Conceptos Fundamentales En Mecánica Cuántica

* Discuta los conceptos de cuantización, reglas de selección, degeneración, sustancia, correspondencia entre los sistemas clásicos y los cuánticos, complementariedad entre comportamiento ondulatorio y comportamiento corpuscular, valores de expectación, variables ocultas, determinismo y localización. (Siempre incorpore la aplicación de estas ideas en los sistemas clásicos )

La MecánicaCuántica logra explicar las regularidades y leyes del micromundo (en los límites de 10-6 a 10-13 cm). Esto se ha reflejado en su utilización en la tecnología, como por ejemplo: en la espectroscopía, en los microscopios electrónicos, en los semiconductores, en la energía atómica, etc.
Las leyes de la Mecánica Cuántica son contradictorias con la experiencia diaria habituada a los procesos macróscopicosque se describen con la ayuda de la Mecánica Clásica, y por ende los nuevos conceptos físicos que se introducen en la misma sólo se llegan a dominar con su reiterada aplicación.
Estos tienen su origen en las ideas de Max Planck para explicar el espectro de radiaciòn del cuerpo negro: la emisiòn y absorciòn de radiciòn por la materia no se efectuaba en forma continua, sino en forma discontinua, encantidades finitas llamadas cuantos de radiaciòn (a tales cuantos se les llamò posteriormente fotones). Supuso, ademàs, que la energìa E de cada cuanto es proporcional a la frecuencia ν de la radiaciòn (monocromàtica):
E=hν
Albert Einstein explicò satisfactoriamente el efecto fotoelctrico, suponiendo que la radiaciòn existe en forma de cuantos de energìa hν y que cuando esta incide sobre lasuperficie de un metal los electrones que lo componen pueden absorber íntegramente dichos cuantos y abandonar el metal. Esta explicación del efecto fotoeléctrico es esencialmente corpuscular.
Estos dos postulados bàsicos establecen en la teorìa cuàntica la dualidad corpuscular-ondulatoria presente en la teorìa electromagnètica.
En este contexto Luis de Broglie propone el comportamineto dual de lamateria (campo + sustancia). La energía total de un ente se relaciona con la frecuencia de la onda asociada a su movimiento por medio de la ecuación E=hν, y el impulso se relaciona con la longitud de onda asociada: p=h/λ
Segùn el diccionario de la Real Academia de la Lengua Española sustancia es (entre otras acepciones): Realidad que existe por sí misma y es soporte de sus cualidades o accidentes.Por partícula entendemos: subsistema con “dimensiones” no considerables frente a las del sistema. Y por onda: perturbación en las propiedades de un medio extendiéndose en èl. Es evidente que existe una contradicción de descripciones si aceptamos la existencia de ondas de partículas, como propuso de Broglie.
En 1927, los experimentos de Davisson y Germer mostraron la presencia de fenómenos deinterferencia y difracción con haces de electrones, lo que confirmaba que en realidad los electrones en su movimiento presentan tantos propiedades corpusculares como ondulatorias. Obviamente hubiera sido imposible encontrar este comportamiento en partículas macroscópicas (cuyo movimiento puede ser explicado a sazòn de la física clasica), pues las dimensiones de los objetos involucrados son muygrandes comparadas con la longitud de onda de la sustancia. Mediante el siguiente experimento, y los razonamientos involucrados, se puede explicar la dualidad corpuscular ondulatoria presente en las microparticulas e introducir otras importantes ideas, estrechamente relacionadas.
Experimento de difracción e interferencia con electrones.
Se supone que un haz de electrones (suficientemente enrarecidopara poder despreciar la interacción entre los mismos), acelerado en un campo eléctrico E, incide sobre una pantalla impenetrable provista de dos orificios (uno de los cuales inicialmente se encuentra cerrado) detrás del cual se encuentra una placa fotográfica (fig. 1-1).

Si los electrones no interactúan con los átomos de la pantalla y se mueven de acuerdo con las leyes de la Mecánica...