radiaci n y energ a n.
Download
Skip this Video
Loading SlideShow in 5 Seconds..
Radiación y Energía PowerPoint Presentation
Download Presentation
Radiación y Energía

Loading in 2 Seconds...

play fullscreen
1 / 34

Radiación y Energía - PowerPoint PPT Presentation


  • 142 Views
  • Uploaded on

Radiación y Energía. La Luz Como una Onda. La luz se puede imaginar como una onda electromagnética propagándose. La onda viaja a la velocidad máxima permitida en el vacío ( c = 3x10 8 m/s ). Los campos eléctricos y magnéticos oscilan y son perpendiculares el uno con el otro.

loader
I am the owner, or an agent authorized to act on behalf of the owner, of the copyrighted work described.
capcha
Download Presentation

PowerPoint Slideshow about 'Radiación y Energía' - vahe


An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Presentation Transcript
la luz como una onda
La Luz Como una Onda

La luz se puede imaginar como una onda electromagnética propagándose. La onda viaja a la velocidad máxima permitida en el vacío (c = 3x108 m/s).

Los campos eléctricos y magnéticos oscilan y son perpendiculares el uno con el otro.

propiedades de una onda
Propiedades de una Onda

La distancia entre dos crestas o dos valles en una longitud de onda l. Sí la onda viaja a la velocidad c, la cresta pasará con una frecuencia . La relación entre estas dos cantidades es c = l*

Las ondas de luz se propagan en el vacio

la luz como una part cula
La Luz Como una Partícula

Cuando los detectores (o átomos) “ven la luz”, ésta llega en paquetes discretos, los cuales se llaman “fotones”. Se puede pensar que cada fotón tiene asociada una longitud de onda. La energía de un fotón depende de su longitud de onda o frecuencia: E ~  ~ c/l.

Como un todo, los fotones tienen un comportamiento estadístico de onda a esa longitud de onda. Los fotones experimentan “interferencia” como las ondas.

difracci n de la luz
Difracción de la Luz

Anillos de Airy

la luz radiaci n electromagn tica
La Luz: Radiación Electromagnética

Todas las longitudes de onda (o energías) de la luz son del mismo ingrediente básico. Todas constituyen el espectro electromagnético. La luz visible es solamente una porción muy pequeña de éste. Aunque nuestros ojos no pueden detectar el resto del espectro, actualmente se tienen detectores que si lo pueden hacer. Nosotros le hemos asignado nombres a los diferentes “colores” y usado diferentes unidades para las diferentes longitudes de onda. Cuanlquiera de los dos es conveniente.

espectro electromagn tico
Espectro Electromagnético

Un cúmulo de galaxias visto a diferentes longitudes de onda (el mismo cúmulo)

Diferentes regiones del espectro electromagnético da diferentes puntos de vista e información sobre el mismo objeto.

espectro electromagn tico1
Espectro Electromagnético

de un fotón

1 Angstrom

= 10-8 cm

1 eV = Electron-Volt

= 1.6x10-12 ergs

= 1.6x10-19 J

espectro electromagn tico2
Espectro Electromagnético

Los objetos astronómicos son capaces de producir diferentes partes del espectro electromagnético dependiendo de que tan energético sea el proceso que la esté produciendo, o que tan caliente sea el objeto.

radiaci n de cuerpo negro
Radiación de Cuerpo Negro

Cualquier cuerpo opaco produce radiación EM característica de su temperatura. La forma de la distribución de energía sigue la curva de Planck, la cual tiene un máximo (pico). La longitud de onda del pico obedece la ley de Wein: lmax(nm) = 3x106/T(K). Entonces, las fuentes mas calientes son mas azules.

La energía total emitida (o área total bajo la curva) por las fuentes mas calientes del mismo tamaño siguen la dependencia de T4, y son mas brillantes a todas las longitudes de onda.

espectro del cuerpo negro
Espectro del Cuerpo Negro

“azul”

Objetos mas calientes:

1. Emiten mas energía

2. Emiten su energía a

l´s mas cortas

= ´s mas grandes

= fotones mas

energéticos

“rojo”

l neas espectrales
Líneas Espectrales

Espectro del Sol

Cuerpo negro

Fl (flujo por unidad de longitud de onda)

Longitud de onda (Angstroms)

radiaci n t rmica
Radiación Térmica

Existe una variedad de procesos no-térmicos (frecuentemente involucran campos magnéticos), los cuales producen radiación a todas las longitudes de onda (y puede producir radiación muy intensa). Frecuentemente están asociados con fenómenos muy violentos (explosiones, agujeros negros, etc.)

niveles de energ a
Niveles de Energía

Podemos pensar que un átomo consiste de un núcleo positivo (protones y neutrones) rodeado de electrones negativos.

Se puede pensar que los electrones están orbitando el núcleo, pero solamente están permitidas ciertas órbitas o niveles de energía.

