fisica cuantica
Páginas: 16 (3839 palabras)
Publicado: 29 de octubre de 2013
Introducción
La evolución histórica de la física es un ejemplo claro de la evolución del conocimiento científico y nos permite ver como las teorías que se desarrollan son propias cada época: no se puede hablar nunca de “ciencia cerrada” o definitivamente completa.
A finales del siglo XIX, la Mecánica Teórica y el Electromagnetismo eran las bases de lo que podríamosdenominar ahora física clásica, los razonamientos eran construcciones mentales que parecían perfectas de sus razonamientos, y verificados mediante la experimentación.
La mentalidad positivista de la época en el mundo occidental, había llevado a creer que la ciencia en general y la física en particular, darían respuesta a todas las necesidades materiales de la Humanidad, y que el pensamientoracional sería la herramienta para poder construir un mundo más justo e igualitario.
La realidad se mostraría muy diferente a todas estas creencias, y a ello contribuyó el descubrimiento de nuevos fenómenos como el de la radiactividad y el estudio de la radiación electromagnética, frente a los que la mecánica clásica de Newton era del todo incapaz de ofrecer una explicación.El panorama se complicaría aún más con el descubrimiento e interpretación de los espectros atómicos y el renacer de toda una nueva manera de entender el mundo: la mecánica cuántica, aún hoy día no comprendida del todo en sus fundamentos conceptuales profundos.
Los nuevos hechos, tales como el concepto del electrón como unidad natural de carga componente de la materia, el conocimientodel efecto fotoeléctrico, el descubrimiento de los rayos X, las series espectrales observadas en los espectros de emisión de los átomos, la radiación de incandescencia y especialmente el estudio de la radiactividad, preparan la revolución científica que tendrá lugar a partir de 1900.
Desde principios del siglo XX se conocía que la mecánica clásica no podía explicar ni la estructurainterna del átomo, reflejada en la existencia de líneas espectrales, ni la propia existencia y estabilidad de los átomos. De acuerdo con las predicciones de la mecánica clásica y el electromagnetismo clásico un átomo de hidrógeno formado por un protón y un electrón orbitando a su alrededor no sería, un sistema estable ya que de acuerdo con la electrodinámica clásica una carga en movimiento emiteradiación electromagnética.
El electrón al orbitar alrededor de centro de masas del sistema tendría una gran aceleración y emitiría gran cantidad de fotones, perdiendo así energía y velocidad. La teoría clásica pronosticaba que el electrón caería sobre el núcleo atómico, haciendo que cualquier átomo como sistema físico tuviera una duración muy corta antes de que el electrón cayera sobre elnúcleo atómico, al haber perdido la energía cinética en forma de radiación.
Este hecho supuso un enigma para los físicos de principios de siglo XX, que en un intento de explicar este y otros problema de la teoría electromagnética acabaron desarrollando una nueva forma de mecánica, que era la única que podía describir los sistemas de escala atómica llamada mecánica cuántica. En este artículo semostrará la solución cuántica. Históricamente se ha enseñado ésta solución porque además de corroborar los datos experimentales con el modelo teórico cuántico de los átomos, proporciona las herramientas fundamentales de la teoría atómica actual, y provee una solución aproximada pero muy buena para los átomos más complicados.
Teoría clásica de la radiación
A principios de1900, Lord Rayleigh (1842-1919) y Sir James Jeans, (1877-1946), presentaron un Modelo clásico de la densidad de energía de la radiación de cavidad (cuerpo negro). La teoría, iniciada por Lord Rayleigh y modificada posteriormente por Jeans usaba la equivalencia matemática entre una onda estacionaria y un oscilador armónico. Suponga una pieza metálica que contiene una cavidad, calentada uniformemente...
La evolución histórica de la física es un ejemplo claro de la evolución del conocimiento científico y nos permite ver como las teorías que se desarrollan son propias cada época: no se puede hablar nunca de “ciencia cerrada” o definitivamente completa.
A finales del siglo XIX, la Mecánica Teórica y el Electromagnetismo eran las bases de lo que podríamosdenominar ahora física clásica, los razonamientos eran construcciones mentales que parecían perfectas de sus razonamientos, y verificados mediante la experimentación.
La mentalidad positivista de la época en el mundo occidental, había llevado a creer que la ciencia en general y la física en particular, darían respuesta a todas las necesidades materiales de la Humanidad, y que el pensamientoracional sería la herramienta para poder construir un mundo más justo e igualitario.
La realidad se mostraría muy diferente a todas estas creencias, y a ello contribuyó el descubrimiento de nuevos fenómenos como el de la radiactividad y el estudio de la radiación electromagnética, frente a los que la mecánica clásica de Newton era del todo incapaz de ofrecer una explicación.El panorama se complicaría aún más con el descubrimiento e interpretación de los espectros atómicos y el renacer de toda una nueva manera de entender el mundo: la mecánica cuántica, aún hoy día no comprendida del todo en sus fundamentos conceptuales profundos.
Los nuevos hechos, tales como el concepto del electrón como unidad natural de carga componente de la materia, el conocimientodel efecto fotoeléctrico, el descubrimiento de los rayos X, las series espectrales observadas en los espectros de emisión de los átomos, la radiación de incandescencia y especialmente el estudio de la radiactividad, preparan la revolución científica que tendrá lugar a partir de 1900.
Desde principios del siglo XX se conocía que la mecánica clásica no podía explicar ni la estructurainterna del átomo, reflejada en la existencia de líneas espectrales, ni la propia existencia y estabilidad de los átomos. De acuerdo con las predicciones de la mecánica clásica y el electromagnetismo clásico un átomo de hidrógeno formado por un protón y un electrón orbitando a su alrededor no sería, un sistema estable ya que de acuerdo con la electrodinámica clásica una carga en movimiento emiteradiación electromagnética.
El electrón al orbitar alrededor de centro de masas del sistema tendría una gran aceleración y emitiría gran cantidad de fotones, perdiendo así energía y velocidad. La teoría clásica pronosticaba que el electrón caería sobre el núcleo atómico, haciendo que cualquier átomo como sistema físico tuviera una duración muy corta antes de que el electrón cayera sobre elnúcleo atómico, al haber perdido la energía cinética en forma de radiación.
Este hecho supuso un enigma para los físicos de principios de siglo XX, que en un intento de explicar este y otros problema de la teoría electromagnética acabaron desarrollando una nueva forma de mecánica, que era la única que podía describir los sistemas de escala atómica llamada mecánica cuántica. En este artículo semostrará la solución cuántica. Históricamente se ha enseñado ésta solución porque además de corroborar los datos experimentales con el modelo teórico cuántico de los átomos, proporciona las herramientas fundamentales de la teoría atómica actual, y provee una solución aproximada pero muy buena para los átomos más complicados.
Teoría clásica de la radiación
A principios de1900, Lord Rayleigh (1842-1919) y Sir James Jeans, (1877-1946), presentaron un Modelo clásico de la densidad de energía de la radiación de cavidad (cuerpo negro). La teoría, iniciada por Lord Rayleigh y modificada posteriormente por Jeans usaba la equivalencia matemática entre una onda estacionaria y un oscilador armónico. Suponga una pieza metálica que contiene una cavidad, calentada uniformemente...
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