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La Física Cuántica

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by

Nicolas Gonzalez

on 23 October 2013

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Transcript of La Física Cuántica

DUALIDAD ONDA-PARTÍCULA
El experimento del
gato de schrÖdinger
En 1900 el físico teórico alemán Max Planck, supuso que los cuerpos calientes emiten energía radiante en paquetes discretos, a los cuales llamó CUANTOS.
En la física los experimentos son parte fundamental , ya que son para crear o comprobar hipótesis.
En la física o mecánica cuántica hubieron varios experimentos , entre estos se encuentran el experimento de la doble rendija, el experimento de stern y gerlach, el experimento de los rayos catódicos, el estudio del efecto fotoeléctrico, el experimento de la gota de aceite, el experimento de la lamina de oro, el experimento del neutrino, el experimento del gato de schrodinger , entre otros.
EL EXPERIMENTO DE DOBLE RENDIJA
Este experimento fue elaborado por thomas young
se quería discernir sobre la naturaleza corpuscular u ondulatoria de la luz.
Al final comprobó un patrón de interferencias en la luz de una fuente lejana al difractarse por dos rejillas, resultado que contribuyo a la teoría ondulatoria de la luz
NACIMIENTO DE LA TEORIA CUÁNTICA
En 1897 con el descubrimiento del electrón y la investigación de la radiactividad, los experimentadores comenzaron a explorar la estructura atómica de la materia.
Max Planck
INTRODUCCIÓN
TEORIA
EXPERIMENTOS
Historia
La mecanica cuantica se usa
para los semiconductores, los
superconductores, los laseres,
las imagenes por resonancia
magnetica nuclear.
La velocidad de la luz

C=2.990x10^8 m/s
es el criterio de separación de la Física en dos campos ...
Si la velocidad del sistema NO es comparable a C (menor), entonces hablamos de la

MECÁNICA CLÁSICA NEWTONISTA
Si la velocidad del sistema es mucho mayor a la de C, entonces hablamos de la

TEORIA RELATIVISTA
Otra constante física tan importante como la velocidad de la luz (c) es la
constante de Planck
h= 6626x10^-34 J°s
Esta constante también nos sirve para separar la física en dos campos, pero de forma
diferente
...
Si en el sistema es microscópico y la constante h es apreciable, estamos hablando del dominio de la

MECÁNICA CUÁNTICA
Si el sistema tiene un tamaño mayor donde la magnitud de la constante de Planck es despreciable, estamos hablando del dominio de la

MECÁNICA NO CUÁNTICA
CASOS
1
2
En conclusión
3
EL domino de la Física Cuántica es todo sistema en cual la constante de Planck es significativa.
Sin embargo la Física Cuántica tiene un campo de aplicabilidad tanto en el mundo microscópico como en el macroscópico.
Fenómenos
Corpusculares
FISICA CUÁNTICA
La Física Cuántica logró unir los
dos tipos de
fenómenos
que presentaba la Física Clásica a principio del siglo XX
La ausencia de esta unión significó toda una
crisis física
en esa época
1.1
1, 1.1 con pequeñas particulas
Una onda no localizada debido a que cada instante se extiende a lo largo de un conjunto de posiciones
Fenómenos
Ondulatorios
Una partícula esta localizada en una posición en un determinado instante
La presencia de estos dos fenómenos en un sistema que se llama
DUAL ONDA-CORPÚSCULO
1, 1.1 como partículas
2, 3 como ondas
3
Este experimento es una
paradoja ya que trata de
una superposición de dos
estados combinados en
este caso 50 , 50 ya que se
ve como opción " gato
vivo" "gato muerto".
PASOS DEL EXPERIMENTO
El experimento consiste en una caja con un dispositivo detector de particulas alfa , un martillo conectado a el detector de tal manera que en el momento que se active el detector, el martillo
caera.
aparte de lo anterior , la
caja posee una ampolla de
vidrio parecida a un bombillo hueco y este esta lleno de
un veneno volátil y además
en la caja se encuentra un gato.
Al tener los anteriores materiales el dispositivo tiene un 50 porciento de activarse por la partícula , si es asi el martillo cae rompe la ampolla de vidrio y el gato muere , si no es asi el gato vive.