Un fotón con la energía adecuada puede excitar a un electrón de un nivel a otro. Los electrones caerán al estado base y emitirán fotones con energía igual a la diferencia de energía entre los dos niveles.

transiciones de energ a
Transiciones de Energía

La energía con la que sale un fotón después de brincar de un nivel de energía a otro depende de la diferencia de energía entre los dos niveles.

niveles de energ a del h
Niveles de Energía del H

Niveles

Excitados

Estado

Base

niveles de energ a del h1
Niveles de Energía del H

Niveles

Excitados

Estado

Base

niveles de energ a del h2
Niveles de Energía del H

Niveles

Excitados

Líneas

IR

Lineas

Visibles

Estado

Base

Líneas

UV

l neas espectrales1
Líneas Espectrales

Cada átomo tiene un conjunto específico de niveles de energía, por lo tanto, un único conjunto de fotones de longitudes de onda con los cuales puede interactuar.

Energía

de

Ionización

(eV)

10.4

5.1

24.6

13.6

H

l neas espectrales2
Líneas Espectrales

Espectro del Sol

Cuerpo negro

Fl (flujo por unidad de longitud de onda)

Longitud de onda (Angstroms)

telescopios
Telescopios

Arecibo – Radio Telescopio de 305 m diámetro en Puerto Rico

telescopios1
Telescopios

Telescopios Keck – 2 10 m Telescopios Observando en el Visible, IR, & UV ’s

Sobre el pico de Mauna Kea in Hawaii a

14,000 pies (volcan)

Operados por Caltech & UC

telescopios2
Telescopios

Espejos segmentados

telescopios3
Telescopios

Telescopio Espacial Hubble – 2.4 m Telescopio en el Espacio: Observa en el Visible, IR, & UV ’s

NICMOS – uno de los detectores abordo del Hubble.

telescopios4
Telescopios

Very Large Array (VLA) – Radio Interferometro

El VLA en la pelicula

“Contact”

telescopios5
Telescopios

Chandra: Observatorio Espacial de rayos X

La Vía Láctea en rayos X

efecto doppler
Efecto Doppler

Cuando una fuente se está moviendo, un observador percibe las ondas mas separadas o mas juntas, dependiendo del movimiento relativo de la fuente respecto al observador. En el caso de la luz, las longitudes de onda mas largas se verán enrojecidas, mientras las mas cortas se veran azules. Este efecto se conoce como el efecto Doppler y está dado por la siguiente fórmula

 es negativa para una fuente que se está acercando.

Para poder obtener un cambio apreciable los movimientos deben ser una fracción de la velocidad de la luz.

corrimiento doppler
Corrimiento Doppler

Acercandose hacia nosotros: corrimiento al azul

en reposo

Alejandose de nosotros: corrimiento al rojo

usos del efecto doppler
Usos del Efecto Doppler

Las transiciones de energía atómica tienen un espectro característico. El obtenido en el laboratorio con longitudes de onda en reposo se usa como referencia para compararlo con el obtenido observacionalmente. Podemos medir corrimientos en estas las longitudes de objetos astronómicos y calcular que tan rápido se están moviendo (solo los movimientos en la línea de visión.

Análisis mas rigurosos también pueden proporcionar información de otros tipos de movimiento, como rotación o movimientos turbulentos, los cuales se obtienen con ayuda del efecto Doppler.

energ a
Energía

Un concepto importante que surge de las leyes de movimiento de Newton es la energía.

Todos tenemos una idea intuitiva de que significa y todos podemos reconocer que la electricidad, el calor y la luz tienen energía

La energía relacionada con el movimiento se llama energía cinética, la cual en base a las leyes de Newton se puede definir como:

Esta expresión satisface nuestra intuición, la cual nos dice que la energía cinética depende no solamente de la velocidad, v, de los objetos, sino también de su masa, m.

En el sistema métrico, la unidad para la energía es el Joule (J).

1 J = 1 kg m2/s2 = 1 N m.

ejercicios
Ejercicios

1. Imagine que se descubre otro sistema solar, cuya estrella central es similar a nuestro Sol. Suponga que hay un planeta en este sistema solar con dos veces la masa de la Tierra orbitando a alrededor de la estrella central a 1UA. ¿Cuál sería el periodo orbital de este planeta? Explique su respuesta.

2. Si triplicaramos la distancia entre dos objetos, como se afectaría la fuerza gravitacional entre ellos?

Compare la fuerza gravitacional entre la Tierra y el Sol con la de Júpiter y el Sol. La masa de Júpiter es cerca de 318 veces la de la Tierra.

Suponga que el Sol fuera reemplazado mágicamente por una estrella del doble de su masa. ¿Qué efectos tendría esto?

ejercicios1
Ejercicios

1. Describa lo que es el espectro electromagnético y mencione algunas fuentes astronómicas que emiten en las diferentes partes del espectro.

2. La temperatura del Sol es cerca de 5800 K y su pico espectral está en 5600 Å. La temperatura de una estrella O podría ser de 40000 K. ¿A que longitud de onda tiene su pico espectral? ¿En que parte del espectro electromagnético caé?