Óptica y Fenómenos de Interferencia
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Questions and Answers

¿Cuáles son las condiciones necesarias para que dos fuentes de luz sean coherentes?

  • Tienen frecuencias idénticas pero la relación de fase cambia.
  • Tienen frecuencias diferentes y la relación de fase cambia.
  • Tienen frecuencias idénticas y la relación de fase se mantiene constante. (correct)
  • Tienen longitudes de onda diferentes y son invariables.
  • ¿Qué se entiende por dispersión anómala?

  • Es la reducción del índice de refracción en un medio determinado.
  • Es la variación del índice de refracción con la longitud de onda.
  • Son regiones de frecuencia con grandes alteraciones del índice de refracción. (correct)
  • Es un incremento gradual del índice de refracción con la frecuencia.
  • En el experimento de Young, ¿cuál es el orden de interferencia cuando $n=1$?

  • Se forma un patrón de interferencia mínimo.
  • Se observa la primera franja brillante. (correct)
  • No se observa ningún patrón.
  • Se forma un patrón de interferencia débil.
  • ¿Cuál es la velocidad de la luz en el vacío según la información proporcionada?

    <p>$2.99792458 imes 10^8 ext{ ms}^{-1}$</p> Signup and view all the answers

    Las interferencias constructivas se producen cuando:

    <p>Las ondas están en fase y se suman.</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué es un patrón de difracción?

    <p>Es el patrón de intensidad resultante de interferencias constructivas y destructivas.</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué describe más adecuadamente las interferencias destructivas?

    <p>Son el resultado de ondas desfasadas por medio ciclo.</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué fenómeno ocurre en fuentes incoherentes como las lámparas de tungsteno?

    <p>No producen un patrón de difracción.</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál de los siguientes espectros se utiliza comúnmente para estudios en el rango de microondas?

    <p>Espectros de Rotación</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué proceso se caracteriza por la desexcitación electrónica entre estados de igual multiplicidad?

    <p>Fluorescencia</p> Signup and view all the answers

    La dispersión inelástica se caracteriza porque:

    <p>i ≠ f en diferente dirección</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué tipo de energía se asocia con los espectros de rayos X?

    <p>10^5 J/mol</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál de los siguientes tipos de espectros corresponde al rango de ultravioletas (UV)?

    <p>100 - 13000 cm-1</p> Signup and view all the answers

    En qué consiste el fenómeno de la fotoionización:

    <p>Emisión de electrones como resultado de un impacto de radiación</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál es la propiedad de los procesos resonantes?

    <p>Relacionados con la energía de los fotones</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué caracteriza a la fosforescencia en comparación con la fluorescencia?

    <p>Desexcitación entre diferentes multiplicidades</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál es la relación entre la frecuencia y la longitud de onda según la información presentada?

    <p>A mayor frecuencia, menor longitud de onda.</p> Signup and view all the answers

    La rerradiación se refiere a:

    <p>Reemisión de energía en el mismo estado</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué unidad se utiliza para representar la energía en el contexto de la radiación electromagnética?

    <p>Joules por mol.</p> Signup and view all the answers

    ¿Cómo se clasifica la energía de la radiación electromagnética desde baja a alta?

    <p>1 J mol⁻¹, 1.2 kJ mol⁻¹, 150-310 kJ mol⁻¹, 12 MJ mol⁻¹.</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué fenómeno describe el principio de superposición en la radiación electromagnética?

    <p>La combinación de varias ondas en una sola perturbación.</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál es la longitud de onda en metros para la frecuencia de 3×10¹⁶ Hz?

    <p>0.1 mm.</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué tipo de radiación tiene frecuencias más bajas que los microondas?

    <p>Radiación infrarroja.</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál es el valor aproximado de la frecuencia asociada con la luz violeta?

    <p>3×10¹⁴ Hz.</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué afirmación describe mejor la relación entre el número de onda y la longitud de onda?

