Presentación sobre el concepto de cuanto

1. La teoría CUÁNTICA
LA HIPÓTESIS DE PLANCK

2. LA 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.
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 (cantidad de movimiento)
de una partícula subatómica.

3. PROBLEMA DE LA RADIACIÓN DE UN CUERPO NEGRO
A finales del siglo XIX, la termodinámica y el
electromagnetismo eran ramas muy sólidas de la física y
explicaban excelentemente bien casi todos los
fenómenos relacionados con ellas.
El problema de la radiación de cuerpo negro, constituyó
un verdadero quebradero de cabeza para ambas
disciplinas.
Un cuerpo negro es un cuerpo que absorbe absolutamente
toda la radiación electromagnética que recibe: no refleja ni
transmite nada de radiación. un cuerpo negro ideal emite
radiación con una distribución de frecuencias determinadas.
Esta radiación, denominada radiación de cuerpo negro,
sigue una curva conocida por los físicos de la época.

4. Interpretación clásica del problema de la radiación de cuerpo
negro o la CATASTROFE VIOLETA
Durante la década de 1890, los físicos
llevaron a cabo estudios cuantitativos
detallados de esos fenómenos y
expresaron sus resultados en una serie
de curvas o gráficas. La teoría clásica,
o pre-cuántica, predecía un conjunto de
curvas radicalmente diferentes de las
observadas.
Suponían que la superficie del material estaba compuesta por una infinidad de
osciladores muy pequeños ( hoy los llamamos átomos del material) que se
encuentran vibrando alrededor de un punto de equilibrio. Es decir:
Cuanto más caliente está el material, más rápido y con mayor amplitud vibran esos
minúsculos osciladores, que pueden emitir parte de la energía que tienen en forma
de onda electromagnética. Al emitir esta energía, oscilan más despacio: es decir,
se enfrían.

5. Lo que hizo Planck fue diseñar una
fórmula matemática que
describiera las curvas reales con
exactitud; después dedujo una
hipótesis física que pudiera
explicar la fórmula. Su hipótesis
fue que la energía sólo es radiada
en cuantos cuya energía es h· n,
donde n es la frecuencia de la
radiación y h es el „cuanto de
acción‟, ahora conocido como
constante de Planck.
ECUACIÓN DE PLANCK

6. Lo que hizo Planck fue diseñar una fórmula matemática que describiera las
curvas reales con exactitud; la formula partía del supuesto, una pequeña
argucia matemática, supuso que:
• los pequeños osciladores de la materia podían oscilar sólo con
energías que fueran múltiplos enteros de una “energía
fundamental” que era proporcional a la frecuencia con la que
oscilaban mediante una constante que probablemente era muy
pequeña.
• después dedujo una hipótesis física que pudiera explicar la
fórmula.
La energía es discontinua y depende de la frecuencia de la
radiación:
E= h· n = h· c/l

7. La imposibilidad de determinar exactamente la posición
de un electrón en un instante determinado fue analizada
por Heisenberg, que en 1927 formuló el principio de
incertidumbre.
Este principio afirma que es imposible
especificar con exactitud y al mismo tiempo la
posición y el momento lineal (cantidad de
movimiento de una partícula).
En otras palabras, los físicos no pueden medir la
posición de una partícula sin causar una perturbación en la
velocidad de dicha partícula.
Se dice que el conocimiento de la posición y de la velocidad son
complementarios, es decir, que no pueden ser precisos al
mismo tiempo.

8. Para ampliar la información por favor visita las siguientes páginas:
Fuentes:
La teoría cuántica
http://www.gobiernodecanarias.org/educacion/3/usrn/lentiscal/2-CD-Fiisca-TIC/2-8Cuantica/Cuantica-
TeoriaWeb/FisiCuanti.htm
EL TAMIZ
http://eltamiz.com/2007/09/24/cuantica-sin-formulas-la-hipotesis-de-planck/
Imagenes
http://micro.magnet.fsu.edu/optics/timeline/people/planck.html foto planck ovalada
http://www.nature.com/nature/journal/v424/n6947/images/424376a-f1.2.jpg quark infografía
http://files.delatomoalamor.webnode.es/200000169-7c2507d1d8/i-c_planck[1].gif valor masa negra
http://es.wikipedia.org/wiki/Carb%C3%B3n_vegetal carbónarde
http://cdn.globovision.com/media/carbon1812.jpg
Autor: Carmen Elena García
Caracas,08/04/2013 10:54 p.m.