El estudio de la líneas espectrales que Rydberg describió en su ley permitió relacionar las líneas (de emisión o absorción) caracterizadas por su longitud de onda, en forma de número de ondas, con saltos electrónicos que estaban asociados a cambios energéticos.
2.1. Hipótesis de Planck. Cuantización de la energía
Hipótesis de Plack y cuantización de la energía
.jpg "Max Planck (1858-1947)")
Max Planck supuso que esa energía asociada a los saltos energéticos no era continua sino que tendría que venir dada en forma de múltiplos de un valor mínimo de energía que llamó CUANTO.
Ese cuanto sería la energía que un único electrón absorbe o emite cuando se mueve en el interior del átomo. La radiación medida sería, por lo tanto, un múltiplo de ese valor mínimo y estaría relacionada con la cantidad de átomos que estarían emitiendo a la vez. La ecuación que cuantificaba esa idea es:
E = h\cdot \nu
La energía asociada al movimiento del electrón sería directamente proporcional a la frecuencia de la radiación. La constante de propocionalidad h se conoce como constante de Planck y tiene un valor de 6,63·10-34 J·s. Si suponemos que hay N átomos en la muestra, la energía total emitida por la muestra sería: E = N·h·ν, siendo N un número natural necesariamente.
Dado que el valor de N es muy grande, y el valor de h es muy pequeño, la energía que emite o absorbe la muestra nos parece que puede alcanzar cualquier valor, es decir, que es continua, como ocurre con la masa. De ahí que la osadía de Planck al plantear una hipótesis tan imaginativa tenga un enorme valor científico.
En el siguiente vídeo puedes ver cómo explico la hipótesis de Planck por si algo no te ha quedado claro:
Cuarto ejercicio
Puedes ver un ejemplo de aplicación de la hipótesis de Planck en el siguiente ejercicio. Trata de hacerlo y luego mira la solución, tratando de entender el modo en el que está resuelto el ejercicio y si es equivalente al tuyo.
¿Puede un átomo absorber 9,718·10-19 J si es irradiado con una radiación de 614 nm de longitud de onda?
Quinto ejercicio
Un elemento emite una energía de 20 eV tras ser calentado. ¿Cuál es la frecuencia, la longitud de onda y la zona del espectro a las que corresponde dicha radiación?
Ejercicio resuelto en vídeo
Te presento la resolución de ESTE ejercicio en vídeo, explicado paso a paso, para que puedas ver cómo se aplica a un caso concreto lo aprendido hasta ahora.
Sexto ejercicio
Calcula la energía de los fotones de una radiación X cuya longitud de onda es 0,6 nm.
Considera el valor h = 6,63·10-34 J·s.
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