    <p>El número de onda es inversamente proporcional a la longitud de onda.</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué describe la dualidad onda-corpúsculo en la materia?

    <p>La naturaleza ondulatoria y corpuscular de la materia.</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué son los niveles de energía en un sistema mecanocuántico?

    <p>Valores discretos de energía que solo pueden ser ocupados por los electrones.</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué representan las funciones de onda mecanocuánticas?

    <p>Describen el sistema en ciertos niveles de energía.</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué se entiende por la población en un sistema en equilibrio?

    <p>El número promedio de moléculas que ocupan un estado de energía particular.</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué estudia la termodinámica estadística en relación a las moléculas?

    <p>La distribución de un total de N moléculas en varios niveles de energía.</p> Signup and view all the answers

    ¿Quién es el autor de la ecuación de onda del átomo de hidrógeno?

    <p>Erwin Schrödinger.</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué se entiende por el término “nivel de energía” en mecánica cuántica?

    <p>Los valores discretos de energía que puede ocupar un sistema.</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuáles son las características de la naturaleza microscópica de la materia?

    <p>La materia a nivel microscópico se comporta de manera discreta y cuántica.</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál es la relación entre la energía del átomo de hidrógeno y la perturbación radiativa dipolar según el contenido?

    <p>La perturbación es mucho menor en comparación con la energía del átomo.</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué componente es esencial para que ocurra la transición de energía en un átomo según la interacción radiación-materia?

    <p>La presencia de radiación.</p> Signup and view all the answers

    ¿Cómo se expresa la probabilidad de transición en el contexto de la interacción radiación-materia?

    <p>Se resuelve mediante una integral que involucra varios términos.</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál de las siguientes afirmaciones sobre la integral de transición es correcta?

    <p>Debe ser mayor que cero para que ocurra la transición.</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué representa el coeficiente $ rac{E}{ au}$ en el contexto descrito?

    <p>La relación de perturbación entre la energía y el tiempo.</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué datos se utilizan para calcular $ au$ en la perturbación radiativa dipolar?

    <p>Carga del electrón y distancia del orbital.</p> Signup and view all the answers

    En el tratamiento semiclásico de la radiación-materia, ¿qué factor aparece en el término $ ext{cos} heta$?

    <p>La frecuencia angular del campo eléctrico.</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué ocurre cuando la energía $E$ es igual a cero en una transición?

    <p>La transición es imposible.</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál es la condición relacionada con el coeficiente $c_m(0)$ para m distinto de n?

    <p>$c_m(0) = 0$</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué representa la probabilidad de transición $P ightarrow$?

    <p>La relación entre estados inicial y final</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué parte no se considera en el Hamiltoniano de interacción en transiciones de dipolo eléctrico?

    <p>La parte espacial del campo eléctrico</p> Signup and view all the answers

    Para aplicar la ecuación de probabilidad de transición, ¿qué se requiere comprobar?

    <p>Que la perturbación es pequeña</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál es el valor de energía del estado fundamental del átomo de hidrógeno?

    <p>-13.598 eV</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué tipo de radiación puede emitirse con una lámpara de mercurio en relación a su intensidad máxima?

    <p>Radiación electromagnética</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál es la forma que toma el Hamiltoniano de interacción en el caso de transiciones de dipolo eléctrico?

    <p>$H(t) = oldsymbol{ ext{μ}} E ext{cos}( ext{ω}t)$</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué se desprecia en las transiciones al aplicar el Hamiltoniano en función del momento dipolar?

