La mecánica cuántica describe el comportamiento de la materia a nivel atómico y subatómico. Introduce conceptos como la dualidad onda-partícula y la cuantización de la energía, que explican fenómenos como el espectro atómico y la radiación del cuerpo negro. Max Planck y Albert Einstein sentaron las bases al proponer que la energía electromagnética se emite y absorbe en forma de cuantos o fotones. La mecánica cuántica proporciona las predicciones experimentales más prec
“No tomen esta platica demasiado en serio . . . Solo relájense y disfrútenla. Voy a decirles como se comporta la naturaleza. Si ustedes solamente aceptan que la naturaleza se comporta así, van a ver que es algo fascinante y encantador. No se la pasen preguntándose “¿Pero cómo puede ser así?" porque entonces se encontrarán...en un callejón sin salida, del que nadie ha podido escapar todavía. Nadie sabe porqué es así.“
Richard Feynman
“No tomen esta platica demasiado en serio . . . Solo relájense y disfrútenla. Voy a decirles como se comporta la naturaleza. Si ustedes solamente aceptan que la naturaleza se comporta así, van a ver que es algo fascinante y encantador. No se la pasen preguntándose “¿Pero cómo puede ser así?" porque entonces se encontrarán...en un callejón sin salida, del que nadie ha podido escapar todavía. Nadie sabe porqué es así.“
Richard Feynman
origin of quantum physics -
Inadequacy of classical mechanics and birth of QUANTUM PHYSICS
ref: Quantum mechanics: concepts and applications, N. Zettili
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Inadequacy of classical mechanics and birth of QUANTUM PHYSICS
ref: Quantum mechanics: concepts and applications, N. Zettili
Concepto e importacia de la Computación Cuántica, Axiomas Fundamentales de la Mécanica Cuántica, El Qbit, sistema de dos qbits, compuertas cuánticas, algoritmos cuánticas, Dwave: la primera computadora cuántica comercial.
La Mecánica Cuántica se ocupa del comportamiento de la materia y la radiación en las escalas
atómica y subatómica. De esta forma procura describir y explicar las propiedades de las moléculas,
los átomos y sus constituyentes: electrones, protones, neutrones, y otras partículas más
esotéricas como los quarks y los gluones. Esas propiedades incluyen las interacciones de las
partículas entre sí y con la radiación electromagnética.
Física cuántica, Efecto Compton y Efecto Fotoelectricokerensanchez23
La física, o mecánica cuántica, estudia el comportamiento de la materia cuando las dimensiones de ésta son tan pequeñas que empiezan a notarse extraños efectos como la imposibilidad de conocer con exactitud la posición de una partícula o simultáneamente su posición y velocidad, sin afectar a la propia partícula.
Cuando las moléculas de una especie química, interactúan con la energía radiante de la región visible y ultravioleta, se puede llevar a cabo una absorción, que proporciona al electrón la energía necesaria para saltar al siguiente nivel energético del átomo. Se ha comprobado que el espectro de absorción es una función de la estructura completa de una sustancia; por ello es una propiedad altamente específica de la estructura molecular de la especie absorbente. Existen factores que influyen en los espectros obtenidos, por ejemplo: el solvente, pH, temperatura, etc., que se deben de tomar en cuenta en una determinación cuidadosa.
El salto dado de la Física Clásica a la Teoría Cuántica nos ayudó a predecir y entender la función que desempeñan los electrones en la química. Los primeros intentos de los físicos del siglo XIX para comprender el comportamiento de los átomos y moléculas no fueron exitosos del todo. La nueva era de la física comenzó en 1900 con el joven físico alemán Max Karl Ernest Ludwig Planck, los aportes de Planck, sin duda revolucionaran y permitirán modificar para siempre el concepto de la naturaleza.
Un libro sin recetas, para la maestra y el maestro Fase 3.pdfsandradianelly
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ROMPECABEZAS DE ECUACIONES DE PRIMER GRADO OLIMPIADA DE PARÍS 2024. Por JAVIE...JAVIER SOLIS NOYOLA
El Mtro. JAVIER SOLIS NOYOLA crea y desarrolla el “ROMPECABEZAS DE ECUACIONES DE 1ER. GRADO OLIMPIADA DE PARÍS 2024”. Esta actividad de aprendizaje propone retos de cálculo algebraico mediante ecuaciones de 1er. grado, y viso-espacialidad, lo cual dará la oportunidad de formar un rompecabezas. La intención didáctica de esta actividad de aprendizaje es, promover los pensamientos lógicos (convergente) y creativo (divergente o lateral), mediante modelos mentales de: atención, memoria, imaginación, percepción (Geométrica y conceptual), perspicacia, inferencia, viso-espacialidad. Esta actividad de aprendizaje es de enfoques lúdico y transversal, ya que integra diversas áreas del conocimiento, entre ellas: matemático, artístico, lenguaje, historia, y las neurociencias.
