Mecánica Cuántica Universidad Nacional de Colombia sede Bogotá Fundamentos de Física Moderna 2016 Edward López Díaz Código

Definición de mecánica cuántica.  Sustentada en la naturaleza dual partícula/onda de la materia, la mecánica cuántica describe cómo en cualquier sistema físico existe una multiplicidad de estados resultantes de incertidumbre en la especificación completa de magnitudes observables. Los estados, habiendo sido descritos mediante ecuaciones diferenciales, son denominados estados cuánticos. De esta forma la mecánica cuántica puede explicar la existencia del espectro atómico discreto y revelar los misterios de la estructura atómica, tal como hoy son descritos; fenómenos como la difracción de electrones, que no puede explicar debidamente la física clásica o más propiamente la mecánica clásica.

Sistema cuántico.  Es un sistema que describe el movimiento de una partícula moviéndose en un ambiente de potencial. Se entiende que el ambiente de potencia es un campo generado por una partícula positiva (el protón) y una negativa que se mueve alrededor de él (el electrón).

Protagonistas de la mecánica cuántica.  Agustin Fresnel – Chistiaan Huygens  Thomas Young  Max Planck  Albert Einstein  Louis Victor de Broglie  Werner Karl Heisenberg  Erwin Schrödinger

Agustin Fresnel – Chistian Huygens  Todo punto de un frente de onda inicial puede considerarse como una fuente de ondas esféricas secundarias que se extienden en todas las direcciones con la misma velocidad, frecuencia y longitud de onda que el frente de onda del que proceden

Thomas Young  Thomas Young (13 de junio de de mayo, 1829) fue un científico inglés. Young es célebre por su experimento de la doble rendija que mostraba la naturaleza ondulatoria de la luz.  Este experimento ha sido considerado fundamental a la hora de demostrar la dualidad de onda partícula.

Max Planck  En 1900 Planck formulo que la energía se radiada en unidades pequeñas separadas denominadas “cuantos”.  La ley de radiación electromagnética irradiada por un cuerpo a una temperatura dada, denominada la ley de Planck. Fue la base para la construcción de la mecánica cuántica.  Renuncia a la física clásica e introduce la teoría del “quantum”.  Introdujo la constante universal de la naturaleza, conocida como la constante de Planck (h).  E=fh E= energía de un fotón. F= frecuencia.

Albert Einstein.

Louis-Victor de Broglie  Fue galardonado en 1929 con el Premio Nobel de Física, por su descubrimiento de la naturaleza ondulatoria del electrón, conocida como hipótesis de Broglie.

Werner Karl Heisenberg  Es conocido sobre todo por formular el principio de incertidumbre, una contribución fundamental al desarrollo de la teoría cuántica. Este principio afirma que es imposible medir simultáneamente de forma precisa la posición y el momento lineal de una partícula. Heisenberg fue galardonado con el Premio Nobel de Física en 1932.

Erwin Schrödinger Recibió el Premio Nobel de Física en 1933 por haber desarrollado la ecuación de Schrödinger. Tras mantener una larga correspondencia con Albert Einstein propuso el experimento mental del gato de Schrödinger que mostraba las paradojas e interrogantes a los que abocaba la física cuántica. Descripción matemática de las ondas estacionarias discretas que describen la distribución de los electrones dentro del átomo.

Modelo atómico de Schrödinger  El modelo atómico de Schrödinger concebía originalmente los electrones como ondas de materia. Así la ecuación se interpretaba como la ecuación ondulatoria que describía la evolución en el tiempo y el espacio de dicha onda material. Más tarde Max Born propuso una interpretación probabilística de la función de onda de los electrones. Esa nueva interpretación es compatible con los electrones concebidos como partículas cuasi puntuales cuya probabilidad de presencia en una determinada región viene dada por la integral del cuadrado de la función de onda en una región. Es decir, en la interpretación posterior del modelo, este era modelo probabilista que permitía hacer predicciones empíricas, pero en el que la posición y la cantidad de movimiento no pueden conocerse simultáneamente, por el principio de incertidumbre. Así mismo el resultado de ciertas mediciones no están determinadas por el modelo, sino solo el conjunto de resultados posibles y su distribución de probabilidad.

Ecuación de Schrödinger

La paradoja del gato de Schrödinger  Es un experimento imaginario planteado en 1935 por Schrödinger para exponer una de las interpretaciones más contraintuitivas de la mecánica cuántica. Schrödinger ideó el siguiente experimento mental:  Imagina un gato encerrado en una caja opaca con un dispositivo en su interior que contiene un sistema cuántico formado por una partícula radiactiva con una probabilidad de desintegrarse del 50%, de tal forma que si se desintegra acciona un mecanismo que libera un veneno mortal contenido en un frasco que mataría al gato.  Esto quiere esto decir que mientras no observemos el gato está vivo y muerto a la vez

Referencias  29/05/  29/05/  29/05/ /05/2016  muerto.html 29/05/ muerto.html