    <p>La parte espacial del campo</p> Signup and view all the answers

    Study Notes

    Química Física II: Espectroscopía

    • Tema 1: Espectroscopía: Fundamentos
      • 1. Introducción: Descripción general del tema de espectroscopía.
      • 2. Radiación electromagnética y materia: Relación entre la radiación electromagnética y la materia.
      • 3. Procesos resonantes y no resonantes: dispersión: Explicación de los procesos resonantes y no resonantes, incluyendo la dispersión.
      • 4. Tratamientos clásico y semiclásico de la Interacción radiación-materia: Coeficientes de Einstein: Detalles sobre los tratamientos clásico y semiclásico de la interacción radiación-materia, y los coeficientes de Einstein.
      • 5. Emisión espontánea: Detalles sobre la emisión espontánea.
      • 6. Interacción con campos fuertes: Explicación de la interacción con campos fuertes.
      • 7. Reglas de selección: Criterios para la selección de las transiciones permitidas.
      • 8. Niveles de energía: Regiones del espectro electromagnético: Clasificación de los niveles de energía y las regiones del espectro electromagnético.
      • 9. Población de los niveles de energía: Intensidades: Relación entre la población de los niveles de energía y las intensidades.
      • 10. Ley de Bouger-Lambert-Beer: Desglose de la ley de Bouguer-Lambert-Beer.
      • 11. Forma y anchura de línea: Explicación detallada de la forma y anchura de la línea espectral.
      • 12. Técnicas experimentales: Descripción de las técnicas experimentales empleadas en espectroscopía.

    Antecedentes históricos

    • Primeros estudios sobre la luz solar por Newton e Herschell (Siglo XVII-XVIII).
    • Desarrollo de la espectroscopía actual, análisis espectroscópico de la emisión de gases y vapores a la llama de un mechero por Bunsen y Kirchhoff (1860).
    • Mecánica Cuántica (Siglo XX) proporciona la metodología teórica para interpretar los procesos espectroscópicos.

    Naturaleza y Objeto de la Espectroscopía

    • Interacción radiación-materia.
    • Ciencia experimental.
    • Método no destructivo.
    • Información sobre el sistema.

    Espectroscopía: Objetivo

    • Espectroscopía de alta resolución: caracterizar niveles de energía.
    • Espectroquímica: Identidad de átomos, moléculas e iones.
    • Espectrofísica: Análisis de las propiedades físicas (temperatura, presión) del gas o plasma que origina la absorción o emisión de la radiación.

    Radiación electromagnética

    • Naturaleza ondulatoria (Maxwell): campos eléctricos y magnéticos que oscilan.
    • Naturaleza corpuscular (fotones): cuantización de la energía.
    • Difracción y interferencia.
    • Dispersión.

    Radiación electromagnética y materia

    • Naturaleza dual ondulatorio-corpuscular de la luz
    • Tratamiento semiclásico de interacción:
      • Probabilidad de transición.
      • Coeficientes de Einstein.
      • Regla de selección.

    Interacción radiación-materia (en el tratamiento semiclásico)

    • Condiciones de resonancia de Planck-Bohr.
    • Transiciones de dipolos eléctricos.
    • Probabilidad de transición.

    Técnicas experimentales

    • Descripción de las técnicas específicas para medir espectros.
    • Componentes típicos de un espectrofotómetro (fuente, monocromador, celda de muestra, detector, registrador).
    • Tipos de detectores y fuentes.
    • Calidad instrumental: Poder de Resolución, Sensibilidad, Ruido.
    • Tipos de Ruido (Medioambiental, Térmico, Electronico).
    • Técnicas de acumulación.
    • Uso de rejillas y prismas.

    Espectros de moléculas: niveles energéticos

    • Tipos de espectros (rotación, vibración, electrónicos).
    • Interacciones entre diferentes niveles de energía.

    Ley de Bouguer-Lambert-Beer

    • Relación entre la intensidad de la radiación absorbida y las características de la muestra.
    • Definición de transmitancia, absorbancia y coeficiente de absorción.

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    Quiz Team

    Description

    Este cuestionario abarca conceptos clave en óptica, incluyendo condiciones de coherencia, interferencias y patrones de difracción. Los temas cubiertos son fundamentales para entender la naturaleza de la luz y sus interacciones. Responde preguntas sobre el experimento de Young y conceptos asociados a espectros.

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