Fisica Cuantica

ANALISIS DE LA TEORIA RELATIVISTA Y LA TEORIA CUANTICA

INTRODUCCION:

Primero presentare una parte de la historia de esta teoría, pues la mecánica cuántica comenzó a principios del siglo XX, con una revolución filosófica natural, de la cual destacaron dos grandes teorías, la ya mencionada y la relativista. La mecánica cuántica o teoría cuántica, es uno de los mas grandes descubrimientos de la física, pues para que esta se llevara a cabo, se necesitó la colaboración de muchas mentes brillantes, personas que veían la teoría clásica como algo muy importante pero quizás también, una teoría muy incompleta, porque dejaba en duda, muchos fenómenos que ocurrían. Se desarrollo aproximadamente en 30 años, lo que la hace ser una de las teorías que mas tardaron en asimilarse, pues al principio de haberse desarrollado, los mismos creadores aun tenían muchas dudas sobre el funcionamiento o la aplicación de dicha teoría. Si comparamos esta teoría con la relativista, nos daremos cuenta que muchos científicos, la creyeron más aceptable que la cuántica, pues eran descubrimientos de los que aun dudaban, al ser completamente nueva, y por lo tanto, la rechazaron. Aun sabiendo que ambas teorías no pretendían seguir los postulados de la teoría newtoniana, si no, por el contrario, pretendía romper estas bases y las premisas de ella.

DESARROLLO:

Se dice que al principio, ambas teorías se creían, que eran completamente contrarias al sentido común y a las experiencias diarias.

Cabe mencionar una parte importante en el desarrollo de la mecánica cuántica, la mecánica estadística, ya que con ella se logro explicar, mediante el uso de métodos estadísticos, en conjunto con las leyes de la mecánica, las leyes que describían a la termodinámica, y fue precisamente en ella, donde nacen las primeras ideas cuánticas.

Es Max Plank quien en 1900 enuncia que la distribución estadística de la frecuencia de la radiación de un cuerpo negro, y es ahí cuando toma el concepto de cuantos de luz, mejor conocidos como fotones, es posible que este enunciado de Plank, hubiese quedado solo como hipótesis, de no ser por Albert Einstein, quien lo retomo al parecerle muy interesante, y con ella misma, propuso que “la luz se debe de tratar como un conjunto de partículas independientes de energía, que se comportan como las partículas de un gas” , y así, con esta propuesta, desarrollo, su teoría del efecto fotoeléctrico, la cual publico en 1905, y gracias a ella obtuvo el premio nobel en 1921. Esta teoría, comenzó a desarrollarse como un gigantesco rompecabezas, pues aunque se tenían demasiadas ideas, no era posible fundamentarlas de manera coherente. Es así, como se dice que el área en la que puede desarrollarse esta teoría, es muy amplia, tan enorme, que es posible que un científico solo, siendo aun el mejor, no podría resolver o entender la cantidad de problemas o situaciones en donde esta se puede aplicar.

Pero debido a que se encontraron pruebas en situaciones cotidianas, de que la teoría newtoniana, o relativista, no podía resolver, uno de ellos, el principal, fueron los datos del calor específico. Otro de los problemas no resueltos, fueron los de las líneas espectrales de los elementos vistas por Wollaston en 1802, y medidas con más exactitud por Fraunhofer en 1814. Es en 1885, cuando Johann Balmer, encontró una fórmula que coincidía exactamente con las líneas más intensa s del espectro, pero sinceramente, eso significaba nada.

Así fue como otro problema, aun más grande, desafiaba cualquier teoría física, el descubrimiento de los rayos X y de la radiactividad.

Aunque regresando al as línea espectrales, se elaboraron muchas investigaciones, hasta que vino una pista para resolver esas dificultades , desde un lugar inesperado, pues vinieron de un intento de encontrar una ecuación satisfactoria para la distribución espectral de la radiación del cuerpo negro.

Lo más interesante para mi, acerca de estas teorías fue lo del efecto fotoeléctrico; pues mencionaban puntos de vista diferentes: la clásica decía que en una luz que incidiera baja intensidad debería esperar algunos minutos para que el electrón pudiera absorber la cantidad necesaria de energía y así poder escapar, y la otra mencionaba que la radiación ponía en movimiento a los electrones que estuvieran cerca de la superficie metálica.

Sin embargo, e independientemente de lo enunciado por ambas teorías, los experimentos demostraban que la emisión comenzaba casi al instante, una vez que la luz se prendía.

De igual manera, un principio muy interesante, debido a su explicación y su forma sencilla de verificar, es el de la radiación del cuerpo negro, el cual es uno de los procesos para transferir el calor. Los objetos que absorben bastante bien la radiación también son buenos emisores, y en un cuerpo cuya superficie sea perfectamente negra, también es un emisor perfecto de calor. Y el hecho de que sea negra, quiere decir que es también un absorbedor perfecto.

De aquí viene un experimento que menciona el autor del libro de fundamentos de física: cuando un objeto se calienta, no solo radia más fuertemente, sino que también su color cambia considerablemente, un ejemplo casero puede ser el de un tostador, pues al acercar la mano a él, se siente un gran calor irradiado por el elemento, y casi toda la energía es imperceptible a nuestros ojos, y a medida que va incrementando su temperatura, el color va cambiando, puede pasar del rojo a un color naranja, incluso, llegar hasta un amarillo o blanco intenso, como en el caso de los focos, debido a su altísima temperatura.

Nota: Usando el concepto de radiación cuantizada, Einstein explico satisfactoriamente algunas características raras de la emisión fotoeléctrica, especialmente ciertas observaciones experimentales de algunos físicos o investigadores.

Acerca de los rayos X, hay una información que me llamo la atención, pues trata de o siguiente: el profesor

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