Teoria Cuantica
La Teoría Cuántica es uno de los pilares fundamentales de la Física actual.
Recoge un conjunto de nuevas ideas introducidas a lo largo del primer tercio del siglo XX para dar explicación a procesos cuya comprensión se hallaba en conflicto con las concepciones físicas vigentes.
Su marco de aplicación se clasifica en los niveles atómico, subatómico y nuclear, donde resultatotalmente imprescindible. Pero también lo es en otros ámbitos, como la electrónica, en la física de nuevos materiales, en la física de altas energías, en el diseño de instrumentación médica, en la criptografía y la computación cuánticas, y en la Cosmología teórica del Universo temprano.
La Teoría Cuántica es una teoría netamente probabilista: describe la probabilidad de que un suceso dado acontezca en unmomento determinado, sin especificar cuándo ocurrirá.
A diferencia de lo que ocurre en la Física Clásica, en la Teoría Cuántica la probabilidad posee un valor objetivo esencial, y no se halla supeditada al estado de conocimiento del sujeto, sino que, en cierto modo, lo determina. Por Mario Toboso.
TEORIA CUANTICA: LEY DE PLANCK
La ley de Planck establece que la energía de cada cuanto es igual ala frecuencia de la radiación multiplicada por la constante universal. Sus descubrimientos, sin embargo, no invalidaron la teoría de que la radiación se propagaba por ondas. Los físicos de hoy en día creen que la radiación electromagnética combina las propiedades de las ondas y de las partículas. Es la constante de la relación de proporcionalidad entre energía y frecuencia.
Cuando un cuerpo escalentado emite radiación electromagnética en un amplio rango de frecuencias.
El cuerpo negro es el que además de absorber toda la radiación que llega a él sin reflejarla, de tal forma que sólo emite la correspondiente a su temperatura.
A fines del siglo XIX fue posible medir la radiación de un cuerpo negro con mucha precisión. La intensidad de esta podía ser calculada utilizando las leyes delelectromagnetismo. El problema de principios del siglo XIX consistía en que el espectro teórico y los resultados experimentales concordaban para bajas frecuencias, estos interferían radicalmente a altas frecuencias. Este problema era conocido con el provocativo nombre de “la catástrofe ultravioleta”.
Quien logró explicar este fenómeno fue Max Planck, en 1900, que debió para ello sacrificar losconceptos básicos de la concepción ondulatoria de la radiación electromagnética.
Para resolver la catástrofe era necesario aceptar que la radiación no es emitida de manera continua sino en cuantos de energía discreta, a los que llamamos fotones. La energía de estos fotones es:
E (fotón) = h.ν
ν : Frecuencia de la radiación electromagnética (s-1)
h : constante de Planck
h = 6,62.10-27 erg.s
h =6,62.10-34 J.s
Cuando la frecuencia de la radiación es baja el efecto de la desratización se vuelve despreciable debido al minúsculo valor de la constante de Planck, y es perfectamente posible pensar al sistema como continuo, tal como lo hace el electromagnetismo clásico. Pero a frecuencias altas el efecto se vuelve notable.
El propio Planck nunca avanzó una interpretación significativa de susquantums. En 1905 Einstein, basándose en el trabajo de Planck, publicó su teoría sobre el fenómeno conocido como efecto fotoeléctrico. Dados los cálculos de Planck, Einstein demostró que las partículas cargadas absorbían y emitían energías en cuantos finitos que eran proporcionales a la frecuencia de la luz o radiación. En 1930, los principios cuánticos formarían los fundamentos de la nuevafísica.
De una teoría que reúne un formalismo matemático y conceptual, y recoge un sinfín de nuevas ideas introducidas a lo largo del siglo XX, para dar explicación a procesos cuya comprensión se encontraba en conflicto con las concepciones físicas de la actualidad.
Las ideas que sustentan la Teoría Cuántica surgieron, como una alternativa al tratar de explicar el comportamiento de sistemas en los...
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