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FISICA CUANTICA

Prof. Jorge Rojo Carrascosa

21 de marzo de 2017

Prof. Jorge Rojo Carrascosa FISICA CUANTICA

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Radiacion del cuerpo negro

1 Ley de Stefan:

E = σT 4 σ = 5, 67 · 108 Js−1m−2K−4

2 Ley de Desplazamiento de Wien

λmT = C C = cte = 0, 2897 cmK

3 Ley de Rayleigh-Jeans ⇒ catastrofe ultravioleta

4 Ley de Planck ⇒ NACIMIENTO DE LA FISICA CUANTICA

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Radiacion del cuerpo negro

1 Ley de Stefan:

E = σT 4 σ = 5, 67 · 108 Js−1m−2K−4

2 Ley de Desplazamiento de Wien

λmT = C C = cte = 0, 2897 cmK

3 Ley de Rayleigh-Jeans ⇒ catastrofe ultravioleta4 Ley de Planck ⇒ NACIMIENTO DE LA FISICA CUANTICA

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Bases Fısica Cuantica I

TEORIA CUANTICA DE PLANCK (1900)La energıa de las ondas EM no es divisible indefinidamente sino que se

radia en unidades pequenas de energıa, cuantos.

Efoton = hν h = 6, 62 · 10−34 Js

EFECTO FOTOELECTRICO (1905)Generacion de corriente electrica al incidir radiacion UV sobre metales.

Efoton = Wextraccion + Ec → hν = hν0 + Ec

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Bases Fısica Cuantica II

EFECTO COMPTON (1923)

Choque de una onda EM con sus-tancias con e− en movilidad

∆λ = λf − λi =h

m0c(1− cos θ)

HIPOTESIS DE DE BROGLIE (1924)Dualidad onda-corpusculo para la luz y las partıculas microcopicas

λ =h

mv=h

p

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Espectros

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Modelo atomico de Bohr

Primer Postulado: felec. = fcfg

Segundo Postuldo: L α n~ ⇒ r = h2

4π2me2n2 = a0n

2 a0 = 0, 529A

Tercer postulado: ∆E = hν

La Energıa total del electron viene dado por:

E = −RHn2

=⇒ E = R

(1

n2f− 1

n2i

)

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Modelo atomico de Bohr

Primer Postulado: felec. = fcfg

Segundo Postuldo: L α n~ ⇒ r = h2

4π2me2n2 = a0n

2 a0 = 0, 529A

Tercer postulado: ∆E = hν

La Energıa total del electron viene dado por:

E = −RHn2

=⇒ E = R

(1

n2f− 1

n2i

)

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Modelo atomico de Bohr

Primer Postulado: felec. = fcfg

Segundo Postuldo: L α n~ ⇒ r = h2

4π2me2n2 = a0n

2 a0 = 0, 529A

Tercer postulado: ∆E = hν

La Energıa total del electron viene dado por:

E = −RHn2

=⇒ E = R

(1

n2f− 1

n2i

)

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Modelo atomico de Bohr

Primer Postulado: felec. = fcfg

Segundo Postuldo: L α n~ ⇒ r = h2

4π2me2n2 = a0n

2 a0 = 0, 529A

Tercer postulado: ∆E = hν

La Energıa total del electron viene dado por:

E = −RHn2

=⇒ E = R

(1

n2f− 1

n2i

)

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Modelo atomico de Bohr

Primer Postulado: felec. = fcfg

Segundo Postuldo: L α n~ ⇒ r = h2

4π2me2n2 = a0n

2 a0 = 0, 529A

Tercer postulado: ∆E = hν

La Energıa total del electron viene dado por:

E = −RHn2

=⇒ E = R

(1

n2f− 1

n2i

)

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Series espectrales del atomo de hidrogeno

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Modelo Ondulatorio de la Materia (1926)

Principio de Incertidumbre de Heisenberg, ∆x ·∆p ≥ ~2

Modelo Mecanocuantico (E. Schrodinger, W. Heisenberg, P. Dirac)Reglas de seleccion de los Orbitales atomicos (n, l, ml)

1 n = 1, 2, 3, . . . =⇒ n2 orbitales por capa (K, L, M, . . .).

2 l = 0, . . . , (n− 1) =⇒ Notacion espectral s, p, d, f, . . .

3 ml = −l,−l + 1, . . . , 0, 1, . . . ,+l =⇒ ∃(2l + 1) orb. degenerados

Numero cuantico de Spin ms = ±1/2

1 Principio de exclusion de Pauli ⇒ 2n2 electrones por nivel o capa.

2 Principio de maxima multiplicidad de Hund

3 Principio de Aufbau ⇒ Diagrama de Moeller

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Modelo Ondulatorio de la Materia (1926)

Principio de Incertidumbre de Heisenberg, ∆x ·∆p ≥ ~2

Modelo Mecanocuantico (E. Schrodinger, W. Heisenberg, P. Dirac)Reglas de seleccion de los Orbitales atomicos (n, l, ml)

1 n = 1, 2, 3, . . . =⇒ n2 orbitales por capa (K, L, M, . . .).

2 l = 0, . . . , (n− 1) =⇒ Notacion espectral s, p, d, f, . . .

3 ml = −l,−l + 1, . . . , 0, 1, . . . ,+l =⇒ ∃(2l + 1) orb. degenerados

Numero cuantico de Spin ms = ±1/2

1 Principio de exclusion de Pauli ⇒ 2n2 electrones por nivel o capa.

2 Principio de maxima multiplicidad de Hund

3 Principio de Aufbau ⇒ Diagrama de Moeller

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Modelo Ondulatorio de la Materia (1926)

Principio de Incertidumbre de Heisenberg, ∆x ·∆p ≥ ~2

Modelo Mecanocuantico (E. Schrodinger, W. Heisenberg, P. Dirac)Reglas de seleccion de los Orbitales atomicos (n, l, ml)

1 n = 1, 2, 3, . . . =⇒ n2 orbitales por capa (K, L, M, . . .).

