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I.E.S. JOSÉ PLANES
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Departamento de Física y Química José Frutos Lorca Web : www.jfrutosl.es email: jfrutosl@gmail.com

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INTRODUCCIÓN A LA FÍSICA CUÁNTICA
INDICE 1) Introducción. 2) La naturaleza de la luz. 3) El efecto fotoeléctrico 4) Las dificultades de la física clásica. 5) La hipótesis cuántica.
1 Introducción De manera muy esquemática,podemos decir que la Física Clásica se fundamenta en dos pilares básicos: la mecánica y el Electromagnetismo. Cada pilar hace referencia a conceptos en cierto modo disjuntos. La mecánica hace referencia a Materia Partículas, Discreto. El Electromagnetismo a Radiación Ondas, Continuo. Estas disciplinas se aplican tanto a escala microscópica como a escala macroscópica y la conexión entre estasescalas es objeto de la Física Estadística. Hasta finales del siglo pasado, se consideraba que el esquema de la Física Clásica proporcionaba un marco satisfactorio para describir la Naturaleza. En 1890 Lord Kelvin decia lo siguiente en un discurso a la Real Sociedad de Física de Londres. “La ciencia física proporciona hoy día en lo esencial un conjunto practicamente acabado. Sólo quedán dos nubecillasoscuras en este cuadro El resulItado negatiuo del experimento de Michelson- Morley y la segunda. los desacuerdos profundos entre la ley de Rayleígh-Jeans y los resultados experimentales.” Hoy podemos decir que Lord Kelvin no era un experto meteórologo: las nubecillas oscuras resultaron ser sendas gotas frías: la primera dio origen a la Relatividad la segunda. a la Física Cuántica.

Ambassupusieron una ruptura con la Física Clásica. trastocando incluso los conceptos en apariencia más firmemente establecidos. De alguna manera. las dos conocidas relaciones E = mc2 y p λ = h establecen una equivalencia entre los conceptos disjuntos anteriormente mencionados: Materia y Radiación, Partículas y Ondas. En estas relaciones han aparecido dos constantes fundamentales: c = 2,99792458 . 10 8 m /sh=6,6260755 . 10 - 3 4 J.s
que limitan el dominio de validez de la Física Clásica. A efectos prácticos, estas constantes valen c = ∞ y h = O para la Física Clásica. Es decir, la Física Clásica será adecuada para describir un sistema físico cuando sus velocidades típicas sean suficientemente pequeñas frente a c, y cuando sus acciones típicas sean suficientemente grandes

FÍSICA 2º B.C.

EfectoFotoelectrico – Introducción a la Física Cuantica

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En esta introducción a la Física Cuántica, tomaremos corno hilo conductor la dualidad onda-partícula. En la sección siguiente recordaremos el debate sobre lanaturaleza de la luz hasta el siglo pasado, que se cerró con la aceptación de su naturaleza ondulatoria. Las secciones siguientes se dedican a analizar con cierto detalle la necesidad de una nueva hipótesis corpuscular para explicar el efecto fotoeléctrico. 2 La naturaleza de la luz Desde la época de la Grecia clásica se ha discutido la naturaleza de la luz en términos de una alternativa:¿ondulatoria o corpuscular?. Hubo que esperar al siglo XVII, para que Newton (1642-1727) y Huygens (1629-1695). plantearan el debate en términos de la ciencia moderna. Recordemos algunas diferencias básicas entre las características de partículas y ondas.

Una partícula se define para cada instante en un punto (localización). Se caracteriza por la posición r (t) Una onda se define en todo instante y entodo punto (deslocalización). Se caracteriza por una magnitud (escalar, vectorial, etc) y ( x, t) llamada función de ondas. Representa una perturbación que se propaga en un medio material o en el vacío. La posición se conoce a partir de la ecuación de Newton (o formulaciones equivalentes de la mecánica). La función de ondas se conoce a partir de la ecuación de ondas (diferente para cada tipo de...