*Rayos Catodicos y Rayos Anodicos.*Rayos catódicos:Los rayos catódicos se descubrieron mediante, un experimento mediante lo que se llamo tubo de descarga, un tubo hermético donde se encierra un gas enrarecido, y dos electrodos en los extremos, cátodos (") y ánodo (+), unidos a una corriente alto voltaje. El paso de corriente iba acompañado de una luminiscente en el extremo opuesto al cátodo.

Este experimento demostró la existencia de los rayos catódicos y que se alejaban del cátodo en línea recta ya que en él la parte del ánodo se reflejaba una luz. Por eso se supo que eran de naturaleza negativa.Si se introduce en un campo magnético un cátodo, todo ello dentro de un tubo hermético donde se introduce un gas enrarecido, la luz de los rayos catódicos se dirigía hacia la placa positiva del campo magnético, por lo que se comprobó que se comportaban como una corriente eléctrica de carga negativa.A partir del descubrimiento de los rayos catódicos J.J. Thomson llegó a la conclusión de que las partículas de los rayos catódicos debían de ser partículas constituyentes fundamentales de toda la materia:

Los electrones  * Carga negativa  * La masa del electrón es minúscula, por eso se da como inexistente.Rayos canalesEl físico E. Goltein para estudiar el fenómeno del tubo de descarga uso un cátodo perforado e introdujo H2 gas enrarecido. Esto produjo una radiación que se reflejaba detrás del cátodo lo indicaba que procedían del ánodo. Ha estas radiaciones las llamó rayos canales

o rayos anódicos.

Este experimento demostró la existencia de los rayos canales, y que tienen una naturaleza positiva ya que salen del ánodo.Si se introduce en un campo magnético un ánodo, todo ello dentro de un tubo hermético donde se introduce un gas enrarecido, la luz de los rayos catódicos se dirigía hacia la placa negativa del campo magnético, por lo que se comprobó que se comportaban como una corriente eléctrica de carga positiva.Las partículas de los rayos anódicos debían de ser otras partículas constituyentes fundamentales de toda la materia, y esa partícula distinta del electrón coincidía con el núcleo del H2 que era el gas que se encontraba dentro del tubo de descarga, esa partícula es el:Protón  * Carga positiva  * Masa 1840 veces mayor que la del electrón, su masa es de 1 u.m.a*La Radioactividad.*La radiactividad o radioactividad es un fenómeno físico natural, por el cual algunos cuerpos o elementos químicos llamados radiactivos, emiten radiaciones que tienen la propiedad de impresionar placas fotográficas, ionizar gases, producir fluorescencia, atravesar cuerpos opacos a la luz ordinaria, etc . Debido a esa capacidad se les suele denominar radiaciones ionizantes (en contraste con las no ionizantes). Las radiaciones emitidas pueden ser electromagnéticas, en forma de rayos X o rayos gamma, o bien corpusculares, como pueden ser núcleos de Helio, electrones o positrones, protones u otras. En resumen, es un fenómeno que ocurre en los núcleos de ciertos elementos,

que son capaces de transformarse en núcleos de elementos de otros átomos.La radiactividad es una propiedad de los isótopos que son "inestables". Es decir que se mantienen en un estado excitado en sus capas electrónicas o nucleares, con lo que para alcanzar su estado fundamental deben perder energía. Lo hacen en emisiones electromagnéticas o en emisiones de partículas con una determinada energía cinética. Esto se produce variando la energía de sus electrones (emitiendo rayos X), sus nucleones (rayo gamma) o variando el isótopo (al emitir desde el núcleo electrones, positrones, neutrones, protones o partículas más pesadas), y en varios pasos sucesivos, con lo que un isótopo pesado

puede terminar convirtiéndose en uno mucho más ligero, como el Uranio que con el transcurrir de los siglos acaba convirtiéndose en plomo.*Teoría ondulatoria de la luz*Teoría ondulatoria: Propugnada por Christian Huygens en el año 1678, describe y explica lo que hoy se considera como leyes de reflexión y refracción. Define a la luz como un movimiento ondulatorio semejante al que se produce con el sonido. Ahora, como los físicos de la época consideraban que todas las ondas requerían de algún medio que las transportaran en el vacío, para las ondas lumínicas se postula como medio a una materia insustancial e invisible a la cual se le llamó éter (cuestión que es tratada con mayores detalles en la separata 4.03 de este mismo capítulo). Justamente la presencia del éter fue el principal medio cuestionador

de la teoría ondulatoria. En ello, es necesario equiparar las vibraciones luminosas con las elásticas transversales de los sólidos sin que se transmitan, por lo tanto, vibraciones longitudinales. Aquí es donde se presenta la mayor contradicción en cuanto a la presencia del éter como medio de transporte de ondas, ya que se requeriría que éste reuniera alguna característica sólida pero que a su vez no opusiera resistencia al libre tránsito de los cuerpos sólidos. (Las ondas transversales sólo se propagan a través de medios sólidos.) En aquella época, la teoría de Huygens no fue muy considerada, fundamentalmente por el prestigio que alcanzó Newton. Pasó más de un siglo para que fuera tomada en cuenta la Teoría Ondulatoria de la luz. Los experimentos del médico inglés Thomas Young sobre los fenómenos de interferencias luminosas, y los del físico francés Auguste Jean Fresnel sobre la difracción fueron decisivos para que ello ocurriera y se colocara en la tabla de estudios de los físicos sobre la luz, la propuesta realizada en el siglo XVII por Huygens. 

