Ingeniería Mecánica

MISION Y ABSORCION DE LA LUZ

Las líneas espectrales, A finales del siglo XIX, los físicos sabían que había electrones

dentro de los átomos y que la vibración de los electrones producía luz y otras radiaciones

electromagnéticas. Pero quedaba aun un curioso misterio por resolver. Los físicos

calentaban diferentes elementos hasta que estaban radiantes y entonces dirigían la luz a

través de un prisma... 

(Con la luz solar. Se ve todo el arco iris porque el prisma separa la luz en todos sus colores)

Eso es lo que se obtiene con la luz que viene del sol. Pero cuando los científicos observaron

la luz que venía de un solo elemento, hidrogeno, por ejemplo, no vieron el arco iris

completo. En su lugar obtuvieron líneas brillantes de ciertos colores. (Realmente, "color"

no es el termino adecuado, porque solamente algunas de las líneas eran visibles, pero por

ahora solamente hablaremos de la luz visible.)

Eso significara que los átomos estaban emitiendo solamente ondas de ciertas frecuencias.

¿Todos los átomos crean los mismos colores? No. Cada tipo de átomo emite un conjunto

único de colores. Las líneas de color (o Líneas Espectrales) son la "firma" de los átomos.

El efecto fotoeléctrico, fue observado en 1887 por Heinrich Hertz, quien estudió la

emisión de electrones por metales alcalinos iluminados con luz de determinada frecuencia,

la cual podía ser ultravioleta o visible. En este proceso se liberan electrones por la acción de

la radiación

En este proceso, al producirse la emisión de electrones, el cuerpo sobre el cual haya

incidido la radiación, quedará con carga positiva debido el déficit de electrones. Además,

tiene lugar una conversión de la energía luminosa en eléctrica.

Si bien fue Hertz quien descubrió este fenómeno, otros científicos dieron su aporte y fueron

capaces de completar los estudios con respecto al efecto fotoeléctrico. Tales son los casos

de Max Planck y Albert Einstein, siendo el primero el que desarrolló la constante que lleva

su nombre, al suponer que la luz y la materia no intercambian energía en cualquier

cantidad, sino sólo en múltiplos de una cantidad mínima posible de energía.

Por su parte, en 1905, Albert Einstein propuso una descripción matemática de este

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fenómeno que parecía funcionar correctamente y en la que la emisión de electrones era

producida por la absorción de quantums de luz que más tarde serían llamados fotones.

Rayos X, En el año de 1895, William Conrad Röntgen, se encontraba realizando

experimentos con tubos de rayos catódicos, para investigar efectos de estos mismos rayos.

Durante uno de estos experimentos cubrió el tubo con cartulina negra, obscureció el cuarto

donde trabajaba y cuando hizo pasar una descarga eléctrica por el tubo observó cerca al

tubo un débil resplandor. Como sabía que los rayos catódicos sólo pueden viajar una

pequeña distancia en el aire, al buscar lo qué resplandecía en la oscuridad encontró cerca al

tubo de rayos catódicos una muestra de sal de bario. Hizo que Röntgen se hiciera el

siguiente cuestionamiento “¿Qué es lo que produce la fluorescencia en las sales de bario, y

que además, también penetra materiales que son opacos a otro tipo de radiaciones

(conocidas hasta la época), como la madera y el papel?” Para resolver este cuestionamiento,

se dedicó al estudio de las características y propiedades de este nuevo tipo de radiación.

Pensó en fotografiar este fenómeno y entonces fue cuando hizo un nuevo descubrimiento:

las placas fotográficas que tenía en su caja estaban veladas. Intuyó la acción de estos rayos

sobre la emulsión fotográfica y se dedicó a Comprobarlo. Colocó una caja de madera con

unas pesas sobre una placa fotográfica y el resultado fue sorprendente al impresionarse la

imagen de las pesas. Hizo varios experimentos con su brújula de bolsillo, el cañón de la

escopeta. Para comprobar la distancia y el alcance de los rayos, pasó al cuarto de al lado,

cerró la puerta y colocó una placa fotográfica. Obtuvo la imagen de la moldura, el gozne de

la puerta e incluso los trazos de la brocha. El 22 de diciembre de 1985, al no poder manejar

al mismo tiempo su carrete, la placa fotográfica de cristal y colocar su mano sobre ella, le

pide a su esposa que coloque la mano sobre la placa durante quince minutos. Al revelar la

placa de cristal apareció la mano de Berta, la primera imagen radiográfica del cuerpo

humano.

De este hecho, sin precedente alguno en la historia, surgió uno de las más poderosas

herramientas en aplicaciones para muchos campos, en especial la medicina; esta

herramienta es la que ahora conocemos con el nombre de radiología.

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Los rayos X son un tipo de radiación electromagnética. Son producidos por electrones que

son acelerados por un alto potencial, por lo cual llevan una gran energía cinética, y chocan

bruscamente con un material blanco. Se podría decir que los rayos X son como el efecto

fotoeléctrico, sólo que de forma inversa, ya que en este caso son los electrones los que

ceden su energía cinética, para luego emitir fotones de rayos X.

En la actualidad hay diversas aplicaciones de los rayos X, entre las principales se

encuentran, como ya se había mencionado anteriormente, la radiología, en medicina;

también en la investigación de estructuras cristalinas de materiales, en cristalografía,

mediante la difracción de los rayos X.

La luz de acuerdo al enfoque actual, más que una onda, es considerada de manera más

exacta una oscilación electromagnética que se propaga en el vacío o en un medio

transparente y que es capaz de ser percibida por nuestro sentido de la vista. Es una parte

insignificante del espectro electromagnético -Se considera como una forma de energía que

viaja a una alta velocidad, alrededor de 300.000 km/s

Los átomos tienen un núcleo muy pequeño en el que se concentran los protones,

partículas subatómicas con carga positiva. De acuerdo con el modelo atómico de Bohr, los

electrones (partículas subatómicas con carga negativa) giran alrededor del núcleo en

trayectorias denominadas órbitas. (Niveles de energía)

La mayor parte de la masa del átomo está concentrada en el núcleo, ya que la masa de los

electrones es muy pequeña. El número de protones se denomina número atómico y

determina la identidad del elemento. Así, por ejemplo, todos los átomos de sodio se

caracterizan por tener 11 protones en su núcleo.

Dentro del núcleo también existen otras partículas subatómicas que no tienen carga

eléctrica, denominadas neutrones. El número másico de un átomo de un elemento es la

suma del número de protones y de neutrones (es decir, de las partículas presentes en el

núcleo).

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Todos los átomos de los elementos son eléctricamente neutros, por lo tanto tienen igual

número de protones y electrones. La distribución de los electrones en un elemento

determina sus propiedades químicas, es decir, su capacidad de combinarse con otros

elementos.

CONCLUSIONES

Sobre la base de las ideas planteadas a través de los años, se pueden las siguientes

afirmaciones: La luz es una forma de energía electromagnética, La energía luminosa se

transmite a través de partículas: Los “fotones”, La energía luminosa se transmite a través de

ondas, La mecánica cuántica concilia los dos puntos de vista a través de la confirmación de

la “dualidad partícula-onda”, Muchos aspectos sobre la naturaleza de la luz aún se

desconocen

Cuando hacemos pasar la luz a través de un prisma óptico se produce el efecto llamado

dispersión que consiste en la separación de las distintas longitudes de onda que forman el

rayo incidente

Aunque los avances han sido significativos para la ciencia se espera que en la edad

contemporánea se puedan desarrollar más teorías acerca de la luz para utilizar modificarla o

transformarla para el bien del uso de la humanidad.