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Introducción a la mecánica cuántica

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Introducción a la mecánica cuántica

  1. 1. Introducción a la Física Cuántica Vamos a realizar una breve incursión a través del mundo de la física cuántica. Para ello realizaremos un repaso histórico sobre los principales contribuidores al desarrollo de esta teoria Autores: Francisco Vaquera y Dolores Civantos
  2. 2. Max Planck En 1900 el físico alemán Max Planck establece que la energia se radia en unidades pequeñas denominadas cuantos. La ley de Planck relaciona que la energia de cada cuanto es igual a la frecuencia de la radiación multipicada or la Constante de Planck. Esto fue la base de la teoría Cuántica.
  3. 3. Niels Borh Borhr, introdujo la teoría de las órbitas cuantificadas, que en la teoría mecánica cuántica consiste en las características que, en torno al núcleo atómico, el número de electrones en cada órbita aumenta desde el interior hacia el exterior. En 1922 recibió el Premio Nobel de Física
  4. 4. Louis-Victor de Broglie En 1924, el físico francés Louis- Victor de Broglie presenta su teoría de ondas de materia, por la que se indica que las partículas pueden exhibir características de onda y vice versa. En el planteamiento de Broglie, nació la mecánica cuántica moderna en 1925,
  5. 5. Erwin Schrödinger Schrödinger inventó la mecánica de ondas y la ecuación de Schrödinger no relativista como una aproximación al caso generalizado de la teoría de Broglie. Schrödinger posteriormente demostró que ambos enfoques eran equivalentes.
  6. 6. Werner Heisenberg En 1925, Heisenberg inventa la mecánica cuántica matricial. Uno de los resultados más llamativos es que la multiplicación de matrices no es conmutativa, por lo que toda asociación de cantidades físicas con matrices tendrá que reflejar este hecho matemático. Esto lleva a Heisenberg a enunciar el Principio de indeterminación. En 1932, poco antes de cumplir los 31 años, recibe el premio Nobel de Física por La creación de la mecánica cuántica
  7. 7. Paul Dirac Paul Dirac comienza el proceso de unificación de la mecánica cuántica con la relatividad especial proponiendo la ecuación de Dirac para el electrón. Predice el espín electrónico y ayuda a predecir la existencia del positrón. Fue pionero también en el uso de la teoría del operador.
  8. 8. El problema de la medida En mecánica cuántica el proceso de medición altera de forma incontrolada la evolución del sistema. Constituye un error pensar dentro del marco de la física cuántica que medir es revelar propiedades que estaban en el sistema con anterioridad. Cuando medimos ponemos en marcha un proceso que es indeterminable a priori, lo que algunos denominan azar, ya que habrá distintas probabilidades de medir distintos resultados. Esta idea fue y es aún objeto de controversias y disputas entre los físicos, filósofos y epistemólogos. Uno de los grandes objetores de esta interpretación fue Albert Einstein, quien a propósito de esta idea dijo su famosa frase "Dios no juega a los dados".
  9. 9. ¿Dios no juega a los dados?   Albert Einstein estaba particularmente en desacuerdo con las implicancias de la mecánica cuántica y durante muchos años mantuvo un debate público con Niels Bohr acerca de cómo interpretar los resultados de ciertos experimentos de la física cuántica. La idea de que sólo pueden calcularse probabilidades, provocaba en Einstein un cierto disgusto, que se sintetiza en su famosa frase “Dios no juega a los dados”, a lo que Bohr  respondió, “Señor Einstein, ¡deje de decirle a Dios lo que debe hacer!”
  10. 10. Ondas o partículas Planck y Einstein descubrieron que la luz se comporta como onda en ciertas circunstancias y como partícula en otras. En 1924 Louis de Broglie, un físico que además era príncipe, hizo una interesante sugerencia en su tesis doctoral. Si las ondas podían comportarse como partículas, ¿no podrían también las partículas comportarse como ondas? Para probarlo propuso un experimento: usar partículas llamadas electrones y ver si podían superponerse y difractarse como las ondas. EXPERIMENTO DE BROGLIE. ESTOS BONITOS ANILLOS MUESTRAN QUE LOS ELECTRONES-PARTÍCULAS- SE PUEDEN DIFRACTAR COMO LAS ONDAS.

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