2 l = 0, . . . , (n− 1) =⇒ Notacion espectral s, p, d, f, . . .

3 ml = −l,−l + 1, . . . , 0, 1, . . . ,+l =⇒ ∃(2l + 1) orb. degenerados

Numero cuantico de Spin ms = ±1/2

1 Principio de exclusion de Pauli ⇒ 2n2 electrones por nivel o capa.

2 Principio de maxima multiplicidad de Hund

3 Principio de Aufbau ⇒ Diagrama de Moeller

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Modelo Ondulatorio de la Materia (1926)

Principio de Incertidumbre de Heisenberg, ∆x ·∆p ≥ ~2

Modelo Mecanocuantico (E. Schrodinger, W. Heisenberg, P. Dirac)Reglas de seleccion de los Orbitales atomicos (n, l, ml)

1 n = 1, 2, 3, . . . =⇒ n2 orbitales por capa (K, L, M, . . .).

2 l = 0, . . . , (n− 1) =⇒ Notacion espectral s, p, d, f, . . .

3 ml = −l,−l + 1, . . . , 0, 1, . . . ,+l =⇒ ∃(2l + 1) orb. degenerados

Numero cuantico de Spin ms = ±1/2

1 Principio de exclusion de Pauli ⇒ 2n2 electrones por nivel o capa.

2 Principio de maxima multiplicidad de Hund

3 Principio de Aufbau ⇒ Diagrama de Moeller

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Modelo Ondulatorio de la Materia (1926)

Principio de Incertidumbre de Heisenberg, ∆x ·∆p ≥ ~2

Modelo Mecanocuantico (E. Schrodinger, W. Heisenberg, P. Dirac)Reglas de seleccion de los Orbitales atomicos (n, l, ml)

1 n = 1, 2, 3, . . . =⇒ n2 orbitales por capa (K, L, M, . . .).

2 l = 0, . . . , (n− 1) =⇒ Notacion espectral s, p, d, f, . . .

3 ml = −l,−l + 1, . . . , 0, 1, . . . ,+l =⇒ ∃(2l + 1) orb. degenerados

Numero cuantico de Spin ms = ±1/2

1 Principio de exclusion de Pauli ⇒ 2n2 electrones por nivel o capa.

2 Principio de maxima multiplicidad de Hund

3 Principio de Aufbau ⇒ Diagrama de Moeller

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Modelo Ondulatorio de la Materia (1926)

Principio de Incertidumbre de Heisenberg, ∆x ·∆p ≥ ~2

Modelo Mecanocuantico (E. Schrodinger, W. Heisenberg, P. Dirac)Reglas de seleccion de los Orbitales atomicos (n, l, ml)

1 n = 1, 2, 3, . . . =⇒ n2 orbitales por capa (K, L, M, . . .).

2 l = 0, . . . , (n− 1) =⇒ Notacion espectral s, p, d, f, . . .

3 ml = −l,−l + 1, . . . , 0, 1, . . . ,+l =⇒ ∃(2l + 1) orb. degenerados

Numero cuantico de Spin ms = ±1/2

1 Principio de exclusion de Pauli ⇒ 2n2 electrones por nivel o capa.

2 Principio de maxima multiplicidad de Hund

3 Principio de Aufbau ⇒ Diagrama de Moeller

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Modelo Ondulatorio de la Materia (1926)

Principio de Incertidumbre de Heisenberg, ∆x ·∆p ≥ ~2

Modelo Mecanocuantico (E. Schrodinger, W. Heisenberg, P. Dirac)Reglas de seleccion de los Orbitales atomicos (n, l, ml)

1 n = 1, 2, 3, . . . =⇒ n2 orbitales por capa (K, L, M, . . .).

2 l = 0, . . . , (n− 1) =⇒ Notacion espectral s, p, d, f, . . .

3 ml = −l,−l + 1, . . . , 0, 1, . . . ,+l =⇒ ∃(2l + 1) orb. degenerados

Numero cuantico de Spin ms = ±1/2

1 Principio de exclusion de Pauli ⇒ 2n2 electrones por nivel o capa.

2 Principio de maxima multiplicidad de Hund

3 Principio de Aufbau ⇒ Diagrama de Moeller

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Modelo Ondulatorio de la Materia (1926)

Principio de Incertidumbre de Heisenberg, ∆x ·∆p ≥ ~2

Modelo Mecanocuantico (E. Schrodinger, W. Heisenberg, P. Dirac)Reglas de seleccion de los Orbitales atomicos (n, l, ml)

1 n = 1, 2, 3, . . . =⇒ n2 orbitales por capa (K, L, M, . . .).

2 l = 0, . . . , (n− 1) =⇒ Notacion espectral s, p, d, f, . . .

3 ml = −l,−l + 1, . . . , 0, 1, . . . ,+l =⇒ ∃(2l + 1) orb. degenerados

Numero cuantico de Spin ms = ±1/2

1 Principio de exclusion de Pauli ⇒ 2n2 electrones por nivel o capa.

2 Principio de maxima multiplicidad de Hund

3 Principio de Aufbau ⇒ Diagrama de Moeller

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Energıa de los Orbitales Atomicos

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Forma de los Orbitales Atomicos, n=3

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Forma de los Orbitales Atomicos, n=3

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