unidad 1 quimica


1.1 Base experimental de la teoría cuántica
1.2
La mecánica cuántica es una de las ramas principales de la física, y uno de los más grandes avances del siglo XX para el conocimiento humano, que explica el comportamiento de la materia y de la energía. Su aplicación ha hecho posible el descubrimiento y desarrollo de muchas tecnologías, como por ejemplo los transistores, componentesmasivamente utilizados, en prácticamente cualquier aparato que tenga alguna parte funcional electrónica. La mecánica cuántica describe, en su visión más ortodoxa, cómo cualquier sistema físico, y por lo tanto todo el universo, existe en una diversa y variada multiplicidad de estados, los cuales habiendo sido organizados matemáticamente por los físicos, son denominados autoestados de vector y valor propio.De esta forma la mecánica cuántica puede explicar y revelar la existencia del átomo y los misterios de la estructura atómica tal como hoy son entendidos; fenómenos que la física clásica, o más propiamente la mecánica clásica, no puede explicar debidamente.
De forma específica, se considera también mecánica cuántica, a la parte de ella misma que no incorpora la relatividad en su formalismo, tansólo como añadido mediante teoría de perturbaciones. La parte de la mecánica cuántica que sí incorpora elementos relativistas de manera formal y con diversos problemas, es la mecánica cuántica relativista o ya, de forma más exacta y potente, la teoría cuántica de campos (que incluye a su vez a la electrodinámica cuántica, cromodinámica cuántica y teoría electrodébil dentro del modelo estándar) y másgeneralmente, la teoría cuántica de campos en espacio-tiempo curvo. La única interacción que no se ha podido cuantificar ha sido la interacción gravitatoria.

La mecánica cuántica es la base de los estudios del átomo, los núcleos y las partículas elementales (siendo ya necesario el tratamiento relativista), pero también en teoría de la información, criptografía y química.
Las técnicas derivadasde la aplicación de la mecánica cuántica suponen, en mayor o menor medida, el 30 por ciento del PIB de los Estados Unidos.








1.1.1Radiación de cuerpo negro y Teoría de Planck

Fundamentos teóricos.
Un cuerpo negro es aquél que absorbe toda la radiación electromagnética que recibe y emiten todas las frecuencias. Cuando el cuerpo está caliente emite radiación electromagnética y sucomportamiento está gobernado por las siguientes leyes, encontradas primero experimentalmente y cuya explicación teórica fue dada por M. Planck (1900) lo que constituyó el primer éxito de la Mecánica Cuántica.

Un cuerpo negro se construye experimentalmente mediante una cavidad hueca con un pequeño orificio al exterior. Las paredes internas de la cavidad se recubren con hollín por lo que enfrío prácticamente toda la radiación que entra por el orificio es absorbida. La boca del orificio se comporta entonces como un cuerpo negro. Un metal a altas temperaturas se comporta aproximadamente también como un cuerpo negro .La intensidad detectada de la emisión de un cuerpo negro (potencia detectada por unidad de superficie del detector) presenta una dependencia con el inverso del cuadrado de ladistancia entre emisor y detector.

Teoría de Planck de la radiación.
Planck supuso que, al menos para la radiación de cavidad, la energía promedio de las ondas estacionarias es dependiente de las frecuencias.
Además, Planck supuso que la energía correspondiente a cada modo no es una variable continua, sino que discreta.

El físico alemán Max Plank, descubrió la ley que gobierna laradiación de los cuerpos en equilibrio termodinámico. Según Plank, la intensidad de radiación para cada longitud de onda depende únicamente de la temperatura del cuerpo en cuestión.
 






El espectro de radiación (o intensidad para cada longitud de onda) al que llegó Plank tiene una forma característica así:
 



 
En 1900 Planck formuló que la energía se radia en unidades pequeñas...