investigacion teoria cuantica y dualidad de broglie - David Gustavo

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Introducción 
La teoría cuántica es, por decirlo en términos simples, la física de los átomos y las 
moléculas. 
Crear la teoría cuántica significó abrir las puertas al conocimiento íntimo de la materia, y 
todo lo que ello implica. Por ejemplo, en años recientes ha surgido toda una nueva biología 
de base física, la biología molecular, lo que ha generado una profunda transformación de 
esta ciencia. 
 
Teoría cuántica 
La teoría cuántica es una teoría física basada en la utilización del concepto de unidad 
cuántica para describir las propiedades dinámicas de las partículas subatómicas y las 
interacciones entre la materia y la radiación. 
Se basa en el uso del concepto de unidad cuántica. Así, trata de describir la interacción 
entre radiación y materia a partir de las propiedades dinámicas de las partículas 
subatómicas. Con el desarrollo de esta teoría y sus premisas, hoy día es un pilar 
fundamental de la física y existen varias de esta. 
 
Origen 
El físico alemán Max Planck fue el primero en hablar sobre ella en 1900. Postuló que la 
materia solo puede emitir o absorber energía en pequeñas cantidades llamadas cuantos. 
 
Bases 
Las bases de la teoría fueron sentadas por el físico alemán Max Planck, que en 1900 postuló 
que la materia sólo puede emitir o absorber energía en pequeñas unidades discretas 
llamadas cuantos. Otra contribución fundamental al desarrollo de la teoría fue el principio 
de incertidumbre, formulado por el físico alemán Werner Heisenberg en 1927, y que 
afirma que no es posible especificar con exactitud simultáneamente la posición y el 
momento lineal de una partícula subatómica. 
La teoría cuántica describe cómo en cualquier sistema físico existe una diversa 
multiplicidad de estados, descritos mediante ecuaciones matemáticas y denominados 
estados cuánticos. 
 
 
 
Números cuánticos 
Números cuánticos son valores numéricos que nos indican las características de los 
electrones de los átomos. Están basados, desde luego, en la teoría atómica de Neils Bohr. 
Los números cuánticos más importantes son 4: 
Número Cuántico Principal 
El número cuántico principal nos indica en que nivel se encuentra el electrón y por lo tanto 
también el nivel de energía. Este número cuántico toma valores enteros 1, 2, 3, 4, 5, 6, ó 7. 
 
Número Cuántico Secundario 
Este número cuántico nos indica en que subnivel se encuentra el electrón. Este número 
cuántico toma valores desde 0 hasta (n - 1). 
 
Número Cuántico Magnético 
El número cuántico magnético nos indica las orientaciones de los orbitales magnéticos en 
el espacio. Los orbitales magnéticos son las regiones de la nube electrónica donde se 
encuentran los electrones. 
 
Número Cuántico de Spin 
El número cuántico de spin nos indica el sentido de rotación en el propio eje de los 
electrones en un orbital. Ya sea si se mueve al igual que las manecillas del reloj, o en 
sentido contrario, este número cuántico toma los valores de -1/2 y de +1/2. 
 
Aplicación 
La aplicación de la Teoría Cuántica se limita, casi exclusivamente, a los niveles atómico, 
subatómico y nuclear, donde resulta totalmente imprescindible. Pero también lo es en 
otros ámbitos, como la electrónica (en el diseño de transistores, microprocesadores y todo 
tipo de componentes electrónicos), en la física de nuevos materiales, (semiconductores y 
superconductores), en la física de altas energías, en el diseño de instrumentación médica 
(láseres, tomógrafos, etc.), en la criptografía y la computación cuánticas, y en la 
Cosmología teórica del Universo temprano. 
 
 
Teoría cuántica de campos 
La teoría cuántica de campos es una teoría que aplica las reglas cuánticas a los campos 
continuos de la Física, como por ejemplo el campo electromagnético, así como a las 
interacciones entre estos y el resto de la materia. Proporciona así un marco teórico usado 
extensamente en física de partículas y física de la materia condensada. En particular, la 
teoría cuántica del campo electromagnético, conocida como electrodinámica cuántica, fue 
el primer ejemplo de teoría cuántica de campos que se estudió y es la teoría probada 
experimentalmente con mayor precisión de la física 
 
