Resumen sobre Mecánica Cuántica

Mecánica Cuántica

La mecánica cuántica es la parte de la física que estudia el movimiento de las partícul partículas as muy pequeñas pequeñas o microobj microobjetos etos.. Los fundamentos fundamentos de la mecánica mecánica cuántica fueron establecidos en 1924 por Louis de Brolie! quien descubri" la natura naturale# le#a a corpus corpuscu cular lar$on $ondul dulato atoria ria de los objeto objetoss físico físicos. s. %l concep concepto to de partícula &muy pequeña& atiende al tamaño en el cual comien#an a notarse efectos como la imposibilidad de conocer con e'actitud in(nita y a la ve# la posici"n y la velocidad de una partícula! entre otros. ) tales efectos suele denominárseles &efectos cuánticos&. )sí! la *ecánica cuántica es la que rie el movimiento de sistemas en los cuales los efectos cuánticos sean relevantes. La mecánica cuántica es la +ltima de las randes ramas de la ,ísica. -omien#a a principios del silo ! en el momento en que dos de las teorías que intentaban e'plicar lo que nos rodea! la Ley de ravitaci"n universal y la /eoría elec electr trom oma an0 n0ti tica ca clás clásic ica! a! se volv volvía ían n insu insu(c (cie ient ntes es para para e'pl e'plic icar ar cier cierto toss fen" fen"me meno nos. s. La teor teoría ía elec electr trom oma an0 n0ti tica ca ene enera raba ba un prob proble lema ma cuan cuando do intentaba e'plicar la emisi"n de radiaci"n de cualquier objeto en equilibrio! llamada adiaci"n t0rmica! que es la que proviene de la vibraci"n microsc"pica de las partículas que lo componen. ues bien! usando las ecuaciones de la electrodinámica clásica! la enería que emitía esta radiaci"n t0rmica daba 3n(nito si se suman todas las frecuencias que emitía el objeto! con il"ico resultado para los físicos. %s en el seno de la *ecánica estadística donde nacen las ideas cuánticas en 19. )l físico *a' lanc5 se le ocurri" un truco matemático6 que si en el proceso aritm0tico aritm0tico se sustituía la interal de esas frecuencias frecuencias por una suma no continua se dejaba de obtener un in(nito como resultado! con lo que eliminaba el problema y! además! el resultado obtenido concordaba con lo que despu0s era medido. ,ue *a' lanc5 quien entonces enunci" la 7ip"tesis de que la radiaci"n electroman0tica es absorbida y emitida por la materia en forma de -uantos de lu# o ,otones de enería mediante una constante estadística! que se denomin" -onstante de lanc5. 8u 7istoria es in7erente al 8ilo ! ya que la primera formulaci"n cuántica de un fen"meno fue dada a conocer el 14 de diciembre de 19 en una sesi"n de la 8ociedad ,ísica de la )cademia de -iencias de Berlín por el cientí(co alemán *a' lanc5. La idea de lanc5 7ubiera quedado muc7os años s"lo como 7ip"tesis si )lbert %ins %inste tein in no la 7ubi 7ubier era a retom etomad ado! o! prop propon onie iend ndo o que que la Lu#! u#! en cier cierta tass circunstancias! se comporta como partículas de enería independientes los cuantos de lu# o fotones:. ,ue )lbert %instein qui0n complet" en 19; las corre correspo spondi ndient entes es leyes leyes de movim movimien iento to con lo que se conoce conoce como como /eor eoría ía especial especial de la rel relativ atividad idad!! demostra demostrando ndo que el electro electroman manetis etismo mo era una teoría esencialmente no mecánica. -ulminaba así lo que se 7a dado en llamar ,ísica clásica! es decir! la física no$cuántica. nel -oyotl -oyotl ?ernánde# ?ernánde#