Es decir la única manera de saber si el gato esta vivo o no , es abriendo la caja , por eso es que se dice que esto es un experimento de superposición de dos estados combinados al cincuenta por ciento donde el gato esta muerto y vivo a la vez.
LAURA MUÑOZ
SANTIAGO GONZÁLEZ
PRESENTADO POR...
SEBASTÍAN CABADÍA
NICOLAS GONZÁLEZ
DE:
APLICACIONES Ó USOS
laceres y imágenes
por resonancia magnética
la computación cuántica,
la encriptación y el condensado
de Bose Einstein, etc.
Computación cuántica, condensado de bose-einstein y la encriptacion
electrón
PRINCIPIO DE INCERTIDUMBRE
COMPLEMENTARIEDAD
Niels Bohr
Establece que no es posible conocer al mismo tiempo la posición y la velocidad de una partícula
Las partículas subatómicas muestran comportamiento de onda en su desplazamiento espacial ya que se difractan, se refractan y de partícula en su interacción con otras (colisiones)
Los fenómenos cuánticos muestran propiedades complementarias y excluyentes por lo cual aparecen como partículas o como ondas dependiendo de la clase de experimento efectuado.
EJEMPLO DE COMPORTAMIENTO ONDA- PARTÍCULA
En el proceso fotográfico con una cámara (de rollo), los rayos luminosos que provienen del objeto a fotografiar se desplazan hacia la cámara como un frente de ondas (con frecuencia y longitud) e inciden sobre la emulsión de plata de la película modificando la estructura de las moléculas por choques, (colisión entre partículas)
Nacionalidad:
Alemán
Logros:
Creo las bases fundamentales de la teoría cuántica y creó constante de Planck
Estudios:
Universidad de Munich
Universidad Fried-Wilhems
Cargos:
Cabeza de la sociedad Alemana de Física
Profesor Universidad de Múnich
Decano de la Facultad de Física U. de Munich
Reconocimientos:
Ganador del Premio Nobel de la Física de 1918
Wener Heisenberg
Nacionalidad:
Alemán
Logros:
Formuló el principio de incertidumbre, contribución
fundamental
en la Teoría Cuántica.
Reconocimientos:
Ganador del Premio Nobel de la Física de 1932
EFECTO FOTOELÉCTRICO
Estudios
: Fundación Rockefeller
Universidad de Múnich
Cargos
: Ayudante de Max Born en la U. de Gotinga
Profesor en las Universidades de Múnich, Berlin y Gotinga
Director del instituto Kaiser Wilhem de Física
Erwin Schrödinger
Nacionalidad:
Austriaco
Logros:
Formuló la ecuación de Schrödinger e hizo varios aportes a la termodinámica y la física cuántica.
Reconocimientos:
Ganador del Premio Nobel de la Física de 1933
Estudios:
Universidad de Zürich
Universidad de Viena
Consiste en el desprendimiento de electrones en una placa metálica cuando incide sobre ella un haz de luz
(FOTONES).
Cargos:
Ayudante de Max Wien en Jena
Sucesor de Max Planck en la U. de Berlin
Director de la Escuela de Física Teórica en Dublín.
Temas Relacionados
FORMULAS
Mecánica Clásica
PRINCIPIO DE INCERTIDUMBRE DE HEISENBERG
Leyes físicas basadas en los principios de la mecánica enunciados a finales de siglo XVII
Las medidas del objeto observable sufrirán desviación estándar DELTA x de la posición y el momento DELTA p
.
donde la h es la constante de Planck : 6,6x10e-34 J.s
para que esas leyes?
Para describir el comportamiento físico macroscópico
Paul Dirac
Nacionalidad:
Británico
Logros:
Predijo la existencia de Antimateria mediante la ecuación que creó: La Ecuación Dirac.
Reconocimientos:
Ganador del Premio Nobel de la Física de 1933
Estudios:
Universidad de Bristol
Universidad de Cambridge
Cargos
: Director de la Cátedra Lucasiana de

la universidad de Cambridge
Profesor de la Universidad Estatal de Florida.
cuerpos en reposo y a velocidades pequeñas respecto a la de a luz
de
EFECTO FOTOELÉCTRICO
Energía de un fotón absorbido = Energía necesaria para liberar 1 electrón + energía cinética del electrón emitido.
Leyes pre- relativistas
hf=hfo+1/2 (mve2)
sus escalas espaciales son muy superiores al tamaño de átomos y moléculas
ECUACIÓN DE SCHRODINGER
Energía
DUALIDAD ONDA PARTÍCULA
¡ Capacidad de un sistema físico para realizar trabajo !
Donde LAMBDAλ es la longitud de la onda asociada a la partícula de masa m que se mueve a una velocidad v, y h es la constante de Planck.
La materia posee energía como

resultado de su movimiento

en relación con las fuerzas que actúan sobre ella
Algunas clases de energía son:
Energía cinética, asociada con el movimiento
Energía potencial, asociada con la posición
Energía mecánica, que es la combinación de las dos anteriores
Energía nuclear, que se libera espontánea o artificialmente en las reacciones nucleares.
Energía térmica, que es la energía liberada en forma de calor.
Electromagnetismo
Estudia y unifica los fenómenos eléctricos y magnéticos en una sola teoría
Sus fundamentos fueron sentados por Michael Faraday
Sus fundamentos fueron formulados por primera vez de modo completo por James Maxwell
El electromagnetismo es una teoría de campos
Describe los fenómenos físicos macroscópicos en los cuales intervienen cargas eléctricas en reposo y en movimiento
Fue el conjunto de leyes físicas que siguió a la mecánica clásica
Porque surgió la física cuántica si ya existía todo un planteamiento anterior a este
Por los errores e inconsistencias que la mecánica clásica presentaba
Durante su desarrollo presento discrepancias que no fueron atendidas, que luego terminaron en dos revoluciones físicas
Una de ellas llevo a la teoría de la relatividad
La segunda implicó que la mecánica clásica dejara de tener validez en el mundo físico que se desarrollaba en la época
La transición entre mecánica clásica y mecánica cuántica no fue tan radical, aunque el cambio que se necesitaba si debia serlo
Entre la mecánica clásica y cuántica se desarrollo la mecánica matricial o de matrices
Creada por Wener, Heisenberg, Max Born y Pascual Jordan en 1925
Se baso en el modelo de Bhor para describir como ocurren los saltos cuánticos
Lo realiza interpretando las propiedades físicas de las partículas como matrices que evolucionan en el tiempo
Este fue el primer y unos de los grandes cambios propuestos por la mecánica matricial: El hecho de hablar partícula atómicas ya implica todo un
mundo microscópico
La mecánica matricial sentó las bases para el desarrollo posterior de la mecánica cuántica

Dr. Quantum
DOBLE RENDIJA

Sofia Fernandez Vidal (entrevista)

Física Cuántica
Juan José Arango

Física Cuántica
Documental
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