Jorge A. Madera Ruiz

MECÁNICA CUÁNTICA
POR RUBÉN TREVIÑO
SOCIEDAD ASTRONÓMICA DEL PLANETARIO ALFA

O EN OTRAS PALABRAS …
¿QUÉ ESTÁN FUMANDO?

Esta conferencia llega a Usted gracias a
www.astronomos.org

“No tomen esta platica demasiado en serio . . . Solo
relajense y disfrutenla. Voy a decirles como se
comporta la naturaleza. Si ustedes solamente aceptan
que la naturaleza se comporta así, van a ver quees
algo fascinante y encantador. No se la pasen
preguntandose “¿Pero cómo puede ser así?" porque
entonces se encontrarán...en un callejón sin salida, del
que nadie ha podido escapar todavia. Nadie sabe
porqué es así.“
Richard Feynman

Mecánica Cuántica

Teoría de la física moderna que
estudia la absorción y emisión de
energía por parte de la materia,
así como el movimiento de laspartículas atómicas

Energía y Materia
La energía es un
fenómeno continuo y se
da en forma de ondas
(ie.:radiación)
La materia ocupa un
lugar específico en el
espacio y se da en forma
de partículas (ie.:arena)

NATURALEZA DE LA LUZ

La Pelea del Siglo

Corpuscular

Sombras recortadas
Propagación: En línea recta
Reflexión: Rebote
Refracción: Más rápido

¿Más Rápido?
¿Quépasa al cruzar dos rayos
de luz?
Isaac Newton

Ondulatoria
Los rayos podrían cruzarse
Refracción: Más Lento
Diferentes refracciones por
color (dif. long. de onda)
¿Propagación?
¿Sombras recortadas?
¿Viajan por el vacío?
Christian Huyghens

Un Siglo de Peleas

Newton tenia más seguidores, principalmente por su
gran prestigio

Thomas Young

Incluso calculó la longitud de
ondade la luz

Radiación Electromagnética
Toda radiación
electromagnética
cumple con la siguiente
ecuación
f λ=c
Por lo tanto la luz es
una radiación
electromagnética
James Clerk Maxwell

Knock-out: Ondulatoria
Propagación
Reflexión
Refracción
Interferencia
Sombras recortadas
Viajar por el vacío
Velocidad constante

Salvado por la Campana
Al aumentar la temperatura, seaumenta la cantidad de energía
radiada
Al aumentar la temperatura, se
incrementa la intensidad de los
colores azules
¿Qué dice Maxwell?
Maxwell predice la “Catástrofe
Ultravioleta”

Max Plank: Padre de la Física
Quántica
Energía de los cuerpos negros: E=hf
Encontró h= 6.63 x 10-34 Js (constante de
Plank)

Implicaciones
La energía total cambia discretamente
(Quantos)
Esta energía seemite en fotones que son
partículas … especuló que dichas
partículas desaparecen rápidamente

Efecto Fotoeléctrico: La Luz
como Partícula

Experimento de Phillip Lenard
(Antes por H Hetz)
Maxwell no lo explica

Explicación de Einstein
usando la física quántica
de Plank

La Luz como Onda
E=mc2=mcc
E=pc
c=fλ
E=hf
hf=pfλ
h/p=λ

Louis de Broglie

Propiedades Duales delFotón

Propiedad Dual del Fotón

Si, partícula …. Pero:
Sin masa
Con frecuencia
Con longitud de onda

¿Una planta con piernas?

ALTO !!!

Análisis del Espectro de la
Radiación

Estructura del Átomo
JJ Thompson descubrió el electrón
E Rutherford descubrió el protón
E Rutherford descubrió que el
núcleo esta formado de protones,
y los electrones forman una nube
James Chadwickdescubrió el
Neutrón
Ley de Coulomb en lugar de Ley de
Newton
Ernest Rutherford

Estructura del Átomo
Maxwell dice que este modelo
no puede existir:
Una carga eléctrica acelerada
radiará energía, colapsando el
electrón
Dicha radiación se vería como
un espectro continuo

Estructura del Átomo
Usando las ideas de Plank, Bohr
asumió:
Un electrón no emite radiación, si
está en unaorbita elíptica (para
evitar a Maxwell)
Solo se permiten algunas orbitas
discretas (líneas en el espectro)
Un electrón emite o absorbe
energía, solo cuando cambia de
orbita (introducir el fotón)
Niels Bohr

Estructura del Átomo
Definiciones de Bohr
¿Por qué usar a Plank? … porque
da resultados correctos
Números cuánticos principales: 1=K,
2=L, 3=M, …
Por ser elipses: n = número...