De La física Clásica A La Teoría Cuántica

De la física clásica a la teoría cuántica

Los primeros intentos de los físicos del siglo XIX para comprender el comportamiento de los átomos y de las moléculas no fueron exitosos del todo. Al suponer que las moléculas se comportan como pelotas que rebotan, los físico s fueron capaces de predecir y explicar algunos fenómenos macroscópicos, como la presión que ejerce un gas. Sin embargo, este modelo no informaba del todo la estabilidad de las moléculas; es decir, no podía explicar qué fuerzas mantenían unidos a los átomos. Pasó mucho tiempo para que se descubriera - y aún más para que se aceptara- que las propiedades de los átomos y de las moléculas no son gobernadas por las mismas leyes físicas que rigen a los objetos más grandes.

La nueva era de la física comenzó en 1900'con el joven físico alemán Max Planck. Al examinar los datos de la radiación que emitían los sólidos calentados a diferentes temperaturas, Planck descubrió que los átomos y las moléculas emiten energía sólo en cantidades discretas o cuanta. Los físicos siempre habían asumido que la energía era un proceso continuo y que en el proceso de radiación se podía liberar cualquier cantidad de energía. La teoría cuántica de Planck revolucionó la física. Sin duda, la serie de investigaciones que siguió a este descubrimiento modificó para siempre el concepto de la naturaleza.

Para comprender la teoría cuántica de Planck, es necesario tener cierto conocimiento acerca de la' naturaleza de las ondas. Se puede pensar en una onda como una alteración vibrátil mediante la cual se transmite la energía. Las propiedades básicas, de una onda se ilustran con un tipo muy conocido de ondas: las del agua. La variación regular de las crestas y los valles hace posible percibir la propagación de las ondas.

Las propiedades características de las ondas son su longitud y altura, así como el número de ondas que pasan por determinado punto en un segundo. La longitud de onda, λ (lambda), es la distancia entre puntos iguales de ondas sucesivas. La frecuencia, v (nu), es el número de ondas que pasan por un punto particular en, un segundo. La amplitud de la onda es la distancia vertical de la línea media de una onda a su cresta o a su valle.

Teoría cuántica de Planck

Cuando los sólidos se someten a calentamiento emiten radiación electromagnética que abarca una amplia gama de longitudes de onda. La luz rojiza tenue de un calentador eléctrico o la luz blanca brillante de una lámpara de tungsteno son algunos ejemplos de radiación que emiten los sólidos calentados.

Las mediciones hechas en la última parte del siglo XIX mostraron que la cantidad de, energía radiante que emitía un objeto a cierta temperatura dependía de su longitud de onda.

Sin embargo, la explicación de esta dependencia con la teoría ondulatoria establecida y con las leyes de la termodinámica no era del todo satisfactoria. Una de las teorías explicaba la dependencia de la longitud de onda corta pero no la de longitudes de onda más largas. Otra teoría explicaba

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