Fisica cuantica relatividad

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Cuántica y Relatividad TOE’s (Teorías del Todo)

Lander López Icedo José María Porro Azpiazu Erik Torróntegui Muñoz Miguel García Echevarría UPV/EHU, Leioa 1º Físicas Fundamentos de Química Mayo 2004

-1-

Índice
Mecánica Cuántica
Introducción a la Mecánica Cuántica Cronología de la Mecánica Cuántica
Max Planck: Radiación del cuerpo negro: el Cuanto
Números cuánticos Teoría delquantum de acción de Planck

5
6 7
8
9 10

Einstein: efecto fotoeléctrico Bohr: Postulados y modelo atómico
Modelo atómico de Bohr

12 13
15

Louis de Broglie: dualidad onda-corpúsculo
Dualida onda-corpúsculo

17
19

Wolfrang Pauli: Principio de Exclusión
Principio de Exclusión

22
24

Erwin Schrödinger: Ecuación de Onda
Ecuación de Onda El gato de Schrödinger

25
26 32Modelos Atómicos Heisenberg: Principio de Incertidumbre
Principio de Incertidumbre

34 35
36

Paul Dirac y la antimateria

39

Relatividad
Relatividad de Galileo-Galilei
Introducción Vida y obra de Galileo-Galilei
Contribuciones más importantes a la Ciencia

41
42
43 43
46

Teoría de la Relatividad de Galileo
Todos los sistema de referencia son válidos Desarrollo matemático47
47 51

Relatividad de Isaac Newton
Pequeña Biografía de una gran Vida La base de la Mecánica: las Leyes de Newton

54
55 57

-2-

1ª Ley del Movimiento (de la inercia) 2ª Ley del Movimiento (fundamental) 3ª Ley del Movimiento (de acción-reacción)

57 58 59

La Ley de Gravitación Universal
Debilidades de la teoría
Espacio y Tiempo absolutos Gravedad instantánea EquilibrioInfinito El Éter La Luz

60
61
61 62 62 62 63

Y la Luz…

63

Electromagnetismo
La Luz
Naturaleza de la Luz
Teoría corpuscular de Newton Teoría ondulatoria de Huygens Teoría ondulatoria de Fresnel Teoría Electromagnética de Maxwell Naturaleza cuántico-corpuscular de Einstein Naturaleza dual de la Luz

65
66
66
66 67 67 68 68 69

Fenómenos luminosos
Propagación rectilínea de la LuzReflexión y Refracción Dispersión Interferencia

69
69 70 70 71

Experimento de Young
Difracción Polarización

72
72 72

Velocidad de la Luz
Método de Galileo (terrestre) Método de Roemer (astronómico) Método de Fizeau (terrestre) Método de Foucault (terrestre) Velocidad Real

73
73 74 74 75 76

Electromagnetismo
Introducción Breve historia del Electromagnetismo
Ecuaciones deMaxwell Importancia y problemas de las fórmulas

76
76 76
80 81

La búsqueda del Éter

82

Relatividad de Albert Einstein
De nuevo, pequeña biografía de una gran vida Teoría de la Relatividad Restringida o Especial
El Principio Universal de la Relatividad

85
86 90
92

-3-

El problema del Éter

95

La independencia de la velocidad de la Luz Equivalencia de masa y energíaRed Espacio-Tiempo

96 97 99

Teoría de la Relatividad General
Principio de Equivalencia Consecuencias de la Teoría Curvatura de la red espacio-tiempo

101
102 105 108

TOE’s (Teorías del Todo)
Relatividad y Cuántica… ¿incompatibles? Supergravedad Teoría de Kaluza-Klein Supercuerdas y Teoría M

110
111 114 118 120

-4-

Mecánica Cuántica

-5-

Introducción a la MecánicaCuántica
Según esta nueva concepción de la mecánica, la radiación, caracterizada anteriormente por su continuidad, se reducía a gránulos materiales (cuantos) o cantidades discretas de energía. No obstante, al definir estados estacionarios del electrón, se le atribuía a éste un simultáneo carácter ondulatorio: a la cantidad de movimiento del electrón había que hacer corresponder una longitud de onda,con lo cual la constante de Planck, que había servido para introducir el carácter corpuscular en la teoría de la radiación, permitía trasladar también la naturaleza ondulatoria a los corpúsculos materiales. La concepción tradicional del electrón, que lo consideraba como una simple carga puntual en un medio sin estructura, quedaba descartada y había que aceptar, por el contrario, que el electrón...
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