*Radiación del cuerpo negro y teoría de Planck.*RADIACIÓN DE CUERPO NEGROFundamentos teóricosUn cuerpo negro es aquél que absorbe toda la radiación electromagnética que recibe y emiten todas las frecuencias. Cuando el cuerpo está caliente emite radiación electromagnética y su comportamiento está gobernado por las siguientes leyes, encontradas primero experimentalmente y cuya explicación teórica fue dada por M.   Planck   (1900) lo que

constituyó el primer éxito de la Mecánica Cuántica.Un cuerpo negro se construye experimentalmente mediante una cavidad hueca con un pequeño orificio al exterior. Las paredes internas de la cavidad se recubren con hollín por lo que en frío prácticamente toda la radiación que entra por el orificio es absorbida. La boca del orificio se comporta entonces como un cuerpo negro. Un metal a altas temperaturas se comporta aproximadamente también como un cuerpo negro .La intensidad detectada de la emisión de un cuerpo negro (potencia detectada por unidad de superficie del detector) presenta una dependencia con el inverso del cuadrado de la distancia entre emisor y detector.Teoría de Planck de la radiaciónPlanck supuso que, al menos para la radiación de cavidad, la energía promedio de las ondas estacionarias es dependiente de las frecuencias.Además, Planck supuso que la energía correspondiente a cada modo no es una variable continua, sino que discreta.El físico alemán Max Plank, descubrió la ley que gobierna la radiación de los cuerpos en equilibrio termodinámico. Según Plank, la intensidad de radiación para cada longitud de onda depende únicamente de la temperatura del cuerpo en cuestión. 

*Efecto fotoeléctrico.*Definición:Proceso por el cual se liberan electrones de un material por la acción de la radiación.Una placa de zinc recién pulida, cargada negativamente, pierde su carga si se la expone a la luz

ultravioleta. Este fenómeno se llama efecto fotoeléctrico.Investigaciones

cuidadosas, hacia finales del siglo diecinueve, prueban que el efecto fotoeléctrico sucede también con otros materiales, pero sólo si la longitud de onda es suficientemente pequeña. El efecto fotoeléctrico se observa por debajo de algún umbral de longitud de onda que es específica del material. El hecho de que la luz de longitud de onda elevada no tuviera ningún efecto, incluso si es extremadamente intensa, aparecía como algo especialmente misterioso para los científicos.*Espectros de emisión y series espectrales.*ESPECTROSCuando 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.La luz blanca produce al descomponerla lo que llamamos un espectro continuo, que contiene el conjunto de colores que corresponde a la gama de longitudes de onda que la integran.Sin embargo, los elementos químicos en estado gaseoso y sometido a temperaturas elevadas producen espectros discontinuos en los que se aprecia un conjunto de líneas que corresponden a emisiones de sólo algunas longitudes de onda.El conjunto de líneas espectrales que se obtiene para un elemento concreto es siempre el mismo, incluso si el elemento forma parte de un compuesto complejo y cada elemento produce su propio espectro diferente al de cualquier otro elemento. Esto significa que cada elemento tiene su propia firma espectral.Si hacemos pasar la luz blanca por una sustancia antes de atravesar

el prisma sólo pasarán aquellas longitudes de onda que no hayan sido absorbidas por dicha sustancia y obtendremos el espectro de absorción de dicha sustancia.

*Teoría atómica de Bohr *Niels Bohr propuso un modelo de átomo cuyos principales postulados son:  1. Los electrones sólo pueden encontrarse en determinados y definidos niveles de energía.  2. Mientras los electrones se mantienen en un determinado nivel, no ganan ni pierden energía.  3. Los electrones pueden saltar de un nivel de mayor energía cuando el átomo la absorbe y a uno de menor energía cuando el átomo la desprende en forma de fotones.  4. Cuanto mayor sea el salto de los electrones de un nivel alto a uno bajo, más energética (de longitud de onda más corta) será la radiación emitida.N. Bohr estableció una serie de postulados (basados en la teoría de Planck y los datos experimentales de los espectros) que constituyen el modelo que lleva su nombre:*Principio de dualidad del electrón (onda-partícula).Postulado de Broglie.*Dualidad Onda-PartículaEn 1924 el físico francés Louis Víctor de Broglie sugirió que era posible contemplar las partículas elementales como si fuesen ondas. Utilizando la famosa ecuación de Einstein que relaciona masa y energía y la ecuación de Planck que relaciona la energía de una radiación con su frecuencia, de Broglie demostró que toda partícula actúa también como una onda de cierta longitud.La dualidad onda-partícula tiene consecuencias importantes a nivel subatómico,

