Actividad 16 de noviembre de 2011

MECÁNICA CUÁNTICA (FUNCIÓN DE ONDA)


En mecánica cuántica, una función de onda  es una forma de representar el estado físico de un sistema de partículas. Usualmente es una función compleja, de cuadrado integrable y univaluada de las coordenadas espaciales de cada una de las partículas.
El nombre función de onda se refiere a que el concepto fue desarrollado en el marco de la primera física cuántica, donde se interpretaba que las partículas podían ser representadas mediante una onda física que se propaga en el espacio.
Algunos observables posibles sobre un sistema dado son la energía, posición, momento y momento angular. La mecánica cuántica no asigna valores definidos a los observables, sino que hace predicciones sobre sus distribuciones de probabilidad. Las propiedades ondulatorias de la materia son explicadas por la interferencia de las funciones de onda. Estas funciones de onda pueden variar con el transcurso del tiempo. Esta evolución es determinista si sobre el sistema no se realiza ninguna medida aunque esta evolución es estocástica y se produce mediante colapso de la función de onda cuando se realiza una medida sobre el sistema.

HIPÓTESIS DE DE BROGLIE

Basándose en la extraña naturaleza dual de la luz evidenciada porla radiación del cuerpo negro, y del efecto fotoeléctrico, Louis de Broglie propusó en 1924 que la materia también debería poseer propiedades tanto ondulatorias como corpusculares.

Tradicionalmente, los electrones se habían considerado como partículas, y por tanto un haz de electrones sería algo claramente distinto de una onda. 

Louis de Broglie propuso en 1923, eliminar esta distinción: un haz de partículas y una onda son esencialmente el mismo fenómeno; simplemente, dependiendo del experimento que realicemos, observaremos un haz de partículas u observaremos una onda. Así, el electrón posee una longitud de onda (que es un parámetro totalmente característico de las ondas).

Esta idea, que en un principio era una simple propuesta teórica, fue confirmada experimentalmente en 1927, cuando se consiguió que haces de electrones experimentasen un fenómeno muy característico de las ondas: la distorsión de la onda al atravesar una rendija muy estrecha (difracción).

De Broglie, asignó a las partículas una onda asociada cuya longitud de onda viene dada por la siguiente expresión:

l = h / mv

Mecánica cuántica y modelo de Bohr

MECÁNICA CUÁNTICA

La mecánica cuántica es la que explica el comportamiento de la materia y de la energía en los niveles cuánticos y atómicos. Su aplicación ha hecho posible el descubrimiento y desarrollo de muchas tecnologías, como por ejemplo los transistores, componentes masivamente utilizados en prácticamente cualquier aparato que tenga alguna parte funcional electrónica. La mecánica cuántica describe, en su visión más ortodoxa, cómo cualquier sistema físico, y por lo tanto todo el universo, existe en una diversa y variada multiplicidad de estados, los cuales habiendo sido organizados matemáticamente por los físicos, son denominados autoestados de vector y valor propio.

MODELO ATÓMICO DE BOHR

El modelo atómico de Bohr o de Bohr-Rutherford es un modelo clásico del átomo, pero fue el primer modelo atómico en el que se introduce una cuantización a partir de ciertos postulados. Fue propuesto en 1913 por el físico danés Niels Bohr, para explicar cómo los electrones pueden tener órbitas estables alrededor del núcleo y por qué los átomos presentaban espectros de emisión característicos (dos problemas que eran ignorados en el modelo previo de Rutherford). Además el modelo de Bohr incorporaba ideas tomadas del efecto fotoeléctrico, explicado por Albert Einstein en 1905.

Equipo # 3 Física relativista

Equipo # 1 Difracción y teoría cuántica de la luz

Equipo # 5 Teoría cuántica: radiación de un cuerpo negro y el efecto fotoeléctrico

El término radiación se refiere a la emisión continua de energía desde la superficie de cualquier cuerpo, esta energía se denomina radiante y es transportada por las ondas electromagnéticas que viajan en el vacío a la velocidad de 3·10⁸ m/s . Las ondas de radio, las radiaciones infrarrojas, la luz visible, la luz ultravioleta, los rayos X y los rayos gamma, constituyen las distintas regiones del espectro electromagnético.

La emisión de electrones por metales iluminados con luz de determinada frecuencia fue observada a finales del siglo XIX por Hertz y Hallwachs. El proceso por el cual se liberan electrones de un material por la acción de la radiación se denomina efecto fotoeléctrico o emisión fotoeléctrica. Sus características esenciales son:

• Para cada sustancia hay una frecuencia mínima o umbral de la radiación electromagnética por debajo de la cual no se producen fotoelectrones por más intensa que sea la radiación.

• La emisión electrónica aumenta cuando se incrementa la intensidad de la radiación que incide sobre la superficie del metal, ya que hay más energía disponible para liberar electrones.

Equipo # 4 Masa y Energía relativista

En la ciencia popular, la masa relativista dependiente del observador sigue estando presente, como muestran ciertas ecuaciones de la mecánica no relativística que retienen su forma original (ver más abajo). Además, la famosa ecuación de Einstein E = mc² es cierta para todos los observadores sólo si a m se la considera como masa relativística. Las modificaciones a esta fórmula para poderla usar con la masa invariante se discuten más abajo.

Nótese que la masa relativista y la masa invariante coinciden en algunos sistemas de referencia. Es el caso de los sistemas compuestos con el centro de masas en reposo, como un sólido formado por muchas partículas, un gas o un grupo de partículas en interacción. Las reacciones en este sistema inercial especial no producen cambios en la masa o energía, siempre y cuando el sistema permanezca aislado.

Equipo # 2 "Polarización y radiación laser"

Equipo # 3 Física relativista

Bueno, pues a mi me gusto esta exposicion porque nos dijeron como era que funcionaba la fisica relativista, y nos hablaron acerca de que trata de velocidades que se acercan a la velocidad de la luz.

Física relativista es un nuevo modelo para describir el universo teniendo como constante fundamental la velocidad de la luz en todas las ecuaciones.

Busca demostrar el concepto de que el universo y la interacción física de lo que compone es relativo a su movimiento espacio que ocupa y tiempo en que lo ocupa, la fisica relativista ve el universo como un todo dinamico y no inependiza el objeto del todo pues el todo hace parte de su interacción.

Equipo # 2 Polarización y radiacion laser

Bueno pues a mi me parecio una buena exposición, ya que explicaron muy bien el tema y tambien su experimento se noto a simple vista. Entendi que la polarizacion funciona cuando la luz choca con un objeto, el cual deja pasar luz, pero no es su totalidad, los rayos de insidencia chocan y se van hacia un lado, mietras solo unos cuantos logran  pasar a travez del objetos, pero con menor intensidad.

Polarización es el proceso por el cual en un conjunto originariamente indiferenciado se establecen características o rasgos distintivos que determinan la aparición en él de dos o más zonas mutuamente excluyentes llamadas polos.

La radiación láser se caracteriza por una serie de propiedades, diferentes de cualquier otra fuente de radiación electromagnética, como son: Monocromaticidad, coherencia espacial o direccionabilidad, coherencia temporal.

Equipo # 1 Difracción y teoría cuántica de la luz

Reflexión, refracción, interferencia, òptica y difracción...

REFLEXIÓN

La reflexión es el cambio de dirección de un rayo o una onda que ocurre en la superficie de separación entre dos medios, de tal forma que regresa al medio inicial. Como ejemplos podemos tener: la reflexión de la luz, el sonido y las ondas en el agua.

En esta podemos encontrar dos leyes, que son:
1a. ley: El rayo incidente, el rayo reflejado y la normal, se encuentran en un mismo plano.

2a. ley: El ángulo de incidencia es igual al ángulo de reflexión.

Reflexión en el agua

Reflexión de la luz

REFRACCIÓN

La refracción es el cambio de dirección que experimenta una onda al pasar de un medio material a otro. Sólo se produce si la onda incide oblicuamente sobre la superficie de separación de los dos medios y si éstos tienen índices de refracción distintos. La refracción se origina en el cambio de velocidad de propagación de la onda.

Como ejemplo típico de este fenómeno tenemos cuando se sumerge un lápiz en un vaso con agua: el lápiz parece quebrado.

Refracción con un lápiz

Explicación de la refracción

INTERFERENCIA

La interferencia es cualquier proceso que altera, modifica o destruye una onda durante su trayecto en el medio en que se propaga. La palabra destrucción, en este caso, debe entenderse en el sentido de que las ondas cambian de forma al unirse con otras; esto es, después de la interferencia normalmente vuelven a ser las mismas ondas con la misma frecuencia.

Es una característica típicamente ondulatoria, que es el origen de fenómenos inexplicables desde perspectivas corpusculares.

 Interferencia constructiva    

ÓPTICA

Es la rama de la física que estudia el comportamiento de la luz, sus características y sus manifestaciones. Abarca el estudio de la reflexión, la refracción, las interferencias, la difracción, la formación de imágenes y la interacción de la luz con la materia. Estudia la luz, es decir cómo se comporta la luz ante la materia.

Refracción en óptica

Descomposición de la luz

DIFRACCIÓN

Es un fenómeno característico de las ondas, éste se basa en el curvado y esparcido de las ondas cuando encuentran un obstáculo o al atravesar una rendija. La difracción ocurre en todo tipo de ondas, desde ondas sonoras, ondas en la superficie de un fluido y ondas electromagnéticas como la luz y las ondas de radio. También sucede cuando un grupo de ondas de tamaño finito se propaga; por ejemplo, por causa de la difracción, un haz angosto de ondas de luz de un láser debe finalmente divergir en un rayo más amplio a una cierta distancia del emisor.

Difracción

Diagramas de difracción de: (a) una molécula, (b) dos moléculas, (c) cuatro moléculas, (d) una línea de moléculas repetidas periódicamente, (e) dos líneas de moléculas y (f) una red bidimensional periódica de moléculas. Obsérvese, cómo el espectro de esta última es el espectro de la molécula muestreada en los puntos debidos al espectro de la red.

Taréa de física: evidencia

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