Mecánica Cuántica Universidad Nacional de Colombia sede Bogotá Fundamentos de Física Moderna 2016 Sergio Alejandro Sánchez Código

Definición de mecánica cuántica.  Los sistemas atómicos y las partículas elementales no se pueden describir con las teorías que usamos para estudiar los cuerpos macroscópicos (como las rocas, los carros, las casas, etc). Esto de debe a un hecho fundamental respecto al comportamiento de las partículas y los átomos que consiste en la imposibilidad de medir todas sus propiedades simultáneamente de una manera exacta. Es decir en el mundo de los átomos siempre existe una INCERTIDUMBRE que no puede ser superada. La mecánica cuántica explica este comportamiento

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).

Suposiciones mas importantes de mecánica cuántica.  La energía no se intercambia de forma continua, sino que en todo intercambio energético hay una cantidad mínima involucrada.  Al ser imposible fijar a la vez la posición y la velocidad de una partícula, se renuncia al concepto de trayectoria, vital en Mecánica clásica. En vez de eso, el movimiento de una partícula queda regido por una función matemática que asigna, a cada punto del espacio y a cada instante, la probabilidad de que la partícula descrita se halle en tal posición en ese momento (al menos, en la interpretación de la Mecánica cuántica más usual, la probabilística o "de Copenhagen"). A partir de esa función, o función de onda, se extraen teóricamente todas las magnitudes del movimiento necesarias.

Personajes representativos Werner Heisenberg Erwin Schrödinger Louis-Victor de Broglie Planck Albert Einstein

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

Es un fenómeno cuántico por el que una partícula viola los principios de la mecánica clásica penetrando una barrera de potencial o impedancia mayor que la energía cinética de la propia partícula. El electrón por tener un comportamiento o ndulatorio también tiene este fenómeno.

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