CÁLCULO DE TRANSACCIÓN DE NIVELES ENERGÉTICOS.

Como ya vimos en el modelo atómico de Bohr y como luego mejoró Plank, los electrones giran alrededor de un núcleo. La distancia o el radio de giro corresponde a una energía específica y, por ejemplo, las órbitas más cercanas al núcleo necesitas menos energía para girar que aquellos electrones que giran en órbitas más alejadas del núcleo. De esto podemos sugerir que si un electrón se encuentra en capas exteriores, al pasar a un nivel más cercano donde no necesita tanta energía, la desprende y se deshace de ella. Pero también sucede al contrario, un electrón para pasar a capas superiores necesitará energía, por tanto la absorberá.... en la imagen de abajo se entiende claramente:

Pues bien. Entonces, para saber la energía que necesita o que desprende un electrón para bajar o subir de nivel, simplemente necesitaríamos saber la energía del nivel de origen y de destino y calcular la diferencia con una simple resta: Enx-Eny

El problema es saber cuánta energía hay en cada nivel. Pues bien, según la frecuencia, las veces que gira el electrón, multiplicando por una constante, nos es fácil averiguar la energía necesaria para la transición de nivel, aunque este dato pueden dárnoslo en el enunciado. Como se ve en la imagen superior derecha, vemos que la frecuencia, las vibraciones son más numerosas en los niveles alejados que en el primer y segundo nivel. A mayor energía, mayor vibración y mayor frecuencia. Por tanto la frecuencia aumentará a medida que nos alejemos del núcleo.

Veamos:

La fórmula de la energía en cada nivel es: E = Hf

E= energía en J

H (la constante de Planck): 6.63 x 10^-34 Js

f= frecuencia  s^-1

RECUERDA:

Puede que en nuestros ejercicios no solo nos pidan la energía, también pueden preguntarnos la frecuencia o la longitud de onda: Veamos qué es.

La longitud de onda es pues λ = c / f. 

 donde "λ" es la longitud de onda, "c" es la velocidad de la luz (300.000 km/s), y "f" es la frecuencia que probablemente hayamos calculado anteriormente o nos la darán en el enunciado.

Muchas veces nos piden los resultados en eV . Ten en cuenta que 1 eV = 1.602176487⋅10-19 J . Por tanto si el resultado lo tenemos en Julios, tendremos que dividir por 1.602176487⋅10-19.

Hipótesis de Planck.

Max Karl Ernest Ludwig Planck fue un físico alemán considerado como el fundador de la teoría cuántica.

En 1889, descubrió una constante fundamental, la denominada Constante de Planck, usada para calcular la energía de un fotón. Planck establece que la energía se radia en unidades pequeñas denominadas cuantos. La ley de Planck relaciona que la energía de cada cuanto es igual a la frecuencia de la radiación multiplicada por la Constante de Planck. Un año después descubrió la ley de radiación del calor, denominada Ley de Planck, que explica el espectro de emisión de un cuerpo negro. Esta ley se convirtió en una de las bases de la teoría cuántica, que emergió unos años más tarde con la colaboración de Albert Einstein y Niels Böhr.

Lo que postuló Planck al introducir su ley es que la única manera de obtener una fórmula experimentalmente correcta exigía la novedosa y atrevida suposición de que dicho intercambio de energía debía suceder de una manera discontinua, es decir, a través de la emisión y absorción de cantidades discretas de energía, que hoy denominamos “quantums” de radiación.

RESUMIENDO:

Según Planck, la energía emitida o captada por un cuerpo en forma de radiación electromagnética es siempre un múltiplo de la constante h, llamada posteriormente constante de Planck por la frecuencia v de la radiación.

e =nhv

h=6,62 10-34 J·s, constante de Planck

v=frecuencia de la radiación

A hv le llamó cuanto de energía. Que un cuanto sea más energético que otro dependerá de su frecuencia.