2. INTRODUCCIÓN
• Sustentada en la naturaleza dual partícula onda de la materia, la mecánica cuántica describe cómo en
cualquier sistema físico existe una multiplicidad de estados resultantes de incertidumbre en la
especificación completa de magnitudes observables. Los estados, habiendo sido descritos mediante
ecuaciones diferenciales, son denominados estados cuánticos. De esta forma la mecánica cuántica
puede explicar la existencia del espectro atómico discreto y revelar los misterios de la estructura
atómica, tal como hoy son descritos; fenómenos como la difracción de electrones, que no puede
explicar debidamente la física clásica o más propiamente la mecánica clásica
3. QUE ES ?
La parte de la mecánica cuántica que incorpora elementos relativistas de manera formal para abordar
diversos problemas se conoce como mecánica cuántica relativista o ya, en forma más correcta y
acabada, teoría cuántica de campos (que incluye a su vez a la electrodinámica cuántica, cromodinámica
cuántica y teoría electrodébil dentro del modelo estándar) y más generalmente, la teoría cuántica de
campos en espacio-tiempo curvo. La única interacción elemental que no se ha podido cuantificar hasta el
momento ha sido la interacción gravitatoria. Este problema constituye entonces uno de los mayores
desafíos de la física del siglo XXI.
4. IMAGEN ILUSTRATIVA DE LA DUALIDAD ONDA-PARTÍCULA,
EN EL QUE SE APRECIA CÓMO UN MISMO FENÓMENO
PUEDE SER PERCIBIDO DE DOS MODOS DISTINTOS.
5. LA MECÁNICA CUÁNTICA PROPORCIONA EL FUNDAMENTO
DE LA FENOMENOLOGÍA DEL ÁTOMO, DE SU NÚCLEO Y DE
LAS PARTÍCULAS ELEMENTALES (LO CUAL REQUIERE
NECESARIAMENTE EL ENFOQUE RELATIVISTA). TAMBIÉN SU
IMPACTO EN TEORÍA DE LA
INFORMACIÓN, CRIPTOGRAFÍA Y QUÍMICA HA SIDO
DECISIVO.
6. LA MECÁNICA CUÁNTICA ES, CRONOLÓGICAMENTE, LA
ÚLTIMA DE LAS GRANDES RAMAS DE LA FÍSICA. SE FORMULÓ
A PRINCIPIOS DEL SIGLO XX, CASI AL MISMO TIEMPO QUE
LA TEORÍA DE LA RELATIVIDAD, AUNQUE EL GRUESO DE LA
MECÁNICA CUÁNTICA SE DESARROLLÓ A PARTIR DE 1920
(SIENDO LA TEORÍA DE LA RELATIVIDAD ESPECIAL DE 1905 Y
LA TEORÍA GENERAL DE LA RELATIVIDAD DE 1915).
7.
8. ADEMÁS AL ADVENIMIENTO DE LA
MECÁNICA CUÁNTICA EXISTÍAN
DIVERSOS PROBLEMAS NO
RESUELTOS EN
LA ELECTRODINÁMICA CLÁSICA
9. EL PRIMERO DE ESTOS PROBLEMAS ERA LA EMISIÓN DE
RADIACIÓN DE CUALQUIER OBJETO EN EQUILIBRIO,
LLAMADA RADIACIÓN TÉRMICA, QUE ES LA QUE PROVIENE
DE LA VIBRACIÓN MICROSCÓPICA DE LAS PARTÍCULAS QUE
LO COMPONEN
10. TAMBIÉN LA ESTABILIDAD DE LOS ÁTOMOS NO PODÍA SER
EXPLICADA POR EL ELECTROMAGNETISMO CLÁSICO, Y LA
NOCIÓN DE QUE EL ELECTRÓN FUERA O BIEN UNA
PARTÍCULA CLÁSICA PUNTUAL O BIEN UNA CÁSCARA
ESFERICA DE DIMENSIONES FINITAS RESULTABAN
IGUALMENTE PROBLEMÁTICAS.
11. RADIACIÓN ELECTROMAGNÉTICA
• El problema de la radiación electromagnética de un cuerpo negro fue uno de
los primeros problemas resueltos en el seno de la mecánica cuántica. Es en el
seno de la mecánica estadística donde surgen por primera vez las ideas
cuánticas en 1900. Al físico alemán Max Planck se le ocurrió un artificio
matemático: si en el proceso aritmético se sustituía la integral de esas
frecuencias por una suma no continua (discreta), se dejaba de obtener infinito
como resultado, con lo que se eliminaba el problema; además, el resultado
obtenido concordaba con lo que después era medido.
12. FUE MAX PLANCK QUIEN ENTONCES ENUNCIÓ LA HIPÓTESIS
DE QUE LA RADIACIÓN ELECTROMAGNÉTICA ES ABSORBIDA
Y EMITIDA POR LA MATERIA EN FORMA DE «CUANTOS» DE
LUZ O FOTONES DE ENERGÍA CUANTIZADOS
INTRODUCIENDO UNA UNA CONSTANTE ESTADÍSTICA, QUE
SE DENOMINÓ CONSTANTE DE PLANCK. SU HISTORIA ES
INHERENTE AL SIGLO XX, YA QUE LA PRIMERA
FORMULACIÓNCUÁNTICA DE UN FENÓMENO FUE DADA A
CONOCER POR EL MISMO PLANCK EL 14 DE
DICIEMBRE DE 1900 EN UNA SESIÓN DE LA SOCIEDAD FÍSICA
DE LA ACADEMIA DE CIENCIAS DE BERLÍN.
