Cuando una partícula cargada está en una región donde hay un campo eléctrico experimenta una fuerza igual al producto de su carga por la intensidad del campo eléctrico.
Si la carga es positiva experimenta una fuerza en el sentido del campo
Si la carga es negativa experimenta una fuerza en sentido contrario al campo
Si el campo es uniforme la fuerza es constante y también lo es la aceleración, aplicando las ecuaciones del movimiento rectilíneo uniformemente acelerado podemos obtener la velocidad de la partícula en cualquier instante o después de haberse desplazado una determinada distancia
De forma alternativa, podemos aplicar el principio de conservación de la energía, ya que el campo eléctrico es conservativo
La energía potencial q(V'-V) se transforma en energía cinética. Siendo V'-V la diferencia de potencial existente entre dos puntos distantes x. En un campo eléctrico uniforme V'-V=Ex.
Se comprueba experimentalmente que los átomos son capaces de emitir radiación electromagnética o absorberla al ser estimulados mediante calentamiento o radiación, respectivamente, pero sólo en algunas frecuencias. Estas frecuencias de emisión o absorción determinan una serie de líneas que recogidas en un diagrama reciben el nombre de espectros de de emisión o absorción del átomo correspondiente. Se trata de espectros discontinuos que son característicos para cada elemento, sirven para identificarlo.
El espectro que primero se interpretó fue el del átomo de hidrógeno. Está formado por cinco series de líneas espectrales que llevan el nombre de sus descubridores.
Modelo atómico de Bohr
Bohr se basó en el átomo de hidrógeno para realizar el modelo que lleva su nombre. Bohr intentaba realizar un modelo atómico capaz de explicar los espectros de emisión y absorción discretos que se observan en los gases.
Postulados:
En un átomo el electrón sólo puede tener ciertos estados de movimiento definidos y estacionarios; en cada uno de ellos tiene una energía fija y determinada.
En cualquiera de esos estados el electrón se mueve describiendo órbitas circulares alrededor del núcleo. Sólo son posibles aquellas órbitas en que se cumple que el momento angular del electrón L en ellas es un múltiplo entero de h/2π
L=mrv=n h/2π n=1,2,3…
Un electrón puede saltar de una órbita a otra absorbiendo (si va hacia una órbita más exterior) o emitiendo (en caso contrario) un cuanto de radiación electromagnética de energía igual a la diferencia existente entre los estados de partida y llegada de forma que:
Efotón=Ellegada-Epartida=hn
Bohr interpretó los radios de las órbitas, la energía del electrón en cada órbita e interpretó las líneas del espectro del hidrógeno. Tanto el radio como la energía de las órbitas están cuantizados. Las series espectrales aparecen cuando el electrón salta de una órbita a otra de distinto nivel de energía. A partir del modelo atómico de Bohr se deduce la fórmula que permite calcular las longitudes de onda de las líneas espectrales del hidrógeno. El modelo de Bohr sólo resultó válido para el átomo de hidrógeno y átomos hidrogenoides. No podía explicar espectros más complejos.
Se llama radiación térmica a la energía electromagnética que emite un cuerpo debido a su temperatura. Un cuerpo negro es el que es capaz de absorber todas las radiaciones que llegan a él y por tanto de emitir todas las longitudes de onda. Al aplicar las teorías clásicas a la radiación de cuerpo negro se obtenía que debería emitir energía infinita (catástrofe ultravioleta). La física clásica preveía una curva teórica de la radiación emitida por el cuerpo negro que no coincidía en absoluto con la realidad
En 1900 Max Planck, intentando resolver el problema, afirma que la energía emitida por un cuerpo negro no es continua ( como suponía la física clásica ), sino discreta, formada por cuantos de energía de frecuencia determinada.
Hipótesis de Planck: Los cuerpos emiten o absorben energía en forma de paquetes o cuantos de energía. La energía de un cuanto viene dada por:
E = h . f
Donde f es la frecuencia de la radiación y h es la constante de Planck, cuyo valor es:
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