II. Las teorías atómicas modernas. 1. Tendencias antagónicas. -- 2. El discontinuo. -- 3. El continuo. -- 4. La crisis de los quanta -- 5. La mecánica ondulatoria -- 6. Las ideas de Bohr y de Heisenberg. -- 7. Teoría de Fermi. -- 8. Conclusión. (Texto tomado de la fuente)
El modelo de Bohr fue uno de los logros mas exitosos que propuso una estructura atomica coherente con hechos experimentales para el atomo de Hidrogeno; pero no pudo cubrir todas las expectativas acerca del movimiento de los electrones y es mas, segun este modelo los electrones se encuentran en posiciones fijas y constantes del nucleo atomico y se mueven con velocidades practicamente determinables conjuntamente con la posicion, lo que resulta, finalmente en una descripcion incorrecta del atomo al no considerar un principio fundamental: La Incertidumbre de Heisenberg. Los aportes fundamentales, principalmente propuestos por Bohr, Sommerfeld, Planck, Einstein, Compton y de Broglie fueron los cimientos para asentar el escenario a Schrodinger para proponer la ecuacion base que dio inicio a la Mecanica Ondulatoria o Mecanica Cuantica. Palabras clave: Incertidumbre, Schrodinger, Teoria atomica, Mecanica Ondulatoria.
El libro está dedicado a la presentación de temas básicos de la denominada “física moderna”. Está diseñado para estudiantes de segundo y tercer año de la licenciatura en Física y carreras afines e intenta familiarizar al estudiante con los conceptos y herramientas de cálculo adecuados a los temas incluidos en el texto. Los temas tratados incluyen la teoría de la relatividad especial de Einstein, el modelo atómico de Bohr, las leyes de la radiación, el efecto fotoeléctrico, el efecto Compton, los principios de la mecánica ondulatoria, la ecuación de Schroedinger y sus soluciones para el oscilador armónico y el campo coulombiano. Se presentan las reglas de cuantificación del momento angular y se discuten las soluciones de la ecuación de Schroedinger en presencia de barreras de potencial. El material del texto se acompaña con ejercicios de aplicación y lecturas recomendadas. Al final de cada capítulo se presenta una guía de los conceptos expuestos.
[ES] Hoy en día hay sobradas razones para considerar la teoría cuántica como uno de los mayores éxitos de la física moderna. Después de unos primeros años dificultosos, inaugurados por el descubrimiento del cuanto de acción por Max Planck en 1900, la teoría física cuántica acumula éxitos y consigue describir una cantidad de fenómenos cada vez mayor. No obstante, también es una teoría que desafía a nuestra intuición, pues choca con las nociones más elementales de la física clásica. La validez del formalismo de la mecánica cuántica está fuera de toda duda, pero de este no se desprende inmediatamente una imagen de la realidad microscópica. Esto supone un problema serio, ya que el objetivo de la física es dar una descripción de la realidad, además de permitirnos manipularla. Profundizar en este tema es el motivo principal para hacer este trabajo. Una de las primeras soluciones al problema presentado, y también la más dominante,1 es la interpretación de Copenhague. Se asocian comúnmente a esta físicos como Max Born, Werner Heisenberg y Niels Bohr. Esta interpretación suele entenderse como sinónimo de indeterminismo, el principio de correspondencia de Bohr, la interpretación estadística de la función de onda de Born y la interpretación complementaria de Bohr de ciertos fenómenos atómicos.2 Sin embargo, a día de hoy se dispone de suficiente información para saber que bajo este término se agrupan interpretaciones muy diferentes entre sí.3 A pesar de las divergencias entre los autores mencionados, está ampliamente aceptado que la perspectiva general que comparten tiene su origen en el trabajo de Bohr.4 Así, he centrado el trabajo en su solución al problema de la física cuántica y en su filosofía de la física.
La Fisica Moderna es fundamental para comprender las nuevas tecnologias y los descubrimientos cientificos del siglo XX. La Fisica Cuantica esta en los fundamentos de los dispositivos electronicos de los ordenadores. El laser permite realizar operaciones quirurgicas antes impensables. Las aplicaciones de la Fisica Nuclear en Medicina permiten obtener imagenes precisas de los organos internos y poderosas herramientas para la lucha contra el cancer. La Teoria de la Relatividad es necesaria para comprender el funcionamiento de las centrales nucleares y cual es la fuente de energia del Sol. La Fisica Moderna es la base de nuestra comprension actual del Universo. Este conocimiento, aparte de su propio interes intelectual, tambien es importante en Filosofia, pues describe la posicion del Hombre en La Creacion y establece fundamentos firmes para responder a las eternas cuestiones de quienes somos y de donde venimos. El libro esta divido en cinco capitulos que contienen problemas resueltos relativos a los principales temas de Fisica Relativista y Fisica Cuantica. Esta obra esta dirigida a estudiantes universitarios de primer curso que necesitan afianzar sus conocimientos en Fisica Moderna.
La mecanica cuantica es, sin lugar a dudas, la principal teoria fisica del siglo XX. Un buen numero de campos de la fisica moderna, tales como la fisica atomica y molecular, el estado solido y la “ciencia de materiales”, la fisica nuclear, la fisica de particulas, o la fisica del laser, son, en definitiva, aplicaciones de la mecanica cuantica. La teoria cuantica subyace, ademas, en la explicacion microscopica de todos los fenomenos quimicos y biologicos, y es la base de gran parte de la tecnologia mas avanzada. Desde el punto de vista matematico sus aspectos formales han sido siempre de gran interes. El papel que han desempenado las matematicas en su proceso de aparicion y posterior desarrollo ha sido crucial. Presentamos aqui un breve resumen de las herramientas matematicas basicas usadas en la mecanica cuantica. No se hara hincapie tanto en sus aspectos mas formales, sino en su relacion con la fisica del mundo que trata de explicar.
La edad dorada de la física ha supuesto un cambio radical en la concepción que los físicos tienen del mundo. Se formularon, como consecuencia, dos teorías novedosas, una del espacio, el tiempo y el movimiento, llamada relatividad, y otra de la naturaleza de la materia y las fuerzas que actúan sobre ella, que desembocó en la teoría de la mecánica cuántica y su principal motor, el principio de incertidumbre, que recibe su nombre en honor a Heisenberg, uno de los principales arquitectos de la teoría. La teoría de la relatividad incluye dos teorías (la de la relatividad especial y la de la relatividad general) formuladas por Albert Einstein a principios del siglo XX, que pretendían resolver la incompatibilidad existente entre la mecánica newtoniana y el electromagnetismo. La mecánica cuántica es una de las ramas principales de la Física y uno de los más grandes avances del siglo XX en el conocimiento humano. u aplicación ha hecho posible el descubrimiento y desarrollo de muchas tecnologías, como por ejemplo los transistores.