pero también sirve para explicar ciertos comportamientos experimentales de la luz y otras radiaciones, como la difracción y los fenómenos de interferencia.*Principio de incertidumbre de Heissenberg.*Principio enunciado en 1927 por el alemán Werner Heisenberg según el cual no puede ser conocida con exactitud y simultáneamente la posición y la cantidad de movimiento de un electrón.EXPRESIÓN MATEMÁTICA  * ∆x ∆p ≥ h/4π   * La ecuación expresa que si se mide con precisión el momento (se hace una cantidad pequeña ∆p), el conocimiento de la posición se hace menos precisa(∆x se hace mayor)Este principio tiene su origen en la mecánica cuántica según la cual el mismo hecho de medir la velocidad y la posición de un electrón implica una imprecisión en la medida.

Por ejemplo, en el caso de que pudiéramos "ver" un electrón u otra partícula subatómica, para poder medir la velocidad habría que iluminarlo. Pues bien, el fotón que ilumina a ese electrón modifica la cantidad de movimiento del mismo. Por tanto, modificaría su velocidad original que es lo que queríamos medir.*ECUACION DE ONDA*La ecuación de Schrodinger describe la evolución (determinista) de un campo llamado función de ondas. Esta ecuación en una dimensión es de la forma:   i | _h  | | (x,t) t | = | | - |   _h | 2 |2m | | 2 x2 | +V(x) | | (x,t) = H || (1) |Donde h es la constante de Planck, (x,t) es el campo que representa a una partícula en el instante t, m es la

masa de dicha partícula, V(x) es el potencial al que se ve sometida y H es el operador Hamiltoniano (que es Hermítico). La función de ondas es la magnitud que contiene toda la información accesible a un observador externo al sistema (notar que es una variable compleja). Para evitar el uso continuado de m y h, reescalamos el tiempo t th y el espacio x xh/[2m] lo que nos da una ecuación de Schrodinger equivalente a (1) pero con h = 1 y m = 1/2. Esta ecuación reescalada será la que utilicemos a partir de ahora. *Principio de Aufbau o de construcción.*El principio de Aufbau establece: que cuando los protones se agregan al núcleo de uno para construir los elementos, los electrones se suman de la misma forma a los orbitales atómicos. 

Por lo tanto la configuración electrónica de todos los elementos se representan por un núcleo de gas noble, el cual muestra entre paréntesis al elemento gas noble que precede al elemento que se considera. Un ejemplo es el Calcio:                  Ca (Z=20)=[Ar]4s2El principio de construcción auf - bau o de construccionPara escribir las configuraciones electrónicas utilizaremos el principio Aufbau. Aufbau es una palabra alemana que significa “construcción progresiva”; utilizaremos este método para asignar las configuraciones electrónicas a los elementos por orden de su número atómico creciente. Veamos por ejemplo como sería la configuración electrónica para Z=11-18, es decir, desde Na hasta el Ar: *Principio de exclusión de Pauli.*Este

principio establece que: dos electrones en un átomo no pueden tener los mismos cuatro números cuánticos, en otras palabras, solo dos electrones pueden existir en el mismo orbital atómico, y estos electrones deben tener espines opuestos.Un ejemplo es el Helio, siguiendo el principio de Pauli su configuración es:                          He     1s2     ↓ Los tres primeros número cuánticos, n, l y ml determinan un orbital específico. Dos electrones, en un átomo, pueden tener estos tres números cuánticos iguales, pero si es así, deben tener valores diferentes del número cuántico de espín. Podríamos expresar esto diciendo lo siguiente: en un orbital solamente

puede estar ocupado por dos electrones y estos electrones deben tener espines opuesto: ↓*Principio de máxima multiplicidad de Hund.*La regla de Hund establece: que la distribución más estable de electrones en los subniveles es aquella que tenga el mayor número de espines paralelos.Por ejemplo el fósforo tiene un número atómico de 15 sus tres últimos electrones se encuentran en el subnivel p   del nivel 3, la colocación de estos tres electrones se puede representar de la siguiente manera:

          Correcto                                                 incorrectoSeria incorrecto   si estos tres últimos electrones de fósforo solo ocuparan dos orbítales del subnivel p.

ISTITUTO TECNOLOGICO DE NUEVO LEON

Nombre: Pedro Martínez de la Rosa

No. De Control: 10480309

Profesor: José Manuel Can Valle

Materia:

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Cite este ensayoAPA

(2011, 02). Rayos Catodicos Y Anodicos. BuenasTareas.com. Recuperado 02, 2011, de

http://www.buenastareas.com/ensayos/Rayos-Catodicos-y-Anodicos/1502249.htmlMLA

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