Diferencia entre revisiones de «Física/Física avanzada/Mecánica cuántica»

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Así como la Teoría de la Relatividad es la obra de una sola persona, Albert Einstein, la mecánica cuántica es la obra de muchos nombres propios: Planck, Schrödinger, Bohr, Heisemberg, De Broglie, Dirac y el mismo Einstein hicieron diferentes contribuciones a la teoría.
 
== Los problemas de la física a principios del S XX ==
 
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=== Espectroscopía ===
 
Cuando hacemos pasar la luz por un prisma, ésta se descompone en sus diferentes frecuencias en lo que denominamos un "espectro". Al examinar los espectros de luz emitida o absorbida por diferentes materiales, se observó que cada material tenía una serie de frecuencias características propias. A principios de siglo nadie podía explicar el orígen de estos espectros.
 
=== Planck, Einstein y la radiación del cuerpo negro. ===
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Planck, Einstein y la radiación del cuerpo negro. ===
 
Al calentarse un objeto de color negro, éste cambia de color en función de su temperatura debido a que emite radiación a una frecuencia determinada. A principios de siglo, se habían logrado calcular experimentalmente la frecuencia exacta a la que un cuerpo negro emite radiación en función de su temperatura. El problema es que a la manera clásica en que se interpretaba la dispersión de la energía, ésta debía producirse de manera continua y uniforme, dando lugar a una radiación de tan baja frecuencia que no podría ser visible. La solución llegó de la mano del físico Max Planck, que encontró que los resultados experimentales podían ser explicados si el material podía sólo emitir esa energía en unidades discretas que denominó "cuantos".
Einstein, que por aquella época trataba de comprender cómo la materia absorbía energía, descubrió que la idea de Planck se adecuaba perfectamente a sus problemas.
=== La naturaleza de la luz ===
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La naturaleza de la luz ===
 
A principios de siglo los físicos no parecían ponerse de acuerdo acerca de si la radiación electromagnética estaba constituída por ondas o por partículas. De acuerdo con la física clásica existen diferencias entre onda y partícula: una partícula ocupa un lugar en el espacio y tiene masa mientras que una onda se extiende en el espacio caracterizándose por tener una velocidad definida y masa nula. Sin embargo, la luz parecía compartir propiedades de ambos: por un lado podía apreciarse que estaba formada por partículas individuales y por otro lado presentaba fenómenos ondulatorios tales como la interferencia.
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donde h es la constante de Planck y p es la cantidad de movimiento (momento) de la partícula de materia.
 
=== Schroedinger y la ecuación de onda ===
 
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=== El modelo atómico de Bohr ===
 
=== El modelo atómico de Bohr
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Basándose en estos nuevos descubrimientos y en los conocimientos que Rutherford había revelado sobre la estructura del átomo, Bohr trató de construir un modelo del átomo de Hidrógeno (el más simple de todos los átomos), que diera cuenta de las líneas espectrales observadas, algo que no logró completamente, pero sí con el suficiente éxito como para convertirse en una de las referencias de la nueva física. Su brillante alumno, Werner Heisemberg, se encargaría de terminar de fraguar la revolución.
 
=== El Principio de Incertidumbre ===
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El Principio de Incertidumbre ===
 
Si existe un momento crucial en el desarrollo de la teoría cuántica, seguramente sea la noche que el joven Heisemberg pasó sin dormir sumergido en sus cálculos, noche que desembocó en una gran revelación: en nuestro empeño por comprender el mundo de lo más diminuto los seres humanos parecíamos haber topado con el límite de lo cognoscible.