Base Experimental De La Teoria Cuantica

1.1 BASE EXPERIMENTAL DE LA TEORÍA CUÁNTICA Y ESTRUCTURA ATÓMICA

Bases Experimentales De La Teoría Cuántica

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.

Con la teoría cuántica se han podido explicar las propiedades de los átomos y moléculas, las reacciones entre ellos y sus consecuencias químicas. En particular, podemos entender las regularidades que Mendeleyev plasmó en su tabla periódica de los elementos químicos.

La teoría cuántica fue primeramente introducida por Planck, en 1900.

Es el “padre de la cuántica”. Planck dedujo la hipótesis de la discontinuidad de la energía y en el año de 1900 Planck descubre los cuantos y formula la teoría que lo haría famoso, y que daría nacimiento a un campo desconocido hasta entonces, la Mecánica Cuántica, la cual da una nueva y muy especial forma de ver los fenómenos físicos. Gracias a sus esfuerzos, y muy merecidamente, Planck recibió el premio Nobel de Física en 1918.

La teoría cuántica básicamente nos dice que la luz no llega de una manera continua, sino que está compuesta por pequeños paquetes de energía, a los que llamamos cuantos. Estos cuantos de energía se llaman fotones. Toda luz que nos llega viene por pequeños paquetes, no es continua.

Los fotones son las partículas “fundamentales” de la luz, así como los electrones son las partículas fundamentales de la materia, esta analogía es la que sirvió para realizar el descubrimiento del carácter cuántico de la luz. Por esta misma analogía, años después, de Broglie desarrolló la teoría que formula que la materia también tiene un carácter ondulatorio.

El átomo y sus partículas subatómicas.

La palabra átomo proviene del idioma griego y significa no divisible o indivisible por lo que el átomo se consideraría la partícula más pequeña de la materia que no se puede dividir. Este concepto fue inventado por Demócrito en el 400 a.c y en aquella época se creía que el átomo era efectivamente la partícula más pequeña posible de la materia (lo cual no es cierto y a que hay partículas subatómicas)

En los átomos se reconoce la existencia de partículas con carga eléctrica negativa, llamados electrones, los cuales giran en diversas "orbitas" o niveles de energía, alrededor de un núcleo central con carga eléctrica positiva. El átomo en su conjunto y sin la presencia de perturbaciones externas es eléctricamente neutro

Centro del núcleo se encuentran otras partículas, los protones, que pose en carga eléctrica positiva, y los neutrones que no poseen carga eléctrica. Así pues dentro del átomo encontramos:

EL ELECTRÓN: Es una partícula elemental con carga eléctrica negativa igual a 1,602x10-19 Coulomb y mas a igual a 9,1083x10-28 g, que se encuentra formando parte delos átomos de todos los elementos

EL NEUTRÓN: Es una partícula elemental eléctricamente neutra y masa ligeramente superior a la del protón, que se encuentra formando parte de los átomos de todos los elementos

EL PROTÓN: Es una partícula elemental con carga eléctrica positiva igual a 1,602x10-19 Coulomb y cuya masa es 1837 veces mayor que la del electrón. La misma se encuentra formando parte de los átomos de todos los elementos.

En un átomo de un elemento cualquiera se tiene la misma cantidad de protones y de electrones. Esta cantidad recibe el nombre de número atómico, y se designa por la letra "Z"

A la cantidad total de protones más neutrones presentes en un núcleo a tómico se denominan número másico y se designa por la letra "A"

Rayos Catódicos y Rayos Anódicos.

Rayos catódicos:

Los rayos catódicos se descubrieron mediante, un experimento mediante lo que se llamo tubo de descarga, un tubo hermético donde se encierra un gas enrarecido, y dos electrodos en los extremos, cátodos (-) y ánodo (+), unidos a una corriente alto voltaje. El paso de corriente iba acompañado de una luminiscente en el extremo opuesto al cátodo.

Este experimento demostró la existencia de los rayos catódicos y que se alejaban del cátodo en línea recta y a que en él la parte del ánodo se reflejaba una luz. Por eso se supo que eran de naturaleza negativa.

Si se introduce en un campo magnético un cátodo, todo ello dentro de un tubo hermético donde se introduce un gas enrarecido, la luz de los rayos catódicos se dirigía hacia la placa positiva del campo magnético, por lo que se comprobó que se comportaban como una corriente eléctrica de carga negativa.

A partir del descubrimiento de los rayos catódicos JJ. Thomson llegó a la conclusión de que las partículas de los rayos catódicos debían de ser partículas constituyentes fundamentales de toda la materia.

Los electrones

 Carga negativa

 La masa del electrón es minúscula, por eso seda como inexistente.

Rayos canales o rayos anódicos:

El físico E.Goltein para estudiar el fenómeno del tubo de descarga uso un cátodo perforado e introdujo H2 gas enrarecido. Esto produjo una radiación que se reflejaba detrás del cátodo lo indicaba que procedían del ánodo. A estas radiaciones las llamó rayos canales o rayos anódicos.

Este experimento demostró la existencia de los rayos canales, y que tienen una naturaleza positiva y a que salen del ánodo.

Si se introduce en un campo magnético un ánodo, todo ello dentro de un tubo hermético donde se introduce un gas enrarecido, la luz de los rayos catódicos se dirigía hacia la placa negativa del campo magnético, por lo que se comprobó que se comportaban como una corriente eléctrica de carga positiva.

Las partículas de los rayos anódicos debían de ser otras partículas constituyentes fundamentales de toda la materia, y esa partícula distinta de electrón coincidía con el núcleo del H2 que era el gas

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