Óptica y Fenómenos de Interferencia

Las ondas son coherentes si tienen las mismas frecuencias y la diferencia de fase entre ellas se mantiene constante en el tiempo y espacio.

La interferencia constructiva ocurre cuando dos ondas se superponen y sus crestas y valles coinciden. Esto genera una onda resultante con mayor amplitud.

La interferencia destructiva ocurre cuando dos ondas se superponen y sus crestas coinciden con los valles de la otra onda. Esto genera una onda resultante con menor amplitud.

El índice de refracción es la relación entre la velocidad de la luz en el vacío y la velocidad de la luz en un medio.

La dispersión es el fenómeno donde el índice de refracción de un medio cambia con la frecuencia de la luz.

La dispersión normal es cuando el índice de refracción aumenta gradualmente con la frecuencia de la luz.

La dispersión anómala es cuando el índice de refracción cambia bruscamente en ciertas regiones de frecuencia.

La velocidad de la luz en el vacío es constante y tiene un valor de aproximadamente 299,792,458 metros por segundo.

La radiación electromagnética (REM) es una forma de energía que se propaga a través del espacio en forma de ondas. Es la forma de energía que se utiliza para transmitir información, desde señales de radio hasta rayos X.

La frecuencia de la REM es el número de ondas que pasan por un punto específico en un segundo. Se mide en Hertz (Hz).

La longitud de onda es la distancia entre dos crestas o valles consecutivos de una onda electromagnética. Se mide en metros (m).

El número de onda es el recíproco de la longitud de onda. Se mide en 1/m.

La energía de la REM está relacionada con la frecuencia: a mayor frecuencia, mayor energía. Se mide en Joules por mol (J/mol).

El principio de superposición establece que cuando dos o más ondas se encuentran en un punto del espacio, la perturbación resultante es la suma de las perturbaciones individuales.

La superposición de ondas REM es un fenómeno que explica cómo se combinan las ondas para formar patrones complejos.

La superposición de ondas electromagnéticas es un fenómeno fundamental para entender muchos fenómenos físicos, como los patrones de interferencia y difracción.

La espectroscopia es el estudio de la interacción entre la radiación electromagnética y la materia. Se utiliza para analizar la estructura, propiedades y composición de las sustancias.

El espectro electromagnético es la distribución de toda la radiación electromagnética en función de su frecuencia o longitud de onda.

Los espectros de rotación se deben a las transiciones entre los niveles de energía rotacional de las moléculas.

Los espectros de vibración se deben a las transiciones entre los niveles de energía vibracional de las moléculas.

Los espectros electrónicos se deben a las transiciones entre los niveles de energía electrónica de las moléculas.

La espectroscopia de emisión es un método que mide la radiación emitida por una sustancia cuando se excita.

La espectroscopia de absorción es un método que mide la radiación absorbida por una sustancia.

La fluorescencia es un proceso de emisión de luz que ocurre después de que una molécula absorbe radiación electromagnética.

La fosforescencia es un proceso de emisión de luz que ocurre después de que una molécula absorbe radiación electromagnética.

El efecto Raman es un fenómeno en el que la frecuencia de un haz de luz incidente cambia al interactuar con una molécula.

En mecánica cuántica, la probabilidad de transición desde un estado inicial a uno final está dada por la integral de la perturbación del hamiltoniano, ponderada por un factor exponencial que depende del tiempo y la constante de Planck.

El hamiltoniano de interacción describe la energía adicional que experimenta un sistema debido a la interacción con la radiación.

Para que la ecuación de probabilidad de transición sea válida, la perturbación del hamiltoniano debe ser pequeña en comparación con la energía del estado inicial.

El momento dipolar eléctrico es una medida de la separación de las cargas positivas y negativas en un sistema.

El hamiltoniano de interacción para transiciones de dipolo eléctrico depende solo del momento dipolar, ignorando la parte espacial del campo.

La intensidad de la radiación electromagnética se define como la cantidad de energía que se propaga por unidad de área y tiempo.

Para las transiciones de dipolo eléctrico, la probabilidad de transición aumenta con la intensidad de la radiación.

La energía de un electrón en el estado fundamental del átomo de hidrógeno es aproximadamente -13,6 eV, equivalente a -2x10^-18 J.

La descripción de la naturaleza de la materia según la Mecánica Cuántica, donde los sistemas confinados solo pueden ocupar niveles de energía discretos, como los electrones en átomos, moléculas o iones, o los niveles de rotación o vibración molecular.

Los estados cuánticos que describen un sistema en un nivel de energía específico. Por ejemplo, la función de onda que describe un electrón en un átomo en un nivel de energía específico.

El número promedio de moléculas que ocupan un estado específico de energía dado en un sistema en equilibrio.

La propiedad de la materia que se refiere a la posibilidad de que los objetos exhiban comportamiento tanto de onda como de partícula, según la situación.

La ecuación, desarrollada por Erwin Schrödinger, que describe la mecánica cuántica de un sistema. Se utiliza para calcular la función de onda de un sistema, que contiene información sobre el estado de los electrones en un átomo.

Louis de Broglie propuso que las partículas también podían comportarse como ondas, generalizando el concepto de la dualidad onda-partícula.

La descripción del comportamiento y la estructura de la materia a nivel atómico y molecular, utilizando conceptos de la mecánica cuántica.

La visión atomística-molecular de la materia, basada en el modelo de que la materia está compuesta por átomos y moléculas.

Es la integral del producto de la función de onda del estado inicial y la función de onda del estado final del átomo, multiplicada por el momento dipolar del átomo. Representa el grado en que el átomo puede absorber o emitir un fotón.

La probabilidad de transición es proporcional al cuadrado del momento dipolar de transición, lo que significa que la probabilidad de transición será alta si el momento dipolar de transición es grande.

En el contexto del tratamiento semiclásico de la interacción radiación-materia, se utiliza un enfoque donde la radiación se trata clásicamente mientras que el átomo se trata cuánticamente. Se define una perturbación en el hamiltoniano del átomo, la cual se calcula utilizando el campo eléctrico oscilatorio de la radiación.

Es un término matemático que describe la interacción de la luz con la materia. Se usa para calcular la probabilidad de que un átomo absorba o emita un fotón.

El término 'cos(ωt)' en la expresión para la probabilidad de transición representa la dependencia temporal de la radiación electromagnética, donde ω es la frecuencia angular de la radiación. Es una parte fundamental para describir la interacción de la luz con el átomo.

Las funciones exponenciales complejas permiten simplificar la integral que se utiliza para calcular la probabilidad de transición, ya que se pueden expresar como una combinación de funciones seno y coseno. Esta simplificación facilita el cálculo matemático.

El cálculo de la probabilidad de transición en la interacción luz-materia implica un enfoque donde la radiación se trata clásicamente, mientras que el átomo se trata cuánticamente. Este enfoque nos permite entender cómo la luz puede causar transiciones en los átomos.