Nociones Basicas De La Fisica Cuantica

Introducción:

En el presente trabajo realiza un análisis de la física cuántica que es una manera de describir el mundo. El cual es una teoría que ha dado resultados espectaculares, como la supraconducción, los transistores y los semiconductores, además de contribuir enormemente al desarrollo de la física atómica. El estudio de estos componentes básicos de la materia ha descubierto que el mundo subatómico se desenvuelve de manera misteriosa para la percepción ordinaria, y que las leyes de los objetos físicos no pueden aplicarse en el ámbito de las partículas elementales, y es de nuestro interés tener un conocimiento más amplio del mismo, ya que ésta se encuentra en nuestra vida diaria.

Teoría Cuántica

La física o Mecánica Cuántica surge de la imposibilidad de la mecánica clásica para explicar satisfactoriamente los fenómenos a una escala atómica; a ese nivel los fenómenos tienen la característica de ser estudiados por necesidad en términos probabilísticos; dado que las partículas en estudio son tan pequeñas, que el solo hecho de observarlas (para observarlas se debe "interactuar" de alguna manera con ellas, lo cual tiene a esta escala un efecto sobre su trayectoria o comportamiento) altera el fenómeno observado, por lo que no se puede conocer con exactitud en términos clásicos su posición y velocidad al mismo tiempo, por ejemplo. De lo anterior surgen ecuaciones de onda en donde las variables para definir el comportamiento de estas partículas se expresan en términos de probabilidades, lo que se conoce a su vez como incertidumbre.

Es una es la última de las grandes ramas de la física, y uno de los más grandes avances del siglo XX para el conocimiento humano, que explica el comportamiento de la materia y de la energía. Su aplicación ha hecho posible el descubrimiento y desarrollo de muchas tecnologías, como por ejemplo los transistores, componentes masivamente utilizados, en prácticamente cualquier aparato que tenga alguna parte funcional electrónica. La mecánica cuántica describe, en su visión más ortodoxa, cómo cualquier sistema físico, y por lo tanto todo el universo, existe en una diversa y variada multiplicidad de estados, los cuales habiendo sido organizados matemáticamente por los físicos, son denominados autoestados de vector y valor propio. De esta forma la mecánica cuántica puede explicar y revelar la existencia del átomo y los misterios de la estructura atómica tal como hoy son entendidos; fenómenos que la física clásica, o más propiamente la mecánica clásica, no puede explicar debidamente.

La mecánica cuántica es la base de los estudios del átomo, los núcleos y las partículas elementales (siendo ya necesario el tratamiento relativista), pero también en teoría de la información, criptografía y química.

Las técnicas derivadas de la aplicación de la mecánica cuántica suponen, en mayor o menor medida, el 30 por ciento del PIB de los Estados Unidos.

En la Mecánica Cuántica nacen las ideas cuánticas en 1900. Al físico Max Planck se le ocurrió un truco matemático: que si en el proceso aritmético se sustituía la integral de esas frecuencias por una suma no continua se dejaba de obtener un infinito como resultado, con lo que eliminaba el problema y, además, el resultado obtenido concordaba con lo que después era medido. Fue Max Planck quien entonces enunció la hipótesis de que la radiación electromagnética es absorbida y emitida por la materia en forma de cuantos de luz o fotones de energía mediante una constante estadística, que se denominó

Historia de la Mecánica Cuántica:

La teoría cuántica fue desarrollada en su forma básica a lo largo de la primera mitad del siglo XX. El hecho de que la energía se intercambie de forma discreta se puso de relieve por hechos experimentales como los siguientes, inexplicables con las herramientas teóricas "anteriores" de la mecánica clásica o la electrodinámica:

Bajo ciertas condiciones experimentales, los objetos microscópicos como los átomos o los electrones exhiben un comportamiento ondulatorio, como en la interferencia. Bajo otras condiciones, las mismas especies de objetos exhiben un comportamiento corpuscular, de partícula, ("partícula" quiere decir un objeto que puede ser localizado en una región concreta del espacio), como en la dispersión de partículas. Este fenómeno se conoce como dualidad onda-partícula.

Las propiedades físicas de objetos con historias asociadas pueden ser correlacionadas, en una amplitud prohibida para cualquier teoría clásica, sólo pueden ser descritos con precisión si se hace referencia a ambos a la vez. Este fenómeno es llamado entrelazamiento cuántico y la desigualdad de Bell describe su diferencia con la correlación ordinaria. Las medidas de las violaciones de la desigualdad de Bell fueron algunas de las mayores comprobaciones de la mecánica cuántica.

La función de onda de un electrón de un átomo de hidrógeno posee niveles de energía definidos y discretos denotados por un número cuántico n=1, 2, 3,... y valores definidos de momento angular caracterizados por la notación: s, p, d,... Las áreas brillantes en la figura corresponden a densidades elevadas de probabilidad de encontrar el electrón en dicha posición.

Explicación del efecto fotoeléctrico, dada por Albert Einstein, en que Volvió a Aparecer esa "Misteriosa" Necesidad de Cuantizar la Energía.

Efecto Compton:

El desarrollo formal de la teoría fue obra de los esfuerzos conjuntos de varios físicos y matemáticos de la época como Schrödinger, Heisenberg, Einstein, Dirac, Bohr y Von Neumann entre otros (la lista es larga). Algunos de los aspectos fundamentales de la teoría están siendo aún estudiados activamente. La mecánica cuántica ha sido también adoptada como la teoría subyacente a muchos campos de la física y la química, incluyendo la física de la materia condensada, la química cuántica y la física de partículas.

La región de origen de la mecánica cuántica puede localizarse en la Europa central, en Alemania y Austria, y en el contexto histórico del primer tercio del siglo XX.

Suposiciones más Importantes:

Interpretaciones de la Mecánica Cuántica: Las suposiciones más importantes de esta teoría son las siguientes:

Al ser imposible fijar a la vez la posición y el momento de una partícula, se renuncia al concepto de trayectoria, vital en mecánica clásica. En vez de eso, el movimiento de una partícula queda regido por

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