Pang Vera Yok yen
Grupo :2401
10/05/13
TAREA #13:
tarea #13 a y b:
13 C) Premio Nobel de Física de 1997 relación con absorcion y emisión de los fotones por átomos?
Físico estadounidense. Los logros de Phillips en el uso de rayos especiales de luz, llamados láser, para ralentizar, enfriar y capturar átomos, fueron fundamentales para avanzar en el estudio de los átomos. A finales de la década de 1980 Phillips utilizó el láser para enfriar y ralentizar átomos hasta un punto que en aquel entonces no se juzgaba posible. Compartió el Premio Nobel con otros dos científicos que realizaron avances independientes y complementarios, el estadounidense Steven Chu y el francés Claude Cohen - Tannoudji.
En 1970 se graduó en Física en el Juniata College de Huntingdon, Pensilvania. En 1976 se doctoró en Física por el Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT). Dos años después se unió al National Institute of Standars and Technology (NIST), entonces conocido como National Bureau of Standards.
En 1985 Steven Chu y un equipo de los Bell Laboratories de Holmdel, Nueva Jersey, utilizaron con éxito el láser en una cámara de vacío para enfriar átomos a 240 millonésimas de grado Celsius por encima del cero absoluto, el punto en que toda la materia deja de moverse. Phillips adoptó las técnicas de Chu, y en 1988 él y su equipo enfriaron átomos a 40 millonésimas de grado Celsius por encima del cero absoluto, una temperatura inferior a la que los científicos juzgaban posible. Phillips propuso métodos para capturar átomos a intervalos regulares en lo que fue llamado "red óptica" .
A temperatura ambiente, los átomos se mueven a unos 4.000 km/h, una velocidad demasiado elevada para que los científicos puedan estudiarlos. La velocidad de los átomos está relacionada con la temperatura de la materia que conforman. Al disminuir la temperatura de la muestra de átomos, disminuye el movimiento de los átomos y viceversa. Chu y Phillips desarrollaron técnicas en las que los átomos eran bombardeados con rayos láser cuidadosamente dispuestos. El láser somete los átomos al impacto de paquetes de ondas de luz llamados fotones. Éstos no tienen masa, pero como pueden viajar a la velocidad de la luz llevan el suficiente impulso como para golpear a los átomos y frenarlos. En 1995 Cohen - Tannoudji y su equipo utilizaron técnicas similares para disminuir la temperatura de una muestra de átomos a 0,2 millonésimas de grado por encima del cero absoluto.
En 1995 fue elegido miembro de la Academia Americana de las Artes y las Ciencias y se convirtió en miembro del National Institute of Standards and Technologies. Dos años más tarde fue nombrado miembro de la Academia Nacional de las Ciencias.
Todos estos conceptos y propuestas teóricas son basados en en la emission de los fotones por atomos con ello se puede concluir q es muy necesario tener en cuenta la emission de estos fotones.
13 D) Descubrimiento de X-rayos. Premio Nobel para Wilhelm Rontgen (1845-1923) en Alemania en 1901. Naturaleza de X-rayos.
Wilhelm Conrad Röntgen (Lennep; 27 de marzo de 1845 - 10 de febrero de 1923) fue un físico alemán, de la Universidad de Würzburg, que el 8 de noviembre de 1895 produjo radiación electromagnética en las longitudes de onda correspondiente a los actualmente llamados rayos X. En los años siguientes, Röntgen publicó unos estudios «sobre un nuevo tipo de rayos»,2 que fueron traducidos al inglés, francés, italiano y ruso.
Por su descubrimiento fue galardonado en 1901 con el primer premio Nobel de Física. El premio se concedió oficialmente «en reconocimiento de los extraordinarios servicios que ha brindado para el descubrimiento de los notables rayos que llevan su nombre». Röntgen donó la recompensa monetaria a su universidad. De la misma forma que Pierre Curie haría varios años más tarde, rechazó registrar cualquier patente relacionada a su descubrimiento por razones éticas. Tampoco quiso que los rayos llevaran su nombre, sin embargo en alemán los rayos X se siguen conociendo como Röntgenstrahlen(rayos Röntgen).
