Niels Bohr

Instituto Tecnológico de Morelia

Morelia, Michoacán a 08 de octubre de 2012José Alfredo Mendoza Heredia

Física Clásica

Se denomina física clásica a la física basada en los principios previos a la aparición de la mecánica cuántica. Incluye estudios del electromagnetismo, óptica, mecánica y dinámica de fluidos, entre otras.

Mecánica Cuántica La mecánica cuántica es una de las ramas principales

de la Física y uno de los más grandes avances del siglo XX en el conocimiento humano.

Explica el comportamiento de la materia y de la energía.

Su aplicación ha hecho posible el descubrimiento y desarrollo de muchas tecnologías, como por ejemplo los transistores, componentes ampliamente utilizados en casi todos los aparatos que tengan alguna parte funcional electrónica.

Sistema Físico

• Un sistema físico es un agregado de objetos o entidades materiales entre cuyas partes existe una conexión o interacción de tipo causa-efecto (causal).

• Todos los sistemas físicos se caracterizan por:– Tener una ubicación en el espacio-tiempo.– Tener un estado físico definido sujeto a evolución temporal.– Poderle asociar una magnitud física llamada energía.

Cuantización

• En física, una cuantización es un procedimiento matemático para construir un modelo cuántico para un sistema físico a partir de su descripción clásica.

Niels Henrik David Bohr (Copenhague, 7 de octubre de 1885 – Ibíd, 18 de noviembre de 1962). Fue un físico danés que realizó contribuciones fundamentales para la comprensión de:

LA ESTRUCTURA DEL ÁTOMO LA MECÁNICA CUÁNTICA.

En 1916, Bohr comenzó a ejercer como profesor de Física Teórica en la Universidad de Copenhague, consiguiendo los fondos para crear el Instituto Nórdico de Física Teórica, que dirigió desde 1920 hasta su fallecimiento.

Basándose en las teorías de Rutherford (átomo de Rutherford) publicó su modelo atómico (Modelo atómico de Bohr) en 1913, introduciendo la teoría de las órbitas cuantificadas, que en la teoría mecánica cuántica consiste en las características que, en torno al núcleo atómico, el número de electrones en cada órbita aumenta desde el interior hacia el exterior.

En su modelo, además, los electrones podían caer (pasar de una órbita a otra) desde un orbital exterior a otro interior, emitiendo un fotón de energía discreta, hecho sobre el que se sustenta la mecánica cuántica.

En 1922 recibió el Premio Nobel de Física por sus trabajos sobre la estructura atómica y la radiación. Numerosos físicos, basándose en este principio, concluyeron que la luz presentaba una dualidad onda-partícula mostrando propiedades mutuamente excluyentes según el caso.

MODELO ATÓMICO DE BOHREl modelo atómico de Bohr o de Bohr-Rutherford es un modelo clásico del átomo, pero fue el primer modelo atómico en el que se introduce una cuantización a partir de ciertos postulados .

Fue propuesto en 1913 por el físico danés Niels Bohr, para explicar cómo los electrones pueden tener órbitas estables alrededor del núcleo y por qué los átomos presentaban espectros de emisión característicos (dos problemas que eran ignorados en el modelo previo de Rutherford). Además el modelo de Bohr incorporaba ideas tomadas del efecto fotoeléctrico, explicado por Albert Einstein en 1905.

EJEMPLO DEL MODELO DE BOHR DEL ÁTOMO DE HIDROGENO

Los electrones residen en distintos orbitales alrededor del núcleo.

Sólo órbitas de cierto radio son permitidos.Sólo órbitas de ciertos niveles de energía son permitidos.

Cada valor de “n” corresponde a una órbita, el radio de la órbita incrementa conforme “n” incrementa. n=1 Órbita más cercana al núcleo. Mayor energía negativa (menor) energía = más estable.Conforme “n” incrementa, la energía asociada con las órbitas se vuelve más y más negativa, hasta que el electrón completamente se separa del núcleo (energía-cero).

Energía debe ser absorbida (positiva) por un electrón que transite de un estado bajo de energía a un estado de energía alto.Energía debe ser emitida (negativa) por un electrón que transite de un estado alto de energía a un estado de energía bajo.

¿Cuál es el cambio de energía cuando un electrón se relaja de un estado n=3 a un estado n=2? ¿La energía es absorbida o emitida? ¿Cuál es la longitud de onda de la luz asociada con esta transición?

Como el valor de ∆E es negativo, la energía fue emitida.La energía siempre será liberada cuando exista una transición de un estado alto de energía a un estado bajo de energía (n=3 n=2).

¿Cuál es la longitud de onda de la luz asociada con esta transición?

h=constante de Planckc=velocidad de la luzv=frecuenciaʎ=longitud de la luz

Conclusiones• Gracias a las contribuciones de Niels Bohr la estructura del átomo y la Mecánica Cuántica

pueden ser mejor comprendidas.

• El modelo atómico de Bohr fue el primer modelo atómico en el que se introduce una cuantización.

• El electrón del átomo de hidrógeno presenta únicamente ciertos estados estacionarios(órbitas fijas en que se mueve el electrón) de movimiento definido, que le son permitidos.

• Cada uno de estos estados tiene una energía fija y definida.

• Cuando el electrón se encuentra en uno de esos estados estacionarios no irradia, pero al cambiar de un estado de alta energía a otro de menor energía (HV) es igual a la diferencia de energía entre los dos estados. E1-2 = E2 - E1 = hv.

• En cualquiera de los estados estacionarios en electrón se mueve siguiendo una órbita circular alrededor del núcleo.

• A través de la fórmula se pueden conocer los cambios de energía de un electrón.