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Origen de la luz
La luz se produce cuando un átomo es expuesto a una radiación externa, la que hace que algunos electrones se exiten y salten a niveles de mayor energía, en un proceso llamado absorción, entonces el átomo queda en un estado no estable, y pronto decae ese electrón a nivel de menor energía liberando la diferencia de energía que hay entre los orbitales que se produjo el salto en forma de radiación electromagnética.
Cuando la radiación emitida tiene la frecuencia de la luz visible, podemos observar luz visible, la que va desde los 380 nm hasta los 780 nm de longitud de onda.
Lámparas Fluorescentes
Por otro lado tenemos las lámparas de tipo fluorescentes (tubos o las más pequeñas y modernasCFL). ¡Estas son mucho más interesantes! Todas estas lámparas funcionan por el mismo principio: se hace pasar una corriente de electrones libres desde un extremo del tubo al otro, y estos electrones en su camino chocan contra átomos del vapor de mercurio que las rellena:
En cada uno de estos choques ocurre algo muy interesante: el electrón libre que venía a toda velocidad pierde la energía cinética (su "velocidad") y
se la transfiere a uno de los 80 electrones que hay en cada átomo de mercurio. Según las reglas de la mecánica cuántica, un electrón solo puede aceptar ciertas cantidades (cuantos) de energía,
que coinciden precisamente con los "escalones" que tiene que escalarhacia niveles de orbitales más altos.
Se dice entonces que el electrón está "excitado", y realmente no aguanta mucho tiempo en ese estado hasta que vuelve a caer a su hueco natural. Como la energía ni se crea ni se destruye, la energía que le sobra al caer la emite en forma de un fotón, un "paquetito de luz", cuya longitud de onda o color depende exclusivamente del tamaño del escalón en la caída.
La siguiente figura te ayudará a entender todo esto para el ejemplo sencillo de un átomo de hidrógeno con un sólo electrón:
Cuantización de la energía
Aunque en un principio fue ignorado por la comunidad científica, profundizó en el estudio de la teoría del calor y descubrió, uno tras otro, los mismos principios que ya había enunciado Josiah Willard Gibbs (sin conocerlos previamente, pues no habían sido divulgados). Las ideas de Clausius sobre la entropía ocuparon un espacio central en sus pensamientos.
En 1889, descubrió una constante fundamental, la denominada Constante de Planck, usada para calcular la energía de un fotón. La ley de Planck establece que la radiación no puede ser emitida ni absorbida de forma continua, sino sólo en determinados momentos y pequeñas cantidades denominadas cuantos o fotones. La energía de un cuanto o foton depende de la frecuencia de la radiación:
E= hf
donde h es la constante de Plank y su valor es 6,62 x 10⁻³⁴ Js o también 4,13 x 10⁻¹⁵ eV. Un año después descubrió la ley de radiación del calor, denominada Ley de Planck, que explica el espectro de emisión de un cuerpo negro. Esta ley se convirtió en una de las bases de la teoría cuántica, que emergió unos años más tarde con la colaboración de Albert Einstein y Niels Börh