Mecánica cuántica Universidad Nacional de Colombia sede Bogotá. Fundamentos de física moderna. Gustavo Javier Muñoz López. Cód: 25441161 Mecánica cuántica

Micro-universo Con la física clásica se tuvo un problema al intentar explicar los fenómenos por los que se explicaría un universo microscópico, la luz, las partículas, las ondas… En 1924 Louis De Broglie hace un descubrimiento fundamental, que marca una sección entre la física clásica y la física moderna, donde la mecánica cuántica es el método que explica el movimiento de todas las partículas microscópicas.

Mecánica cuántica Por ende al intentar explicar el movimiento de las partículas microscópicas habrá que tener en cuenta un principio de la materia muy importante, el cual es el principio de incertidumbre de Heissemberg, el cual establece que cuando hay una partícula en movimiento, de esta podemos conocer su posición o velocidad en un momento dado, pero no las dos al mismo tiempo.

Sistema cuántico Cuando hay una partícula cargada, esta generará un campo eléctrico en su entorno o ambiente, si hay otra carga que se mueve en este ambiente potencial tendremos entonces un sistema cuántico, esto pasa por ejemplo en un átomo, donde el electrón esta sumergido en un ambiente potencial, que es formado por el protón y su campo eléctrico.

Albert Einstein Albert Einstein fue un físico y judío alemán del siglo XIX y XX (nació el 14 de marzo de 1879 y murió el 18 de abril de 1955) conocido principalmente por el desarrollo de la teoría de la relatividad (especial y general) y la explicación teórica del movimiento browniano y el efecto fotoeléctrico. Algnos resultados de sus estudios son el efecto fotoeléctrico, la teoría de la relatividad y la equivalencia masa-energía (E = mc²). El primero le valió el Premio Nobel de Física del año 1921, el segundo el grado de doctor y los dos últimos le consagrarían, con el tiempo, como el mayor científico del siglo XX.

Planck En el año 1900 formuló que la energía se radia en unidades pequeñas separadas denominadas "cuantos". Estudiando la radiación emitida por el llamado "cuerpo negro", para poder explicarla tuvo que renunciar a a la física clásica e introducir la teoría del "quantum", que al principio ni él mismo entendía, pero llegó a descubrir la constante universal de la naturaleza, que se conoce como la Constante de Planck, estableciendo que la energía de cada "quantum" es igual a la frecuencia de la radiación, multiplicada por la constante universal.

Louis-Victor de Broglie Intentó racionalizar la doble naturaleza de la materia y la energía, comprobando que las dos están compuestas de corpúsculos y tienen propiedades ondulatorias. Gracias a su descubrimiento de la naturaleza ondulatoria de los electrones (1924), recibió el Premio Nobel de Física en 1929.

Erwin Schrödinger Su aportación más importante a la física fue el desarrollo de una descripción matemática de las ondas estacionarias discretas que describen la distribución de los electrones dentro del átomo. Demostró que su teoría, editada en 1926, era el equivalente en matemáticas a las teorías de mecánica matricial que había formulado el año anterior el físico alemán Werner Heisenberg. La unión de estas teorías constituyeron la base de la mecánica cuántica.

Ecuación de Schrödinger y‘‘ + k2 y = 0 la ecuación de onda de Schrödinger, que matemáticamente es una ecuación diferencial de segundo grado, es decir, una ecuación en la cual intervienen derivadas segundas de la función Y Al resolver la ecuación diferencial, se obtiene que la función y depende de una serie de parámetros, que se corresponden con los números cuánticos, tal y como se define en el modelo atómico de Bohr.

Werner Heisenberg En 1925 inició el desarrollo de un sistema de mecánica cuántica, denominado mecánica matricial, en el que la formulación matemática se basaba en las frecuencias y amplitudes de las radiaciones absorbidas y emitidas por el átomo y en los niveles de energía del sistema atómico. Postuló en 1927 la relación de incertidumbre, y formuló, junto a Wolfgang Pauli, la teoría cuántica de los campos de ondas.