UNIVERSIDAD NACIONAL DE BARRANCA FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA EN INDUSTRIAS ALIMENTARIAS
MONOGRAFÍA PRINCIPIO DE INCERTIDUMBRE
ALUMNO: ATENCIA ORTIZ, YAN ALEXANDER
ASESOR:
Ing. Ronald Rodríguez Espinoza INGENIERO QUÍMICO – Registro Registro C.I.P. N° 95579
BARRANCA - PERÚ 2017
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PRINCIPIO DE INCERTIDUMBRE
DEDICATORIA Este trabajo va dedicado a mis padres, por ser el motivo de mi existencia, por su apoyo y sacrificio que me brinda en todo momento para ser un profesional. Dedico también a mi Profesor de Química General, Ronald Rodríguez por la guía y orientación prestada, así lograr el presente trabajo.
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PRINCIPIO DE INCERTIDUMBRE
CONTENIDO DEDICATORIA ....................................................................................................1 RESUMEN ...................................................................................... .....................3 I.
INTRODUCCIÓN...................................................................................... .....4
II. PRINCIPIO DE INCERTIDUMBRE ................................................................5 III. RELACIÓN DE INDETERMINACIÓN DE HEISENBERG ..............................6 IV. CONCLUSIÓN...............................................................................................9 V. BIBLIOGRAFÍA............................................................................................10
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RESUMEN El principio de incertidumbre significa que el universo es más complejo de lo que se suponía, pero no irracional. Es importante insistir en que la incertidumbre no se deriva de los instrumentos de medida, sino del propio hecho de medir con los aparatos más precisos imaginables, la incertidumbre en la medida continúa existiendo así cuanto mayor sea la precisión en la medida de una de esta magnitud mayor será la incertidumbre en la medida de la otra variable complementaria. Heidelberg demostró que no nos será posible idear un método para localizar la posición de la partícula subatómica mientras no estemos dispuestos a aceptar la incertidumbre absoluta respecto a su posición exacta. Es un imposible calcular ambos datos con exactitud al mismo tiempo. Según el principio de incertidumbre, ciertos pares de variables físicas, como la posición y el momento (masa por velocidad) de una partícula, no pueden calcularse simultáneamente con la precisión que se quiera
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I.
INTRODUCCIÓN
Considero de mucha importancia este principio, debido a la naturaleza del mismo, en este trabajo se describe de la manera más practica todas las características del mismo, aunque a veces se piense que no es necesario, puede servir en muchas ocasiones para delatar algo, o simplemente para justificarlo. El Principio de Incertidumbre de Heisenberg es sin duda algunos unos de los enigmas de la historia, debido a que este menciona que "Lo que estudias, lo cambias", entonces, si esto es cierto. El principio de incertidumbre plantea algo novedoso para la ciencia dela época la posibilidad de que algo no sea exacto. Es curioso escuchar al go así como “principio”, que está más bien asociado a una ley o a una certeza, seguido de la palabra “incertidumbre”, más asociada a algo dudoso s uena paradójico pero esta paradoja es
la que hace interesante la mecánica cuántica. (Werner Heisenberg, 1927) La primera parte en el desarrollo de la presente monografía, corresponde al capítulo titulado “principio de incertidumbre”, en este capítulo vamos a definir los conceptos básicos de los autores. El segundo capítulo lleva por nombre “relación de indeterminación de Heisenberg ”, aquí determinaremos las diferentes formas de incertidumbre.
Objetivos: Objetivo General
Describir los diferentes conceptos y fundamentos del principio de incertidumbre.
Objetivos Específicos
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Determinar en qué consiste la relación de indeterminación de Heisenberg
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II. 2.1.
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DEFINICIÓN El principio de incertidumbre desarrollado por Heisenberg (1927), postula que es imposible conocer conjuntamente con exactitud, la posición y la velocidad de una partícula. Cuanto mayor sea la precisión con que determinamos la posición, menor será la de su velocidad. Heisenberg calculó la magnitud de esa inexactitud de dichas propiedades y con ello definió el “principio de incertidumbre”, por el cual
recibió el Premio Nobel de física. El punto central de la física cuántica es el concepto de incertidumbre. La palabra incertidumbre está en todas partes y por ello la teoría quántica tiene una estructura fundamentalmente probabilística es decir basada en la incertidumbre. Heisenberg había presentado su propio modelo de átomo renunciando a todo intento de describir el átomo como un compuesto de partículas y ondas. Pensó que estaba condenado al fracaso cualquier intento de establecer analogías entre la estructura atómica y la estructura del mundo. Prefirió describir los niveles de energía u órbitas de electrones en términos numéricos puros, sin la menor traza de esquemas. Como quiera que usó un artificio matemático denominado "matriz" para manipular sus números, el sistema se denominó "mecánica de matriz". (Werner Heisenberg, 1927)
El principio de incertidumbre, según Einstein, resultó ser muy útil, pues significó que en un proceso subatómico se podía violar durante breves lapsos la ley sobre conservación de energía siempre y cuando se hiciese volver todo al estado de conservación cuando concluyesen esos períodos: cuanto mayor sea la desviación de la conservación, tanto más breves serán los intervalos de tiempo tolerables. (Einstein, 1932).
