¿Cuál es el tamaño
aproximado de un átomo?
Según los trabajos de Rutherford, casi toda la masa del átomo está concentrada en el núcleo, que contiene los protones y los neutrones, y que tiene una carga eléctrica positiva. “El tamaño de un átomo es del orden de 10-10 m (= 1 Å) mientras que el del núcleo es del orden de 10-15 m.”
¿Cuál es la energía del estado base de un electrón en el átomo de hidrógeno?
Todos los átomos tienen niveles de energía específicos para sus electrones. “El nivel de más baja energía es llamado estado fundamental, que es el estado de energía preferido naturalmente. Mientras no se le comunique energía al átomo, el electrón permanecerá en el estado fundamental.” (Arieli, s.f.) Para cada nivel es posible obtener la energía del electrón. “La energía del estado fundamental se obtiene con n=1, E1= -13.6 eV.” (Franco, s.f.)
¿Por qué es importante el principio de incertidumbre de Heisenberg, para la Física Atómica?
El principio de incertidumbre de Heisenberg, postula que “es imposible medir, simultáneas, la posición y la cantidad de movimiento de una partícula con una precisión infinita.” (Serway y Jewett, 2009, p. 1175)
Al respecto Rossignoli explica que el principio de incertidumbre implica que “la precisión absoluta en una de las cantidades implica la imprecisión total en la otra” (2007). El autor indica que tal ambivalencia entre precisión e imprecisión “establece en realidad un límite inferior para el producto de las incertezas en ambas cantidades, entendiéndose por incerteza la dispersión de las medidas respecto del valor promedio en un número grande de mediciones realizadas en condiciones idénticas.” (Rossignoli, 2007) Lo anterior no se refiere solo a las variables enunciadas en el principio, sino a otros pares de variables, que en virtud de su relación tengan un comportamiento relacionadas como el caso de energía y tiempo. (Rossignoli, 2007)
La importancia del Principio de exclusión de Pauli, es definido con precisión por Rossignoli (2007):
El concepto de trayectoria de una partícula pierde su significado exacto, por la imposibilidad tener certeza en cuanto a la velocidad y posición en un momento dado.
La causalidad pierde certeza. “La mecánica cuántica brinda en su lugar leyes de evolución que permiten calcular probabilidades.”(Rossignoli, 2007)
El principio permite “explicar la estabilidad del átomo, estimar energías atómicas y nucleares, y comprender el denominado “efecto túnel”, de gran importancia en microelectrónica.” (Rossignoli, 2007)
¿Qué dice el principio de exclusión de Pauli, y cómo rige a la estructura atómica?
WolfGang Pauli propuso en 1925 el que sería conocido como Principio de exclusión de Pauli:
No puede haber dos electrones en el mismo estado cuántico; debido a eso, dos electrones del mismo átomo no pueden tener el mismo conjunto de números cuánticos. (Serway & Jewett, 2009, p.1238)
De este modo se tiene que la estructura electrónica de los átomos es una sucesión de niveles llenos de energía, por lo tanto el principio de Pauli, permite explicar cómo los electrones se van ubicando en esos niveles en forma sucesiva y aproximadamente ordenada.
¿Qué son los Números Cuánticos y para qué sirven en la Física Atómica?
En la mecánica cuántica, “cada electrón en un átomo es descrito por cuatro diferentes números cuánticos, tres de los cuales (n, 1 y ml) especifican la función de onda que da la probabilidad de encontrar el electrón en varios puntos del espacio” (UTCH, s.f.). La funsión de onda se corresponde con el orbital atómico y son precisamente estos tres números los que se derivan de la ecuación de Schrödinger, según la cual en los orbitales atómicos se ubican las regiones de mayor probabilidad de hallarse electrones.
El cuarto número cuántico (ms) se refiere a una propiedad magnética de los electrones llamada espín y que tiene que ver con el momentun angular del electrón.
¿Cuál es la diferencia entre la luz natural y la luz láser?
Las diferencias entre la luz común y la luz láser son definidas en forma muy clara por Almeida (s.f.) y que se puede resumir en los siguientes términos:
La luz es una serie de paquetes de energía denominadas fotones, que se mueven en una trayectoria ondulatoria.
En la luz común, cada uno de los fotones tiene diferentes longitudes de onda por lo que se propagan en forma caótica y en diferentes direcciones. La emisión de los fotones es totalmente asincrónica y es por lo tanto su comportamiento no es coherente. El láser por su parte es un tipo de luz donde los fotones emitidos son idénticos y son emitidos en forma sincrónica. Estas características hacen que el láser sea un tipo de luz donde los fotones se “propagan según trayectorias, sentido, amplitud y fase idénticos” (Almeida, s.f.) y por lo tanto con una longitud de onda única y definida igual para todos los fotones. Se trata pues de una luz coherente.
Según los trabajos de Rutherford, casi toda la masa del átomo está concentrada en el núcleo, que contiene los protones y los neutrones, y que tiene una carga eléctrica positiva. “El tamaño de un átomo es del orden de 10-10 m (= 1 Å) mientras que el del núcleo es del orden de 10-15 m.”
¿Cuál es la energía del estado base de un electrón en el átomo de hidrógeno?
Todos los átomos tienen niveles de energía específicos para sus electrones. “El nivel de más baja energía es llamado estado fundamental, que es el estado de energía preferido naturalmente. Mientras no se le comunique energía al átomo, el electrón permanecerá en el estado fundamental.” (Arieli, s.f.) Para cada nivel es posible obtener la energía del electrón. “La energía del estado fundamental se obtiene con n=1, E1= -13.6 eV.” (Franco, s.f.)
¿Por qué es importante el principio de incertidumbre de Heisenberg, para la Física Atómica?
El principio de incertidumbre de Heisenberg, postula que “es imposible medir, simultáneas, la posición y la cantidad de movimiento de una partícula con una precisión infinita.” (Serway y Jewett, 2009, p. 1175)
Al respecto Rossignoli explica que el principio de incertidumbre implica que “la precisión absoluta en una de las cantidades implica la imprecisión total en la otra” (2007). El autor indica que tal ambivalencia entre precisión e imprecisión “establece en realidad un límite inferior para el producto de las incertezas en ambas cantidades, entendiéndose por incerteza la dispersión de las medidas respecto del valor promedio en un número grande de mediciones realizadas en condiciones idénticas.” (Rossignoli, 2007) Lo anterior no se refiere solo a las variables enunciadas en el principio, sino a otros pares de variables, que en virtud de su relación tengan un comportamiento relacionadas como el caso de energía y tiempo. (Rossignoli, 2007)
La importancia del Principio de exclusión de Pauli, es definido con precisión por Rossignoli (2007):
El concepto de trayectoria de una partícula pierde su significado exacto, por la imposibilidad tener certeza en cuanto a la velocidad y posición en un momento dado.
La causalidad pierde certeza. “La mecánica cuántica brinda en su lugar leyes de evolución que permiten calcular probabilidades.”(Rossignoli, 2007)
El principio permite “explicar la estabilidad del átomo, estimar energías atómicas y nucleares, y comprender el denominado “efecto túnel”, de gran importancia en microelectrónica.” (Rossignoli, 2007)
¿Qué dice el principio de exclusión de Pauli, y cómo rige a la estructura atómica?
WolfGang Pauli propuso en 1925 el que sería conocido como Principio de exclusión de Pauli:
No puede haber dos electrones en el mismo estado cuántico; debido a eso, dos electrones del mismo átomo no pueden tener el mismo conjunto de números cuánticos. (Serway & Jewett, 2009, p.1238)
De este modo se tiene que la estructura electrónica de los átomos es una sucesión de niveles llenos de energía, por lo tanto el principio de Pauli, permite explicar cómo los electrones se van ubicando en esos niveles en forma sucesiva y aproximadamente ordenada.
¿Qué son los Números Cuánticos y para qué sirven en la Física Atómica?
En la mecánica cuántica, “cada electrón en un átomo es descrito por cuatro diferentes números cuánticos, tres de los cuales (n, 1 y ml) especifican la función de onda que da la probabilidad de encontrar el electrón en varios puntos del espacio” (UTCH, s.f.). La funsión de onda se corresponde con el orbital atómico y son precisamente estos tres números los que se derivan de la ecuación de Schrödinger, según la cual en los orbitales atómicos se ubican las regiones de mayor probabilidad de hallarse electrones.
El cuarto número cuántico (ms) se refiere a una propiedad magnética de los electrones llamada espín y que tiene que ver con el momentun angular del electrón.
¿Cuál es la diferencia entre la luz natural y la luz láser?
Las diferencias entre la luz común y la luz láser son definidas en forma muy clara por Almeida (s.f.) y que se puede resumir en los siguientes términos:
La luz es una serie de paquetes de energía denominadas fotones, que se mueven en una trayectoria ondulatoria.
En la luz común, cada uno de los fotones tiene diferentes longitudes de onda por lo que se propagan en forma caótica y en diferentes direcciones. La emisión de los fotones es totalmente asincrónica y es por lo tanto su comportamiento no es coherente. El láser por su parte es un tipo de luz donde los fotones emitidos son idénticos y son emitidos en forma sincrónica. Estas características hacen que el láser sea un tipo de luz donde los fotones se “propagan según trayectorias, sentido, amplitud y fase idénticos” (Almeida, s.f.) y por lo tanto con una longitud de onda única y definida igual para todos los fotones. Se trata pues de una luz coherente.