La fisica cuantica trabajo.docx

Vista previa del material en texto

Encabezado: TÍTULO ABREVIADO DE HASTA 50 CARACTERES 1 
 
 
República Bolivariana de Venezuela 
U.E Colegio Francia 
 5to año “A” 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fundamentos de la física cuántica 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
06/05/2022 
Física 
Estudiantes: Ariana Andara, Isabella Chacon, Elena London, 
Ana Lucia Urbina y Maria Antonella Ruiz 
TÍTULO ABREVIADO DE HASTA 50 CARACTERES 2 
 
 
La física cuántica es la rama de la ciencia que estudia las características, 
comportamientos e interacciones de partículas a nivel atómico y subatómico. 
 
Se considera que la Cuántica nació en 1900 cuando el físico alemán Max Planck 
presentó su trabajo ‘La teoría de la ley de distribución de energías del espectro normal, el 
cual sería precursor de una revolución en la Física. En este trabajo decía que la materia sólo 
puede emitir o absorber energía en pequeñas unidades discretas llamadas cuantos e introdujo 
una constante universal de gran importancia: la constante de Planck. 
 
A pesar de esto la Física Cuántica no se desarrollaría hasta un cuarto de siglo después 
con la mecánica cuántica moderna (las bases matemáticas) creada por Schrödinger, 
Heisenberg, Dirac y de Broglie. 
 
Planck había restringido su concepto de cuantización de la energía al electrón radiante 
en las paredes de una cavidad de un cuerpo negro pensando que, la energía radiada se 
propagaba por el espacio como una onda de agua. Más tarde, con Einstein, se vio que todos 
los tipos de ondas electromagnéticas están cuantizadas. Éste propuso que la energía de las 
radiaciones era discreta y no continua, como se había pensado anteriormente. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
TÍTULO ABREVIADO DE HASTA 50 CARACTERES 3 
 
1. Radiación de los cuerpos negros 
Consideremos una cavidad cuyas paredes están a una cierta temperatura. Los átomos 
que componen las paredes están emitiendo radiación electromagnética y al mismo tiempo 
absorben la radiación emitida por otros átomos de las paredes. Cuando la radiación encerrada 
dentro de la cavidad alcanza el equilibrio con los átomos de las paredes, la cantidad de 
energía que emiten los átomos en la unidad de tiempo es igual a la que absorben. En 
consecuencia, la densidad de energía del campo electromagnético existente en la cavidad es 
constante. 
 
2. Fotones 
El fotón es una partícula elemental que, según la física cuántica, compone a la luz. 
Los fotones carecen de estructura interna y no están formados por otras partículas pequeñas. 
 
3. Efecto fotoeléctrico 
El efecto fotoeléctrico es una emisión de electrones a través de un material que índice 
sobre la una radiación electromagnética, estas son luces visibles o ultravioleta. 
 
4. Ondas Materiales 
Los trabajos de Albert Einstein sobre el efecto fotoeléctrico demostraron que las 
ondas electromagnéticas están formadas por partículas elementales llamadas fotones.Al 
contrario, Louis De Broglie predijo en 1924 que los corpúsculos materiales del exterior de los 
átomos, los electrones, deberían mostrar también un comportamiento ondulatorio. 
 
La primera evidencia experimental de la existencia de las ondas de materia que había 
predicho De Broglie llegó en 1927, cuando los estadounidenses Clinton Davisson y Lester 
Germer y el inglés George Thomson , en trabajos independientes, determinaron el valor de la 
longitud de onda de Broglie según las predicciones de esta teoría. 
 
En esencia, los experimentos realizados se basaban en la hipótesis de que, si los 
electrones pudieran comportarse como ondas, un haz de estas partículas que incidiera sobre 
un cristal debería producir diagramas de difracción análogos a los observados para los rayos 
TÍTULO ABREVIADO DE HASTA 50 CARACTERES 4 
 
X. Cuando se obtuvieron patrones de difracción para los electrones, se consideró demostrado 
que estas partículas, al igual que los fotones, se manifiestan tanto a través de sus propiedades 
corpusculares (materia) como ondulatorias (onda). La hipótesis de la dualidad corpúsculo-
onda de la materia se extendió en años posteriores a todos los tipos de partículas elementales 
y sus agregados (núcleos y átomos). 
 
5. Cuantificación de la energía 
En física la cuantificación es referida como el movimiento del pensamiento de los 
fenómenos físicos desde ser en términos de mecánica clásica a términos de mecánica 
cuántica. 
Cuando hablamos de un electrón con energía cuantificada nos referimos a que la 
energía de los electrones que constituyen a un átomo está restringida a una serie de valores 
característicos. 
 