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III.
RELACIÓN DE INDETERMINACIÓN DE HEISENBERG En mecánica cuántica, la relación de indeterminación de Heisenberg o principio
de incertidumbre establece la imposibilidad de que determinados pares de magnitudes físicas observables y complementarias sean conocidas con precisión arbitraria. Sucintamente, afirma que no se puede determinar, en términos de la física cuántica, simultáneamente y con precisión arbitraria, ciertos pares de variables físicas, como son, la posición y el momento lineal (cantidad de movimiento) de un objeto dado. En otras palabras, cuanta mayor certeza se busca en determinar la posición de una partícula, menos se conoce su momento lineal y, por tanto, su masa y velocidad. Este principio fue enunciado por Werner Heisenberg en 1925.
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3.1.
¿EN QUÉ CONSISTE EL PRINCIPIO DE INDETERMINACIÓN DE HEISENBERG? El llamado principio de incertidumbre o principio de indeterminación, según el
cual es imposible medir simultáneamente, y con precisión absoluta, el valor de la posición y la cantidad de movimiento de una partícula. Esto significa, que la precisión con que se pueden medir las cosas es limitada, y el límite viene fijado por la constante de Planck.
: Indeterminación en la posición : Indeterminación en la cantidad de movimiento h: constante de Planck (h=6,626 · 10 -34 J · s) El principio de indeterminación de Heisenberg explica que, si en un instante dado hay una gran certeza para conocer el momento lineal de un electrón, habrá una gran incertidumbre en conocer su posición; y viceversa. Esta indeterminación es inherente al proceso de medición. Para medir la posición del electrón se emplea una radiación luminosa para que, cuando choque con el electrón, este la refleje y pueda así verse. Pero al chocar el fotón con el electrón la colisión misma produce un cambio en la velocidad de este último y, por tanto, en su momento.
Según el principio de indeterminación de Heisenberg, se tiene:
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Si se supone que la masa del electrón está bien definida y es m = 0,91096 · 10 30 Kg.
Puede observarse, a partir de este resultado, como conocer la posición del electrón con una buena precisión (0,01 Å) supone una indeterminación en la medida simultanea de su velocidad de 2,1 · 108 Km · h-1, es decir, la indeterminación en la medida de la velocidad del electrón es del mismo orden, o mayor, que las propias velocidades típicas de estas partículas.
3.2.
PROBABILIDAD
Al no poder conocerse con exactitud la posición y el momento de un electrón, surge el concepto de probabilidad: a menor indeterminación, el intervalo de error es menor y la probabilidad es mayor. Hablar de una mayor probabilidad de encontrar al electrón en una posición es lo mismo que decir que la densidad electrónica es mayor en dicha posición. Es decir, la densidad electrónica es proporcional a la probabilidad de que el electrón se encuentre en una posición . ( Esteban, S. & Navarro, R. 2010). Heisenberg obtuvo el premio Nobel de física en 1932, gracias a las grandes aportaciones que dio a la mecánica cuántica. Su principio de incertidumbre jugó un papel importante, no solo en la ciencia, sino también en el avance del pensamiento filosófico actual.
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IV.
CONCLUSIÓN
En conclusión, el principio de incertidumbre desempeñó un importante papel en el desarrollo de la mecánica cuántica y en el progreso del pensamiento filosófico moderno y es imposible conocer la posición exacta y el momento lineal de una partícula simultáneamente.
El principio de incertidumbre nos dice que hay un límite en la precisión con el cual podemos determinar al mismo tiempo la posición y el momento de una partícula.
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V.
BIBLIOGRAFÍA
Esteban, S. & Navarro, R. (2010). Química general: volumen I. Madrid: Editorial UNED.
Recuperado
el
21
de
diciembre
2017,
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https://www.saberespractico.com/ciencia/principio-de-indeterminaciono-incertidumbre-de-heisenberg/. Werner, K. Heisenberg (1927). Principio de incertidumbre . Recuperado el 21 de diciembre
2017,
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https://quimica.laguia2000.com/general/principio-de-
incertidumbre-de-heisenberg Galindo, A.; Pascual, P. (1978). Mecánica Cuántica. Madrid: Alhambra Recuperado
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diciembre
http://www.eis.uva.es/~qgintro/atom/tutorial-10.html.
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2017,
de