13. LA IDEA DE PLANCK HABRÍA PERMANECIDO MUCHOS AÑOS
SÓLO COMO HIPÓTESIS SIN VERIFICAR POR COMPLETO
SI ALBERT EINSTEIN NO LA HUBIERA RETOMADO,
PROPONIENDO QUE LA LUZ, EN CIERTAS CIRCUNSTANCIAS,
SE COMPORTA COMO PARTÍCULAS DE ENERGÍA (LOS
CUANTOS DE LUZ O FOTONES) EN SU EXPLICACIÓN
DEL EFECTO FOTOELÉCTRICO. FUE ALBERT EINSTEIN QUIEN
COMPLETÓ EN 1905 LAS CORRESPONDIENTES LEYES DEL
MOVIMIENTO SU TEORÍA ESPECIAL DE LA RELATIVIDAD,
DEMOSTRANDO QUE EL ELECTROMAGNETISMO ERA UNA
TEORÍA ESENCIALMENTE NO MECÁNICA. CULMINABA ASÍ LO
QUE SE HA DADO EN LLAMAR FÍSICA CLÁSICA, ES DECIR, LA
FÍSICA NO-CUÁNTICA
14. LA MECÁNICA CUÁNTICA INTRODUCE UNA SERIE DE HECHOS
CONTRAINTUITIVOS QUE NO APARECÍAN EN LOS
PARADIGMAS FÍSICOS ANTERIORES; CON ELLA SE DESCUBRE
QUE EL MUNDO ATÓMICO NO SE COMPORTA COMO
ESPERARÍAMOS. LOS CONCEPTOS
DE INCERTIDUMBRE O CUANTIZACIÓN SON INTRODUCIDOS
POR PRIMERA VEZ AQUÍ. ADEMÁS LA MECÁNICA CUÁNTICA
ES LA TEORÍA CIENTÍFICA QUE HA PROPORCIONADO LAS
PREDICCIONES EXPERIMENTALES MÁS EXACTAS HASTA EL
MOMENTO, A PESAR DE ESTAR SUJETA A LAS
PROBABILIDADES.
15.
16. DESARROLLO HISTÓRICO DE LA MECÁNICA CLÁSICA
• Espectro de la radiación del cuerpo negro, resuelto por Max
Planck con la cuantización de la energía. La energía total del
cuerpo negro resultó que tomaba valores discretos más que
continuos. Este fenómeno se llamó cuantización, y los intervalos
posibles más pequeños entre los valores discretos son
llamados quanta (singular: quantum, de la palabra latina para
«cantidad», de ahí el nombre de mecánica cuántica). La magnitud
de un cuanto es un valor fijo llamado constante de Planck, y que
vale: 6.626 ×10-34 julios por segundo.
17. BAJO CIERTAS CONDICIONES EXPERIMENTALES, LOS OBJETOS
MICROSCÓPICOS COMO LOS ÁTOMOS O
LOS ELECTRONES EXHIBEN UN
COMPORTAMIENTO ONDULATORIO, COMO EN
LA INTERFERENCIA. BAJO OTRAS CONDICIONES, LAS MISMAS
ESPECIES DE OBJETOS EXHIBEN UN COMPORTAMIENTO
CORPUSCULAR, DE PARTÍCULA, («PARTÍCULA» QUIERE DECIR
UN OBJETO QUE PUEDE SER LOCALIZADO EN UNA REGIÓN
CONCRETA DEL ESPACIO), COMO EN LA DISPERSIÓN DE
PARTÍCULAS. ESTE FENÓMENO SE CONOCE
COMO DUALIDAD ONDA-PARTÍCULA
18. LAS PROPIEDADES FÍSICAS DE OBJETOS CON HISTORIAS
ASOCIADAS PUEDEN SER CORRELACIONADAS, EN UNA
AMPLITUD PROHIBIDA PARA CUALQUIER TEORÍA CLÁSICA,
SÓLO PUEDEN SER DESCRITOS CON PRECISIÓN SI SE HACE
REFERENCIA A AMBOS A LA VEZ. ESTE FENÓMENO ES
LLAMADO ENTRELAZAMIENTO CUÁNTICO Y
LA DESIGUALDAD DE BELL DESCRIBE SU DIFERENCIA CON LA
CORRELACIÓN ORDINARIA. LAS MEDIDAS DE LAS
VIOLACIONES DE LA DESIGUALDAD DE BELL FUERON
ALGUNAS DE LAS MAYORES COMPROBACIONES DE LA
MECÁNICA CUÁNTICA.
19. EXPLICACIÓN DEL EFECTO FOTOELÉCTRICO, DADA
POR ALBERT EINSTEIN, EN QUE VOLVIÓ A APARECER ESA
"MISTERIOSA" NECESIDAD DE CUANTIZAR LA ENERGÍA.