Principio de incertidumbre

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA

INGENIERÍA ELECTRÓNICA

FISICA DE SEMICONDUCTORES 299002_12

TUTOR INGENIERO ANDRES FELIPE TARAZONA

ACTIVIDAD TRABAJO COLABORATIVO 1

PRESENTADO POR: JAVIER ANDRÉS MORENO PRIETO CODIGO: 79748108 LUIS CARLOS PACHECO MACEA CODIGO: 78675883 JOHN JAIRO MAYORGA

OCTUBRE DE 2010

INTRODUCCION Se realizara una investigación sobre los temas quetrata la primera unidad del modulo de FISICA DE SEMICONDUCTORES, se proponen dos tópicos a desarrollar: El principio de incertidumbre, se estudiaran al mejor entender las ecuaciones que lo rigen y como se aplican, con la realización de cálculos que nos permitan familiarizarnos con sus principios fundamentales. La frecuencia exacta en a la que un electrón en un nivel de energía n salta paraconvertirse en un electrón de conducción, fenómeno que debemos estudiar para facilitar la comprensión de diversos sucesos que ocurren en el átomo y que son de vital importancia en el campo de la Ingeniería electrónica.

PRINCIPIO DE INCERTIDUMBRE  “Es imposible conocer la posición exacta y el momento lineal de una partícula simultáneamente” Según el principio de incertidumbre, ciertos pares devariables físicas, como la posición y el momento (masa por velocidad) de una partícula, no pueden calcularse simultáneamente con la precisión que se quiera. Así, si repetimos el cálculo de la posición y el momento de una partícula cuántica determinada (por ejemplo, un electrón), nos encontramos con que dichos cálculos fluctúan en torno a valores medíos. Estas fluctuaciones reflejan, pues, nuestraincertidumbre en la determinación de la posición y el momento. Según el principio de incertidumbre, el producto de esas incertidumbres en los cálculos no puede reducirse a cero. Si el electrón obedeciese las leyes de la mecánica newtoniana, las incertidumbres podrían reducirse a cero y la posición y el momento del electrón podrían determinarse con toda precisión. Pero la mecánica cuántica, a diferenciade la newtoniana, sólo nos permite conocer una distribución de la probabilidad de esos cálculos, es decir, es intrínsecamente estadística. En síntesis, se puede describir que el principio de incertidumbre postula que en la mecánica cuántica es imposible conocer exactamente, en un instante dado, los valores de dos variables canónicas conjugadas (posición-impulso, energía-tiempo,…, etc.) de formaque una medición precisa de una de ellas implica una total indeterminación en el valor de la otra El principio de indeterminación se expresa matemáticamente como:

x  p 

 2

Es la incertidumbre en la medición de la posición Es la incertidumbre en la medición de la cantidad de movimiento



h 2

Es la constante de planck

El límite de precisión posible está dado por h.

Elmodelo cuántico de Bohr Bohr se apuntó un gran triunfo en 1913 al explicar el espectro del hidrógeno. La clave del éxito consistió en aplicar al modelo de Rutherford la teoría cuántica dada por Planck en 1900. Planck, estudiando la luz emitida por la materia al calentarse, llegó a la conclusión de que la energía no es divisible indefinidamente, sino que existen últimas porciones de energía a lasque llamó cuantos. La radiación emitida (o absorbida) por un cuerpo sólo puede ser un número entero de cuantos. Cinco años más tarde, Einstein, para explicar el efecto fotoeléctrico, generalizó la hipótesis de Planck y sugirió que la luz está formada por cuantos de luz o fotones. La energía de un fotón, E, depende de su frecuencia, n, según la ecuación dada por Planck en su teoría: E = h n. (h =cte. de Planck14). Así, por ejemplo, un fotón de luz azul tiene una energía superior a un fotón de luz roja, y un fotón de rayos X posee una energía mayor que la de los dos. Teniendo en cuenta lo anterior, Bohr propuso que el átomo estaba cuantizado, es decir, que sólo podía tener ciertas cantidades de energía permitidas. Esto implica que el electrón no puede girar a cualquier distancia alrededor...