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Base experimental de la teoría cuántica


La mecánica cuántica es el estudio de partículas básicas, fotones, electrones, y del vacío a los niveles atómicos más pequeños. Entre aquellas cosas que, hasta el momento, la relatividad ha sido incapaz de describir, a diferencia de la mecánica cuántica, son los paquetes cuánticos de energía, la dualidad de existencia partícula-onda, y el momentoangular (espín) de las partículas.


La teoría cuántica ha desarrollado la habilidad matemática para realizar las predicciones más precisas, en cuanto a los resultados de experimentos referidos a la interacción mutua entre partículas, electrones, fotones, fuerzas, masas, moléculas, y de la polarización del "vacío".


Cuando se trata con lo muy pequeño, se vuelve necesario visualizar su temaprincipal mediante abstracciones y matemáticas. Sabemos que los dibujos que hacemos no son reales, pero vivimos en el mundo grande con infinitas partículas amontonadas y mantenidas juntas mediante fuerzas que conforman nuestro ambiente, nuestros cuerpos y nuestras mentes. Resulta imposible efectuar un dibujo de un fotón; para explicarlo sólo podemos utilizar abstracciones. En algunas ocasiones el fotónestá viajando, en otras ocasiones se encuentra "dentro" de un átomo, habiendo chocado contra un electrón, excitándolo y en donde se mantiene convertido en masa de espacio tiempo.


Existe una cantidad de conceptos básicos que subyacen a la teoría cuántica.


1. El cuanto de energía. La hipótesis cuántica de Planck, en lo referente a que toda la Energía viene en paquetes, es bien recibida.El fenómeno se observa en todas las Transmisiones de energía. El cuanto es igual a h. Todos los cambios deben ser Múltiplos enteros de h.


2. La dualidad onda-partícula de los fotones y partículas queda bien establecida. Los fotones y toda la materia poseen propiedades que en el mundo de mayor escala pertenecerían ya sea al mundo de las ondas o de las partículas. Las ondas se esparcen, en tantoque las partículas ocupan un único lugar. (Einstein afirmaba,


3. Se vuelve necesario simplemente aceptar que, por debajo del nivel atómico, la naturaleza de las cosas se vuelve una dualidad..


4. La energía y el momento se relacionan a través de su frecuencia, mediante [pic]. Es decir, energía = cualquier número entero multiplicado por h y multiplicado por la frecuencia.


5.Utilizando la ecuación de Einstein [pic] y la ecuación de Planck [pic], uno puede establecer que.[pic] (En términos de radianes, lo anterior a menudo se expresa como [pic]). Entonces [pic]. Esta es la dualidad entre masa y energía. La partícula se encuentra del lado izquierdo de la igualdad mientras que a la derecha de la igualdad se expresa como una onda con frecuencia.


6. Un "estado" de unapartícula es toda la información necesaria para describirla. La energía (masa), velocidad, espín, y posición se cuentan entre los parámetros que definen dicho estado.


Uno suele preguntarse dónde se encuentra un electrón dentro de un átomo. La mecánica cuántica cree que no posee una localización específica. Un electrón es en realidad una nube.


[pic][pic]





Hay distribucionesprobabilísticas definidas para un electrón en un átomo. El electrón no está en un lugar, sino que está esparcido; es más probable que se encuentre en algunas regiones que en otras. Las regiones donde es más probable que se encuentre son bastante uniformes, pero el electrón probablemente no sea una pequeña esfera de electricidad; más bien se trata de un potencial difuso, localizado sólo aproximadamente, queposee varios números que pueden asignársele para utilizarlos en la predicción de su comportamiento.


Es cuántico, pero no es un objeto discreto como uno podría hallar en el mundo macroscópico que nos muestran nuestros sentidos inmediatos.


La teoría cuántica es una descripción matemática de la física que ha tenido gran éxito en la predicción de resultados de reacciones. Opera en espacios...