 
Según la teoría cuántica de Planck: 
 
 Diferentes átomos y moléculas pueden emitir o absorber energía solo en 
cantidades discretas. La cantidad más pequeña de energía que se puede emitir 
o absorber en forma de radiación electromagnética se conoce como cuántica. 
 
 La energía de la radiación absorbida o emitida es directamente proporcional a 
la frecuencia de la radiación. 
 
 
6. Relación entre la energía del fotón y la longitud de onda de la luz 
La energía de cada fotón es inversamente proporcional a su longitud de onda. Esto 
significa que cada fotón de longitud de onda más corta (como la luz ultravioleta) transporta 
más energía que un fotón de longitud de onda más larga (como la luz roja). 
 
7. Números cuánticos y sus aplicaciones 
Los números cuánticos son de gran importancia en la química, ya que nos permiten 
conocer la posición de un electrón dentro del átomo: 
TÍTULO ABREVIADO DE HASTA 50 CARACTERES 5 
 
• Número cuántico principal (n): Nos permite obtener el nivel de energía de un 
determinado electrón. 
• Número cuántico secundario (l): Nos permite obtener el subnivel en el que se encuentra 
un determinado electrón. 
• Número cuántico magnético (ml): Nos permite determinar la orientación de los orbitales 
dentro de un mismo subnivel. 
• Número cuántico espín (ms): Permite determinar el sentido de giro de un electrón 
determinado. 
 
 
 
8. El átomo de Hidrogeno y su relación con los números cuánticos 
Su relación parte de la solución de la ecuación de Schrödinger para el átomo de 
hidrógeno, en donde surgen de la geometría espacial tres números cuánticos, y un cuarto 
número para el espín del electrón. De acuerdo con el principio de exclusión de Pauli, ningún 
elemento puede tener el mismo conjunto de números cuánticos, de modo que el conjunto de 
números cuánticos, limita el número de electrones que pueden ocupar un determinado estado. 
 
 
9. Aplicaciones de la física cuántica 
 
La física cuántica cumple un papel muy importante en el ámbito tecnológico, como la 
creación del transistor y por ende del ordenador, aparte de ser la base de la mayoría de la 
tecnología electrónica que usamos a día de hoy. A su vez es aplicada en el ámbito 
Cosmológico, ayudando a explorar e investigar el conocimiento del universo. 
 
 
 
TÍTULO ABREVIADO DE HASTA 50 CARACTERES 6 
 
La física cuántica resolvió todas las grandes dificultades que preocupaban a los físicos 
en los primeros años del siglo XX. Amplió gradualmente el conocimiento de la estructura de 
la materia y proporcionó una base teórica para la comprensión de la estructura atómica y del 
fenómeno de las líneas espectrales; cada línea espectral corresponde a la emisión o absorción 
de un cuanto de energía o fotón" cuando un electrón experimenta una transición entre dos 
niveles de energía 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
TÍTULO ABREVIADO DE HASTA 50 CARACTERES 7 
 
Bibliografia 
 
https://sites.google.com/site/quimicacuanticasciens/la-importancia-de-la-quimica-cuantica-
en-el-desarrollo-de-la-quimica-moderna 
https://definicion.de/foton/ 
https://es.m.wikipedia.org/wiki/Efecto_fotoel%C3%A9ctrico 
https://wp.icmm.csic.es/superconductividad/fisica-cuantica-y-transiciones/fisica-
cuantica/#:~:text=La%20f%C3%ADsica%20cu%C3%A1ntica%20tiene%20a,las%20ondas%
20son%20tambi%C3%A9n%20part%C3%ADculas.https://sites.google.com/site/quimicacuanticasciens/la-importancia-de-la-quimica-cuantica-en-el-desarrollo-de-la-quimica-moderna
https://sites.google.com/site/quimicacuanticasciens/la-importancia-de-la-quimica-cuantica-en-el-desarrollo-de-la-quimica-moderna
https://definicion.de/foton/
https://es.m.wikipedia.org/wiki/Efecto_fotoel%C3%A9ctrico
https://wp.icmm.csic.es/superconductividad/fisica-cuantica-y-transiciones/fisica-cuantica/#:~:text=La%20f%C3%ADsica%20cu%C3%A1ntica%20tiene%20a,las%20ondas%20son%20tambi%C3%A9n%20part%C3%ADculas
https://wp.icmm.csic.es/superconductividad/fisica-cuantica-y-transiciones/fisica-cuantica/#:~:text=La%20f%C3%ADsica%20cu%C3%A1ntica%20tiene%20a,las%20ondas%20son%20tambi%C3%A9n%20part%C3%ADculas
https://wp.icmm.csic.es/superconductividad/fisica-cuantica-y-transiciones/fisica-cuantica/#:~:text=La%20f%C3%ADsica%20cu%C3%A1ntica%20tiene%20a,las%20ondas%20son%20tambi%C3%A9n%20part%C3%ADculas