Día 12 - Física II (Desarrollo)

Conocimientos Básicos Necesarios:

Frecuencia ($f$) y longitud de onda ($\lambda$): $c = \lambda \cdot f$.
Manejo de unidades pequeñas (Nanómetros nm y Electrón-Voltios eV).

La Energía Cuantizada de Planck-Einstein

La luz no es una onda continua en el mundo subatómico. Está formada por "paquetes" individuales de energía llamados fotones. La energía de un solo fotón depende exclusivamente de su frecuencia (su color), no de su intensidad.

[Image of Photoelectric effect physics]

E = h \cdot f = \frac{h \cdot c}{\lambda}

$h$: Constante de Planck ($6.626 \times 10^{-34} \text{ J}\cdot\text{s}$).
Si un fotón tiene energía suficiente, puede "arrancar" un electrón de un metal (Efecto Fotoeléctrico).

Ejercicio Tipo Examen: Energía de un Láser

Enunciado: Un puntero láser emite luz verde con una longitud de onda de $\lambda = 532 \text{ nm}$. Calcula la energía de un solo fotón de este láser en Julios y en Electrón-Voltios (eV). (Datos: $1 \text{ eV} = 1.6 \times 10^{-19} \text{ J}$, $c = 3 \times 10^8 \text{ m/s}$).

$$ E = \frac{(6.626 \times 10^{-34}) \times (3 \times 10^8)}{532 \times 10^{-9}} $$ $$ E = \frac{1.9878 \times 10^{-25}}{532 \times 10^{-9}} \approx 3.73 \times 10^{-19} \text{ Julios} $$

Como los Julios son incómodos a escala atómica, dividimos entre la carga del electrón:

$$ E \text{ (eV)} = \frac{3.73 \times 10^{-19} \text{ J}}{1.6 \times 10^{-19} \text{ J/eV}} \approx 2.33 \text{ eV} $$

Conclusión: Cada partícula de luz de tu láser verde lleva una energía de 2.33 eV. Si intentas iluminar un metal que requiere 3 eV para soltar un electrón, no pasará absolutamente nada, aunque enciendas un millón de láseres verdes. ¡Esa es la revolución cuántica!

DÍA 12: FÍSICA II

Física Cuántica: El Fotón y el Efecto Fotoeléctrico

La Energía Cuantizada de Planck-Einstein

Ejercicio Tipo Examen: Energía de un Láser