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Naturaleza ondulatoria de las partículas
PRINCIPIO DE INCERTIDUMBRE
Fue descubierto por Heisenberg en 1927
Plantea algo novedoso para la ciencia dela época: la posibilidad de que algo no sea exacto
En la búsqueda de una estructura que fuera compatible con la mecánica cuántica, la hallo
Principio que revelaba una característica distintiva de la mecánica cuántica que no existía en la mecánica newtoniana
Es imposible conocer la posición exacta y el momento lineal de una partícula simultáneamente
Según el principio de incertidumbre
Ciertos pares de variables físicas de una partícula, no pueden calcularse simultáneamente con la precisión que se quiera
Si repetimos el cálculo de la posición y el momento de una partícula cuántica determinada, nos encontramos con que dichos cálculos fluctúan en torno a valores medíos
Estas fluctuaciones reflejan, pues, nuestra incertidumbre en la determinación de la posición y el momento
Estas fluctuaciones reflejan, pues, nuestra incertidumbre en la determinación de la posición y el momento
Postula que en la mecánica cuántica es imposible conocer exactamente, en un instante dado, los valores de dos variables canónicas conjugadas
Se expresa como
Δx·Δpx≥h/2
Δx: Es la incertidumbre en la medición de la posición
Δp: Es la incertidumbre en la medición de la cantidad de movimiento
h/2: Es la constante de Planck
LA ECUACIÓN DE SCHRODINGER
Son muchos los conceptos previos implicados
Empezando por los modelos atómicos
Dalton, Thomson, Rutherford, Bohr, Sommerfeld
Erwin Schrödinger desarrolló en 1925
Esta ecuación que es de gran importancia en la mecánica cuántica
Es la ecuación de onda que rige el movimiento de los electrones
Relaciona las derivadas temporales y espaciales de la función de onda
No puede deducirse (al igual que las leyes de Newton del movimiento)
Modelo conocido también como “Ecuación de onda”
ψ:Función de onda
m:Masa del electrón
h:Constante de Planck
E:Energía del electrón (depende de sus coordenadas x,y,z)
V: Energía potencial del electrón (depende de sus coordenadas x, y, z)
Esta es una ecuación matemática que tiene en consideración varios aspectos:
La existencia de un núcleo atómico
Los niveles energéticos donde se distribuyen los electrones según su energía
La dualidad onda-partícula
La probabilidad de encontrar al electrón
Aunque con la mecánica cuántica queda claro que no se puede saber dónde se encuentra un electrónico
La ecuación de ondas de Schrödinger, Ψ, describe un posible estado del electrónico
Ψ2, define la distribución de densidad electrónica alrededor del núcleo
ONDAS DE BROGLIE
Trabajo publicado en 1924
Parte de una comparación entre las propiedades:
FOTÓN
ELECTRÓN
Para suponer que esta partícula podría poseer relaciones
ENERGÍA-FRECUENCIA
LONGITUD de ONDA-MOMENTO
Tiene movimiento ondulatorio asociado al electrón
V es la velocidad
M su masa
Aumenta al disminuir la velocidad y a la inversa
Si se aplica el modelo de BOHR
Las órbitas de los electrones en los átomos
solo pueden tener radios cuantificados
Expresadas:
Siendo N
vector unitario que comparte
Dirección
Sentido
COMPORTAMIENTO DUAL DE LAS PARTÍCULAS
También DUALIDAD ONDA-CORPÚSCULO
Fenómeno cuántico
Comprobado empiricamente
Las partículas pueden exhibir comportamientos típicos de onda
En Experimentos que aparecen como partículas compactas
Localizadas en otros experimentos
Tipico de los objetos MECANOCÚANTICO
algunas partículas pueden presentar
Interacciones muy localizadas
Como ondas exhiben el fenómeno de la interferencia
Actualmente se le considera
concepto de la mecánica cuántica
El cual no hay diferencias fundamentales entre:
Partículas
Ondas
Las partículas pueden comportarse como ondas
Viceversas
Fue introducido por:
Louis-Victor de Broglie
EL POZO DE POTENCIAL INFINITO
Es un problema muy simple que consiste de una sola partícula que rebota dentro de una caja inmóvil de la cual no puede escapar.
La solución al problema es trivial: la partícula se mueve en una línea recta a una velocidad constante hasta que rebota en una de las paredes.
Al rebotar, la velocidad cambia de sentido cambiando de signo la componente paralela a la dirección perpendicular a la pared.
Donde no pierde energía al colisionar contra sus paredes.
Manteniéndose la velocidad paralela a la pared, sin embargo, no hay cambio en el módulo de la misma velocidad.
EL POZO DE POTENCIAL FINITO
La solución a la ecuación de Schrödinger da una función de onda con una penetración que decae exponencialmente en la región clásicamente prohibida.
Confinar una partícula en un espacio más pequeño, requiere una mayor energía de confinamiento.
Puesto que la penetración de la función de onda "amplía la caja" de forma efectiva, los niveles de energía finitos, son así inferiores a aquellos del pozo infinito.
EL EFECTO TÚNEL
En mecánica cuántica el efecto
túnel es un fenómeno cuántico
Por el que una partícula viola los principios de la mecánica clásica
Penetrando una barrera de potencial o impedancia mayor que la energía cinética de la propia partícula.
Cualidad del estado energético de la materia análogo a una "colina" o pendiente clásica, compuesta por crestas y flancos alternos
Que sugiere que el camino más corto
de un móvil entre dos o más flancos debe atravesar su correspondiente cresta intermedia.
Si el objeto no dispone de energía mecánica
suficiente como para atravesar la barrera
La mecánica clásica afirma que nunca podrá aparecer en un estado perteneciente al otro lado de la barrera.
El efecto túnel ocurre cuando un electrón puede atravesar una barrera de potencial lo que estaría prohibido
En física clásica ya que el electrón
rebotaría como una pelota de frontón.
AUTOR George Gamow
Resolvió la teoría de la desintegración
Alfa de los núcleos atómicos
Aproximadamente
en 1928
Esto es posible debido al
carácter ondulatorio del electrón.
Cuando se va aumentando
la velocidad de circulación
Se va reduciendo, a su vez, el ángulo de visión a la hora de percibir los objetos y personas de la calzada.
consiguió demostrar inequívocamente
la existencia real del efecto túnel.