por 0l @7eurísticoA! para desarrollar su teoría del efecto fotoel0ctrico! publicando esta 7ip"tesis en 19;! lo que le vali" el remio obel de 1921. %sta 7ip"tesis fue aplicada tambi0n para proponer una teoría sobre el -alor especí(co! es decir! la que resuelve cuál es la cantidad de calor necesaria para aumentar en una unidad la temperatura de la unidad de masa de un cuerpo. %l siuiente paso importante se dio 7acia 192;! cuando Louis de Brolie propuso que cada partícula material tiene una Lonitud de onda asociada! inversamente proporcional a su masa! a la que llam" *omentum:! y dada por su Celocidad. oco tiempo despu0s %rDin 8c7rEdiner formul" una %cuaci"n de movimiento para las &ondas de materia&! cuya e'istencia 7abía propuesto de Brolie y varios e'perimentos suerían eran reales. La mecánica cuántica introduce una serie de 7ec7os contra intuitivos que no aparecían en los paradimas físicos anterioresF con ella se descubre que el mundo at"mico no se comporta como esperaríamos. Los conceptos de incertidumbre! 3ndeterminaci"n o -uanti#aci"n son introducidos por primera ve# aquí. )demás la mecánica cuántica es la teoría cientí(ca que 7a proporcionado las predicciones e'perimentales más e'actas 7asta el momento! a pesar de estar sujeta a las probabilidades.

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La teoría cuántica fue desarrollada en su forma básica a lo laro de la primera mitad del 8ilo . %l 7ec7o de que la enería se intercambie de forma discreta se puso de relieve por 7ec7os e'perimentales como los siuientes! ine'plicables con las 7erramientas te"ricas &anteriores& de la mecánica clásica o la electrodinámica6 %spectro de la radiaci"n del -uerpo nero! resuelto por *a' lanc5 con la cuanti#aci"n de la enería. La enería total del cuerpo nero result" que tomaba valores discretos más que continuos. %ste fen"meno se llam" cuanti#aci"n! y los intervalos posibles más pequeños entre los valores discretos son llamados quanta sinular6 quantum! de la palabra latina para &cantidad&! de a7í el nombre de mecánica cuántica:. %l tamaño de un cuanto es un valor (jo llamado constante de lanc5! y que vale6 G.G2G H1$I4 julios por seundo. Bajo ciertas condiciones e'perimentales! los objetos microsc"picos como los >tomos o los electrones e'7iben un comportamiento ondulatorio! como en la interferencia. Bajo otras condiciones! las mismas especies de objetos e'7iben un comportamiento corpuscular! de partícula! &partícula& quiere decir un objeto que puede ser locali#ado en una rei"n concreta del espacio:! como en la Jispersi"n de partículas. %ste fen"meno se conoce como Jualidad onda$partícula. Las propiedades físicas de objetos con 7istorias relacionadas pueden ser correlacionadas en una amplitud pro7ibida por cualquier teoría clásica!

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en una amplitud tal que s"lo pueden ser descritos con precisi"n si nos referimos a ambos a la ve#. %ste fen"meno es llamado %ntrela#amiento cuántico y la Jesiualdad de Bell describe su diferencia con la correlaci"n ordinaria. Las medidas de las violaciones de la desiualdad de Bell fueron de las mayores comprobaciones de la mecánica cuántica. %'plicaci"n del efecto fotoel0ctrico! dada por )lbert %instein! en que volvi" a aparecer esa &misteriosa& necesidad de cuanti#ar la enería. %fecto -ompton.

%l desarrollo formal de la teoría fue obra de los esfuer#os conjuntos de varios físicos y matemáticos de la 0poca como 8c7rEdiner! ?eisenber! %instein! Jirac! Bo7r y Con eumann entre otros la lista es lara:. )lunos de los aspectos fundamentales de la teoría están siendo a+n estudiados activamente. La mecánica cuántica 7a sido tambi0n adoptada como la teoría subyacente a muc7os campos de la física y la química! incluyendo la ,ísica de la materia condensada! la Kuímica cuántica y la ,ísica de partículas.

La rei"n de orien de la mecánica cuántica puede locali#arse en la %uropa central! en )lemania y )ustria! y en el conte'to 7ist"rico del primer tercio del 8ilo .

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