Fundamentos del modelo mecánico cuántico

La radiación electromagnética, también conocida como energía radiante, es un campo electromagnético, una combinación de campos magnéticos y eléctricos oscilantes, propagándose a través del espacio, transportando energía. La radiación electromagnética son las ondas electromagnéticas generadas por las fuentes del campo electromagnético y que se propagan a la velocidad de la luz (3,00 X 108 m/s). Puede manifestarse como radiación infrarroja, luz visible, rayos X o rayos gamma. A diferencia de otros tipos de onda, como el sonido, que necesitan un medio material para propagarse, la radiación electromagnética se puede propagar en el vacío 

espectro_electromagnetico

Maxwell 1865: predice las ondas electromagnéticas

Hertz 1888: genera y detecta ondas electromagnéticas, plantea que la luz tiene naturaleza ondulatoria.

La radiación electromagnética transporta energía radiante a través del espacio.

Planck 1900: postula que la energía puede ser emitida o absorbida por los átomos en paquetes discretos fundamentales llamados “CUANTOS”

Cuando los sólidos se calientan emiten radiación.

Einstein 1905: postula el efecto fotoeléctrico: la emisión de electrones por un material cuando se le ilumina con radiación electromagnética, postuló que la luz (haz de fotones), está formada por partículas cuánticas individuales (fotones), basándose en la hipótesis cuántica de Planck. Plantea la dualidad de la luz como onda y como partícula

 

efecto fotoeléctrico

 

Bohr 1913: propone el modelo del átomo de hidrógeno, postuló la hipótesis sobre que los electrones giran en torno a un núcleo en ciertas distancias "cuánticas" fijas, y que cada uno de estas "órbitas esféricas" tienen una energía específica asociada de tal manera que el movimiento de electrones entre las órbitas requiere emisiones "cuánticas" o absorciones de energía.

esquema de Bohr

Espectros de líneas: una fuente dada de energía radiante puede emitir una sola longitud de onda, como en la luz de un láser. La radiación formada por una sola longitud de onda es monocromática. Sin embargo, la mayor parte de las fuentes de radiación comunes, incluidas las bombillas y las estrellas, producen radiación que contiene muchas longitudes de onda distintas. Cuando la radiación de las fuentes es separada en sus componentes de longitud de onda diferentes, obtenemos un espectro. El espectro así producido consiste en una gama continua de colores: el violeta se funde en el azul, el azul en el verde, etc., sin huecos. Esta gama de colores, que contiene luz de todas las longitudes de onda, es un espectro continuo. El ejemplo más conocido de espectro continuo es el arco iris, que se produce cuando gotas de lluvia o neblina dispersan la luz solar.

No todas las fuentes de radiación producen un espectro continuo. Si colocamos diferentes gases a presión reducida dentro de un tubo y aplicamos un voltaje elevado, los gases emiten luz de diferentes colores. Las líneas coloridas están separadas por regiones negras, que corresponden a longitudes de onda que están ausentes en la luz. Un espectro que sólo contiene radiación de longitudes de onda específicas se denomina espectro de líneas.

de Broglie 1924: postula que los electrones en movimiento están asociados a longitudes de onda y que la materia muestra dualidad onda-partícula.

Schrödinger 1926: postula la ecuación que permite calcular la distribución de los electrones sobre una molécula, da la probabilidad de encontrar un electrón en un elemento de volumen dado.

Ilustración modelo Schrödinger

Heisenberg 1927: propone el principio de incertidumbre: “no se puede determinar con certeza tanto la posición como el movimiento lineal del electrón en un instante dado”

esquema principio de incertidumbre