Fisica cuantica

| |2009 |
| |Universidad Abierta Interamericana |
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| |Electromagnetismo en Estado Sólido II|
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| |Sede Centro – TM 5° A |
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| |Pattarone Natalia y Gimenez Rocío |

|[Informe sobre Física Cuántica] |
|Informe introductorio sobre los fenómenos relacionados con la física cuántica, haciendo hincapié en la mecánica cuántica, y sus |
|aplicaciones en laactualidad. |

Introducción

La mecánica cuántica es la última de las grandes ramas de la física, estudia el comportamiento de la materia cuando las dimensiones de son muy pequeñas, del grado de unos 1000 átomos aproximadamente. La misma comienza a principios del siglo XX, en el momento en que dosde las teorías que intentaban explicar lo que nos rodea, la ley de gravitación universal y la teoría electromagnética clásica, se volvían insuficientes para explicar ciertos fenómenos.
Lo que ocurrió fue que Max Planck, un físico teórico alemán, tenía su principal foco de preocupación puesto en un problema fundamental relacionado con la radiación del denominado cuerpo negro. Por aquellos años,era de conocimiento que la luz que emitía un cuerpo (conocido como la gama de sus longitudes de onda) está relacionada con el material que compone el objeto y con su temperatura. Es decir, por ejemplo, que la luz azul que posee longitudes de onda muy cortas, es la que prevalece en el espectro de los objetos muy calientes; las longitudes de onda rojas, que son más largas, indican menos calor.Entonces podemos decir que cada temperatura se relaciona con una longitud de onda dominante, que proporciona al objeto resplandeciente un color característico.
A modo simplificatorio del análisis de la radiación, los teóricos habían conjurado el cuerpo negro. Lo que sucedía con este cuerpo, imaginario, es que a diferencia de los reales, absorbe absolutamente todas las frecuencias de la radiación,haciéndolo al mismo, completamente negro. También emite radiación de todas las frecuencias, independientemente de su composición material. Los físicos experimentales habían creado ingeniosos dispositivos para aproximar esta construcción teórica a los laboratorios, y habían aprendido mucho sobre las características de la radiación del cuerpo negro. Lo que les faltaba era una teoría para predecir ladistribución o forma del espectro de radiación del cuerpo negro, es decir, la cantidad de radiación emitida a frecuencias específicas a varias temperaturas.

De aquí, surgía que la clave estaba en comprender la interacción entre radiación electromagnética y materia. Entonces, Planck decidió aceptar la teoría electromagnética de la luz, que sostenía que la luz era un fenómeno ondulatorio y que lamateria (que se suponía en ese entonces que contenía pequeños cuerpos cargados eléctricamente, o partículas) irradiaba energía en forma de ondas de luz cuando esas partículas cargadas eran aceleradas. Lo que ocurría era que usando las ecuaciones de la electrodinámica clásica, la energía que emitía esta radiación térmica daba infinito si se sumaban todas las frecuencias que emitía el objeto, lo cualera un resultado ilógico para los físicos.
Con el objetivo de poder estudiar los cuerpos negros, se debía calcular el equilibrio de energía entre los supuestos osciladores, y su radiación de entrada y salida, lo cual resolvió con un truco matemático: si en el proceso aritmético se sustituía la integral de esas frecuencias por una suma no continua, no se obtenía un infinito en el resultado. Fue...