Mecánica cuántica 
La mecánica cuántica en los inicios del siglo 20 dentro de las física para dar una solución 
a problemas para los que las teorías conocidas hasta el momento habían agotado su 
capacidad de explicar. La primera propuesta de un principio propiamente cuántico se debe 
a Max Planck en 1900, para resolver el problema de la radiación de cuerpo negro, que fue 
duramente cuestionado, hasta que Albert Einstein lo convierte en el principio que 
exitosamente pueda explicar el efecto fotoeléctrico. Las primeras formulaciones 
matemáticas completas de la mecánica cuántica no se alcanzan hasta mediados de la 
década de 1920, sin que hasta el día de hoy se tenga una interpretación coherente de la 
teoría. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Principio de dualidad de Broglie 
El principio de dualidad, conocido tanto como dualidad onda – corpúsculo como dualidad 
onda – partícula es una teoría que demostró que la luz puede llegar a poseer propiedades 
tanto de partícula como ondulatorias. 
Louis De Broglie 
Era un aristócrata francés que ganó el premio Nobel de Física de 1929 por una tesis que 
elucidaba las propiedades ondulatorias de los orbitantes electrones. Se trató de un trabajo 
que ayudó a resolver una antigua paradoja al mostrar que los electrones pueden ser 
descritos ya sea como partículas o como ondas, según las circunstancias. 
 
Origen 
El principio de dualidad fue expuesto hacia 1924 en la tesis doctoral del francés Louis 
Víctor de Broglie, donde proponía la existencia de ondas de materia con la afirmación de 
que cada onda poseía materia en ella. Postulado de De Broglie El físico francés Louis de 
Broglie en 1924, considero, que la luz no solo es un efecto corpuscular sino también 
ondulatorio. La dualidad onda-corpúsculo es la posesión de propiedades tanto 
ondulatorias como corpusculares por parte de los objetos subatómicos. La teoría de la 
dualidad de la materia considera que la materia tiene un comportamiento corpúsculo-
onda ó partículaonda. 
 
Bases 
El principio de la dualidad descansa sobre la base del efecto fotoeléctrico, el cual plantea 
que la luz puede comportarse de dos formas, según las circunstancias. 
La luz como una Onda: Esta es usada en la física clásica, en el campo de la óptica, donde los 
lentes y los espectros visibles requieren de estudio a través de las propiedades de las 
ondas. 
Luz como Partícula: Usada sobre todo en física cuántica, según los estudios de Planck sobre 
la radiación del cuerpo negro, la materia absorbe energía electromagnética y luego la 
libera en forma de pequeños paquetes llamados fotones, no sólo la luz, considerada 
tradicionalmente como una onda, se comporta como una corriente de partículas, sino que 
los electrones, considerados tradicionalmente como partículas, se comportan como ondas 
como hacen todas las partículas a escala atómica. El principio de dualidad onda-partícula 
tiene consecuencias importantes a nivel subatómico, pero también sirve para explicar 
ciertos comportamientos experimentales de la luz y otras radiaciones, como la difracción 
y los fenómenos de interferencia electromagnética. 
 
Dualidad Onda-Partícula 
El efecto fotoeléctrico y el efecto Compton ofrecen una rigurosa evidencia de que la luz se 
comporta como una onda y como una partícula. 
 
Postulados de De Broglie 
Tradicionalmente, los electrones se habían considerado como partículas, y por tanto un 
haz de electrones sería algo claramente distinto de una onda. De Broglie propuso (1923) 
eliminar esta distinción: un haz de partículas y una onda son esencialmente el mismo 
fenómeno; simplemente, dependiendo del experimento que realicemos, observaremos un 
haz de partículas u observaremos una onda. 
Basado en esto, de Broglie desarrolla un álgebra sencilla para expresar sus ideasDifracción de electrones 
La hipótesis de De Broglie se comprobó para los electrones, mediante la observación de 
la difracción de electrones en dos experimentos independientes, realizados por 
Thomson; Davisson y Germen, quienes hicieron pasar un haz de electrones a través de 
una rejilla cristalina. El resultado obtenido fue un circulo de difracción, parecidos al 
producido por los rayos X 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Bibliografía 
Teoría cuántica 
https://teoria-cuantica.webnode.mx/ 
www.revista.unam.mx/vol.13/num4/art42/art42.pdf 
https://www.ecured.cu/Teor%C3%ADa_cu%C3%A1ntica 
https://www.astromia.com/biografias/planck.htm 
Principio de dualidad de Broglie 
https://es.slideshare.net/keveomacarbal/xavier-principio-
dedualidadpostuladodebroglie#:~:text=Qu%C3%ADmica%201.4.1%20Principio%20de%2
0dualidad%20Postulado%20de%20De,la%20materia%20tiene%20un%20comportamient
o%20corp%C3%BAsculo-onda%20%C3%B3%20part%C3%ADculaonda. 
http://paginas.fisica.uson.mx/armando.ayala/cursos/moderna2/HipotesisDeBroglie.pdf 
https://www.principiode.com/principio-de-dualidad 
https://www.academia.edu/22866799/Principio_de_Dualidad