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Anónimo
Anónimo realizada en Ciencias y matemáticasFísica · hace 3 meses

¿Si la energia de los electrones esta cuantizada, ¿porque en podemos suponer que se mueven como muelles respecto a su posicion de equilibrio?

Cuando incide luz monocromatica sobre ellos suponemos que se mueven distancias pequeñas respecto a su posicion de equilibrio. ¿No deberian de ser oscilaciones entre el estado fundamental y el excitado? Pero eso solo ocurre para ciertas frecuencias. Y en optica la aprocimacion del muelle es valida para todas las frecuencias. ¿como puede absorber un electron fotones de cualquier frecuencia y luego expulsarlo si la energia de los niveles esta cuantizada?  Ademas si la luz es muy intensa expulsan armonicos de segundo, tercero etc orden. ¿como es posible esto? ¿no deberian de atravesar los electrones el atomo sin ser absorbidos? 

1 respuesta

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  • hace 3 meses
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    La aproximaciön clasica es como comentas, el electron esta ligado como un oscilador armonico y ya esta.

    Pero a nivel cuantico no es asi por varios motivos, aunque la aproximación funciona bien.

    A nivel cuantico el campo electrico actua sobre el electron, y este adquiere una energia debida al campo electrico del nucleo mas el aplicado  Eso se trata como una perturbacion a no ser que el campo sea extremadamente fuerte, y los niveles de energia que aparecen ya no son los "puros" del atomo, sino que aparecen mas, y por eso aun sin saltar de nivel el electron puede acceder a otros niveles de energia, o dicho de otra forma, "absorber". 

    Como el campo electrico de una onda es basicamente una composicion sinusoidal, al final se parece mucho a la aproximación clasica' que por eso funciona "bien". 

    En la realidad, la onda de luz no es de una unica frecuencia, sino que tiene cierta anchura (incluso un laser tiene un rango de frecuencias) asi que la interaccion es en realidad de un pequeño rango de frecuencias del campo electromagnetico aplicado, lo que hace que los niveles de energia que se puedan absorver sean tambien un rango en torno al nivel principal.

    Ademas el electron tiene subniveles de energia en un nivel del atomo concreto no solo por estar en el potencial del nucleo, sino por tener spin. Y tambien eso genera al aplicar el campo un desdoblamiento de esos subniveles. Aun mas niveles accesibles...

    Si el electron esta libre y choca con un foton, intercambia momento y energia cinetica. Y como los fotones tienen momento aunque no tengan masa, eso cambia la longitud de onda del foton, y la asociada al electron (efecto Compton)

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