La Universidad de Wurzburgo le otorgó el grado honorario de Doctor en Medicina. También en su honor recibe tal nombre la unidad de medida de la exposición a la radiación, establecida en 1928: véase Roentgen
La denominación rayos X designa a una radiación electromagnética, invisible, capaz de atravesar cuerpos opacos y de imprimir las películas fotográficas. Los actuales sistemas digitales permiten la obtención y visualización de la imagen radiográfica directamente en una computadora (ordenador) sin necesidad de imprimirla. La longitud de onda está entre 10 a 0,01 nanómetros, correspondiendo a frecuencias en el rango de 30 a 3000PHz (de 50 a 5000 veces la frecuencia de la luz visible).
Los rayos X son una radiación electromagnética de la misma naturaleza que las ondas de radio, las ondas de microondas, los rayos infrarrojos, la luz visible, los rayos ultravioleta y los rayos gamma. La diferencia fundamental con los rayos gamma es su origen: los rayos gamma son radiaciones de origen nuclear que se producen por la desexcitación de un nucleón de un nivel excitado a otro de menor energía y en la desintegración de isótopos radiactivos, mientras que los rayos X surgen de fenómenos extranucleares, a nivel de la órbita electrónica, fundamentalmente producidos por desaceleración de electrones. La energía de los rayos X en general se encuentra entre la radiación ultravioleta y los rayos gamma producidos naturalmente. Los rayos X son una radiación ionizanteporque al interactuar con la materia produce la ionización de los átomos de la misma, es decir, origina partículas con carga
Los rayos X se pueden observar cuando un haz de electrones muy energéticos (del orden de 1 keV) se desaceleran al chocar con un blanco metálico. Según la mecánica clásica, una carga acelerada emite radiación electromagnética, de este modo, el choque produce un espectro continuo de rayos X a partir de cierta longitud de onda mínima dependiente de la energía de los electrones. Este tipo de radiación se denomina Bremsstrahlung, o ‘radiación de frenado’. Además, los átomos del material metálico emiten también rayos X monocromáticos, lo que se conoce como línea de emisión característica del material. Otra fuente de rayos X es la radiación sincrotrón emitida en aceleradores de partículas.
Para la producción de rayos X en laboratorios, hospitales, etc. se usan los tubos de rayos X, que pueden ser de dos clases: tubos con filamento o tubos con gas.
El tubo con filamento es un tubo de vidrio al vacío en el cual se encuentran dos electrodos en sus extremos. El cátodo es un filamento de tungsteno y el ánodo es un bloque de metal con una línea característica de emisión de la energía deseada. Los electrones generados en el cátodo son enfocados hacia un punto en el blanco (que por lo general posee una inclinación de 45°) y los rayos X son generados como producto de la colisión. El total de la radiación que se consigue equivale al 1% de la energía emitida; el resto son electrones y energía térmica, por lo cual el ánodo debe estar refrigerado para evitar el sobrecalentamiento de la estructura. A veces, el ánodo se monta sobre un motor rotatorio; al girar continuamente el calentamiento se reparte por toda la superficie del ánodo y se puede operar a mayor potencia. En este caso el dispositivo se conoce como «ánodo rotatorio». Finalmente,el tubo de rayos X posee una ventana transparente a los rayos X, elaborada en berilio, aluminio o mica.
El tubo de rayos X está constituido por dos electrodos (cátodo y ánodo), una fuente de electrones (cátodo caliente) y un blanco. Los electrones se aceleran mediante una diferencia de potencial entre el cátodo y el ánodo. La radiación es producida justo en la zona de impacto de los electrones y se emite en todas direcciones.
La energía adquirida por los electrones va a estar determinada por el voltaje aplicado entre los dos electrodos. Como la velocidad del electrón puede alcanzar velocidades de hasta debemos considerar efectos relativistas, de tal manera que,
Los diferentes electrones no chocan con el blanco de igual manera, así que este puede ceder su energía en una o en varias colisiones, produciendo un espectro continuo. La energía del fotón emitido, por conservación de la energía y tomando los postulados de Planck es:
Donde K y K’ es la energía del electrón antes y después de la colisión respectivamente. El punto de corte con el eje x de la gráfica de espectro continuo, es la longitud mínima que alcanza un fotón al ser acelerado a un voltaje determinado. Esto se puede explicar desde el punto de vista de que los electrones chocan y entregan toda su energía. La longitud de onda mínima está dada por:
La energía total emitida por segundo, es proporcional al área bajo la curva del espectro continuo, del número atómico (Z) del blanco y el número de electrones por segundo (i). Así la intensidad está dada por:
Donde A es la constante de proporcionalidad y m una constante alrededor de 2.
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