Universidad Nacional de Colombia

Presentación del tema: "Universidad Nacional de Colombia"— Transcripción de la presentación:

1 Universidad Nacional de Colombia
Departamento de Ingeniería Química y Ambiental Curso de Física III W. Esteban Bautista Triana G8N5 Luis F. Hernández Villa G7N11

2 Antecedentes De Broglie se basó en los fenómenos observados en el Efecto fotoeléctrico, desarrollado por Albert Einstein. Para explicarlo Einstein proponía que en determinados procesos las ondas electromagnéticas que forman la luz se comportan como partículas. Conoce mas donde es la frecuencia de la onda luminosa y la constante de Planck Fuente:

3 Proceso de desarrollo de ideas
Fuente:

4 Idea Innovadora El físico teórico francés De Broglie se preguntó que por qué no podría ser de manera inversa, es decir, que una partícula material pudiese mostrar el mismo comportamiento que una onda. “Toda la materia presenta características tanto ondulatorias como corpusculares comportándose de uno u otro modo dependiendo del experimento específico.”

5 Longitud de onda de De Broglie
El científico francés Louis De Broglie, propuso la teoría de asociar una longitud de onda (Onda no electromagnética) a las partículas que poseían una cantidad de movimiento (p = m*v) h es la constante de Max Planck= 6,63 * 10(-34) J-s m es la masa de la partícula v es la velocidad de la partícula ( Dieppe, Francia, 15 Agosto de † Paris, Francia, 19 Marzo de 1987). La función de onda puede ser descrita como una línea matemática ampliada. Ella guía el movimiento de las partículas en mecánica cuántica, en el mismo sentido que las trayectorias lineales guían el movimiento de las partículas en la mecánica clásica. Fuente:

6 Ejemplo Un electrón con una energía de 13,6 eV, que concierne a la de enlace de n = 1 electrón en el hidrógeno, y corresponde a la energía típica de los electrones en los átomos. Esta energía es pequeña comparada con la masa del resto del electrón, así que podemos calcular el momento clásico: en que substituyendo K = 13.6 eV, encontramos una longitud de onda de De Broglie de 0,33 nm = 3,3 ángstrom. Se trata de una cifra pequeña, pero en relación a las dimensiones atómicas es detectable y medible. Fuente:

7 Comprobación práctica
George Paget Thomson Clinton Joseph Davisson & Lester Halbert Germer Universidad de Aberdeen, Escocia hizo pasar un haz de electrones a través de una delgada capa de metal y observó los patrones de interferencia predichos por De Broglie. Laboratorios Bell hicieron pasar un haz de electrones a través de una rejilla cristalina y reportaron patrones predichos por De Broglie Fenómeno de difracción de electrones (Fenomeno propio de ondas)

8 Diseño del experimento
Se encontraron patrones de difracción, reflexión e interferencia con las partículas (e-) – Como lo había predicho De Broglie -. Rayos X E V.ac Filamento de Tungsteno (W) Electrones acelerados por un campo eléctrico. Colimador de partículas Cámara de vacio Fuente grande de voltaje.

9 Lo que se puede ver con el experimento
LEY PROPUESTA POR FENÓMENO OBSERVADO Georg Simon Ohm Un Voltaje (V) y una Resistencia (R) generan una corriente (I) V = I*R James Prescott Joule El flujo de corriente electrica a través de una resistencia produce calor Q = I * R *t Owen Willans Richardson la densidad de corriente emitida se relaciona con la temperatura según la ecuación: J = AT2e( − W / kT) Charles-Augustin de Coulomb El voltaje en un medio donde actúa un campo eléctrico constante, esta dado por el campo y la distancia. E=V/D Isaac Newton La fuerza que actúa sobre un cuerpo es directamente proporcional al producto de su masa y su aceleración F = m*a

10 Continuación del Conocimiento
Louis de Broglie se atrevió a proponer que si bajo ciertas condiciones la luz manifestaba un carácter corpuscular era esperable que las partículas, en ciertas circunstancias, manifestaran un carácter ondulatorio. Nació así la idea de las ondas de materia A partir de allí, Heisenberg en 1925 formuló una teoría, la mecánica cuántica, basada exclusivamente en magnitudes observables. Y debido a los conceptos introducidos po De Broglie, La trayectoria del electrón en el átomo pasó a ser un concepto obsoleto e inútil. La nueva mecánica cuántica tenía una cualidad fundamental: sus predicciones eran probabilistas. La física aceptaba, por primera vez, al indeterminismo como una propiedad esencial de la naturaleza. En 1927 Heisenberg demostró que su teoría (o la equivalente propuesta por Schrödinger en 1926) obedecía el principio de incertidumbre: cuanto mayor es la precisión. con que se conoce la posición.de una partícula, menor será la precisión con que se puede conocer su velocidad (y viceversa). Dx: Incertidumbre en la posición. Dp: Incertidumbre en la cantidad de movimiento. h: Constante de Planck / 2 pi.

11 Werner Karl Heisenberg
Heisenberg ,un físico de 20 años, expreso que su carrera comenzó en un encuentro con Bohr donde este le dijo que los átomos no eran cosas. Entonces Heisenberg  se preguntaba ¿de qué sirve hablar de trayectorias invisibles para electrones que se desplazan dentro de átomos también invisibles? (Wurzburgo, Alemania, 5 Diciembre de 1901 – Múnich, 1 de Febrero de 1976). Físico alemán. Fuente:

12 Idea Innovadora “La trayectoria existe desde el momento en que la observamos.” En otras palabras: No es posible conocer el valor de las magnitudes físicas que describen a la partícula antes de ser medidas. Por lo tanto es falso asignarle una trayectoria a una partícula. Todo lo más que podemos es decir que hay una determinada probabilidad de que la partícula se encuentre en una posición más o menos determinada. Además, medir requiere de una interacción de dos sistemas: El de medición y el que se mide, teniendo como resultado que no se pueda medir simultáneamente y con infinita precisión un par de magnitudes conjugadas. Fuente: