Física CONCEPTUAL
39. El a u m e n t o se logra h a c i e n d o el h o l o g r a m a c o n luz
de corta longitud de o n d a , y viéndolo c o n luz de ond a s m á s largas. Se p a r e c e a las distancias m a y o r e s
entre las franjas c u a n d o se i l u m i n a n rendijas c o n
longitud de o n d a larga.
. Capítulo 3 0 Emisión d e luz
Respuestas
a los
ejercicios
1. De a c u e r d o c o n E = hf, u n fotón d e rayo g a m m a
tiene m a y o r energía p o r q u e tiene m a y o r frecuencia.
3. La luz azul de m a y o r frecuencia y m a y o r energía
c o r r e s p o n d e a u n c a m b i o m a y o r d e e n e r g í a e n el
átomo.
5. Al a u m e n t a r al doble la longitud de o n d a de la luz
su frecuencia baja a la mitad. La luz c o n la m i t a d de
la frecuencia tiene la mitad de la energía p o r fotón.
Imagínalo en t é r m i n o s de la e c u a c i ó n c = fli. C o m o
la velocidad de la luz c es c o n s t a n t e , X es inversamente proporcional a / .
7. Una rendija se p u e d e h a c e r m u y delgada, m á s delg a d a q u e el d i á m e t r o de u n círculo, y sigue s i e n d o
visible. Si se r e e m p l a z a r a la rendija d e l g a d a d e u n
e s p e c t r o s c o p i o p o r u n agujero r e d o n d o , las "rayas"
se verían c o m o m a n c h a s r e d o n d a s . Sería desventajoso, p o r q u e los círculos m á s a n c h o s p o d r í a n traslaparse. Si se hiciera el d i á m e t r o del agujero tan peq u e ñ o c o m o el a n c h o de la rendija, sería
insuficiente la luz q u e p a s a r a p o r él.
9. C u a n d o se c o m p a r a el e s p e c t r o del Sol c o n el del
e l e m e n t o hierro, las líneas del hierro se s o b r e p o n e n
p e r f e c t a m e n t e c o n ciertas líneas de Fraunhofer. Es
la p r u e b a de la p r e s e n c i a del hierro e n el Sol.
11. En la luz de las estrellas n o a p a r e c e n figuras c o n lín e a s espectrales de e l e m e n t o s q u e n o h a y a en la
Tierra. C o m o los e s p e c t r o s de la luz de las estrellas
lejanas coinciden c o n los de los e l e m e n t o s e n la
Tierra, se llega a la c o n c l u s i ó n q u e n o s o t r o s y el
universo observable e s t a m o s h e c h o s c o n los mism o s materiales. Las líneas espectrales s o n las " h u e llas dactilares a t ó m i c a s " q u e indican la p r e s e n c i a de
los m i s m o s á t o m o s c o n las m i s m a s p r o p i e d a d e s e n
todo el universo.
13. Las estrellas s o n fuentes i n c a n d e s c e n t e s e n d o n d e
los m á x i m o s de frecuencia de la radiación s o n proporcionales a la t e m p e r a t u r a . Pero la luz de los tub o s de descarga n o tiene relación c o n la t e m p e r a t u ra del gas, sino d e p e n d e de los e s t a d o s de excitación
del m i s m o . Esos estados n o d e p e n d e n de la t e m p e ratura del gas y se p u e d e n p r e s e n t a r e s t a n d o el gas
frío o caliente.
15. La excitación a t ó m i c a se ve e n los sólidos, líquidos y
gases. C o m o los á t o m o s en los sólidos e s t á n e m p a cados, la radiación p r o c e d e n t e d e ellos (y de los líquidos) se r e p a r t e e n u n a distribución a n c h a y se
p r o d u c e u n e s p e c t r o c o n t i n u o , m i e n t r a s q u e la ra214
diación p r o c e d e n t e de los á t o m o s lejanos de u n gas
llega e n lotes s e p a r a d o s q u e p r o d u c e n "líneas" discretas al difractarse e n u n a rejilla.
17. Las n u m e r o s a s líneas espectrales del e l e m e n t o hid r ó g e n o se d e b e n a los m u c h o s e s t a d o s de energía
q u e p u e d e o c u p a r el electrón ú n i c o al excitarlo.
19. La e n e r g í a "fáltame" p u e d e a p a r e c e r e n forma de
luz de otros colores, o e n f o r m a de luz infrarroja invisible. Si los á t o m o s e s t á n e m p a c a d o s , c o m o e n u n
sólido, algo de la e n e r g í a "faltante" p u e d e a p a r e c e r
e n f o r m a de calor. En ese caso, la s u s t a n c i a iluminada se calienta.
21. La fluorescencia es el p r o c e s o e n el q u e la radiación
ultravioleta de alta frecuencia (alta en