultiplicadores son tan sensibles que si la luz brillaba en una sola superficie, era lo suficientemente bajo y los fotones se pueden detectar. Estas celdas se usan más en investigaciones de física y en laboratorios médicos.

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Espectro Electromagnetico

Se llama espectro electromagnético a la distribucion que tienen las distintas longitudes de ondas, partiendo desde las mas bajas que son las ondas de radio, hasta los rayos gamma y cosmicos 
Todas las ondas electromagneticas son campos moviles de fuerza electrica y magnetica. 
De acuerdo al medio por el cuál viajan, tienen una marcada influencia en su velocidad, en el vacio es igual a la velocidad de la luz, poco menos que 300.000.000 de metros por segundo, en el aire es algo inferior y depende de la temperatura y humedad y depende tambien de la frecuencia. 
La longitud de onda es proporcinal a la frecuencia, si quieres hallar la longitud de onda sabiendo su frecuencia debes dividir la velocidad de la luz por la frecuencia. 
Por ejemplo para una onda de radio de 12.000 kiloHertz: 
la velocidad debe ser en kilometros por segundo 
300.000 / 12.000 = 25 metros 
El resultado es en metros. 
Y si tienes la longitud y quiers saber la frcuencia: 
300.000 / 25 = 12.000 KHz 

menos de 30 kHz----Muy Baja Frecuencia - Radio> 10 km
30 kHz - 650 KHz----Onda Larga - Radio< 10 km
650 kHz - 1,7 MHz---Onda Media - Radio< 650 m
1,7 MHz - 30 MHz----Onda Corta - Radio< 180 m
30 MHz - 300 MHz---Muy Alta Frecuencia - Radio< 10 m
300 MHz - 1 GHz-----Ultra Alta Frecuencia - Radio< 1 m
1 GHz - 300 GHz-----Microondas< 30 cm
300 GHz - 6,00 THz--Infrarrojo lejano/submilimétrico< 1 mm
6,00 THz- 120 THz---Infrarrojo medio< 50 µm
120 THz - 384 THz----Infrarrojo cercano< 2,5 µm
384 THz - 789 THz----Luz Visible< 780 nm
789 THz - 1,5 PHz----Ultravioleta cercano< 380 nm
1,5 PHz - 30,0 PHz---Ultravioleta extremo< 200 nm
30,0 PHz - 30,0 EHz--Rayos X< 10 nm
mas de 30,0 EHz------Rayos gamma< 10 pm