MECÁNICA CUÁNTICA
RESUMEN
La mecánica cuántica, posibilita el estudio
del movimiento de las partículas microscópicas y hace referencia a la
existencia del átomo. Además gracias a la ecuación de Erwin Schrödinger se
puede encontrar una partícula en espacio así como también el movimiento de las
ondas.
INTRODUCCION
Con la ayuda de la mecánica cuántica
se puede hallar una partícula en una determinada onda que se encuentran en el
espacio y tiempo. Y cuando una partícula
se encuentre encerrada dentro de un cajón podremos la onda será igual a cero.
Erwin Schrödinger fue el que desarrollo la ecuación Schrodinger en el año 1925 la ecuación lleva
su nombre del científico y nos dice que esta ecuación es de gran importancia en
la mecánica cuántica porque estudio el comportamiento de las partículas.
Una partícula en un pozo de altura finita trata de que una partícula
queda encerrado y la partícula se mueve
en línea recta a una velocidad constante solamente cambia de sentido cambiando
de signo.
En efecto túnel podemos
entenderla como un campo donde los núcleos de los átomos puedan
separarse por medio de un túnel de energía cuántica
LA MECANICA CUANTICA
1.6.1.
Desintegración alfa
CONCLUSIÓN
Bibliografía
LA MECANICA CUANTICA
La
mecánica cuántica hace referencia de que a veces es mejor observar las
partículas que hay en las ondas, un solo ejemplo es el de las ondas de luz que
propagan fotones a escala microscópica, y para poder hallas dichos partículas
en una radiación se utiliza la ecuación
de probabilidad:
Otro caso que podemos ver es el de encontrar varios partículas en una
determina onda electromagnética pero esta a su vez dependen del espacio y
tiempo de las posiciones de cada partícula. Se puede describir la función de la
onda con siguiente ecuación:
“Esta interpretación
probabilística de la función de onda fue sugerida primero por Max Born
(1882-1970) en 1928. En 1926, Erwin Schrödinger (1887-1961) propuso una
ecuación de onda que describe la manera en que la función de onda cambia en el
espacio y el tiempo” (Serway, 2009)
Para poder hallar una
determina partícula en una función de onda o en un intervalo, primeramente se
debe de conocer dicha funcion de onda, y asi se podrá encontrar ese valor
esperado x, con la siguiente ecuación:
En este punto como el
titulo mismo lo menciona una partícula bajo condiciones de frontera, menciona
que la partícula no tiene libertad alguna de salir al espacio ilimitado, esto
quiere decir que tiene límites en su espacio determinado. Entonces la función
de la onda debe ser cero ya que una onda se propaga con libertad en el caso de
los rayos electromagnéticos van por el espacio exterior sin confinación alguna.
“Ya que las paredes son
impenetrables, no existe probabilidad alguna de hallar la partícula fuera de la
caja, de modo que la función de onda c(x) debe ser cero para x _
0 y para x _ L. Para ser una función que trabaje bien
matemáticamente, c(x) debe ser continua en el espacio.” (Serway, 2009)
Para poder hallar la funcion de una
onda dentro de una caja es la siguiente:
Estas partículas
encerradas dentro de una caja tienen una cierta cantidad de energía mínima, y
para poder cuan tizar esta energía utilizamos la siguiente ecuación de energías
cuantiadas para una partícula en una caja.
El físico austriaco Erwin
Schrodinger (1887- 1961) desarrollo en el año 1925 la ecuación que lleva su
nombre y nos dice que esta ecuación es de gran importancia en la mecánica
cuántica y también nos dice que juega un papel central la segunda ley de Newton
que es (f = m * a) el científico es
conocido como creador de la mecánica cuántica asi como también empleo varios
conceptos de diferentes científicos en donde “U” es la energía potencial del
sistema, “E” es la energía total, “M” es la masa del electrón Y “h” es
constante de plandk y Ψ es función de onda.
La partícula en una caja también conocido como
pozo de potencial infinito y esto nos dice que consiste de una sola partícula
que rebota dentro de una caja inmóvil de la cual no puede salir en donde no
pierde energía al colisionarse contra sus paredes y nos dice que en mecánica
clásica la solución al problema es trivial que consiste que la partícula se
mueve en línea recta a una velocidad constante solamente cambia de sentido
cambiando de signo.
También nos mencionaba que
una partícula de masa “m” está aislado a moverse en una caja unidimensional de
longitud “L” cuyas paredes son impenetrables entonces “c” debe ser cero en las paredes como fuera de ellas.
La energía que sedara en la figura
será potencial y está a su vez será representada por U en la región ancha de L y la energía en todo los lugares que se
puedan observar son iguales a cero y que está a la vez es llamada barrera
cuadrada y U altura de la barrera.
si una partícula de energía E˂U
proviniese del lado izquierdo su energía cinética en la región II seria
negativa en consecuencia la zona II y III son prohibidas para la partícula
“pero para para la mecánica cuántica todas las zonas son accesibles sin
importar su energía” pero si la barrera es corta se la puede permitir atravesar
la barrera.
Para Schrödinger las zona I,II y III son válidas y resueltas por medios
matemáticos pero la zona I y III son sinusoidales.
La probabilidad el efecto túnel son coeficiente de transmisión T y una
coeficiente te de reflexión R donde se requiere que T+R=1.
1.6.1.
Desintegración alfa
Para que una partícula alfa se pueda escapar del núcleo se necesita una
barrera muy alta y para que esto se cumpla debe de actuar dos fuerzas una de
atracción y otra de repulsión pero si esto sucede a través o por efecto de un
túnel el núcleo probablemente decaerá.
La fusión desde nuestro punto de vista la género primeramente el sol porque
el sol nos brinda calor es decir a nuestro cuerpo le da energía y esta la
genera mediante un acercamiento tan cercano con nuestra piel y así de esta forma
formar un nuevo núcleo llamado deuterio y desde el punto de vista de la
mecánica cuántica esto puede suceder mediante el efecto túnel a través de la
barrera y fusionarse.
Este microscopio llamado también scanning tunneling microscope permite
observar de forma detallada de los objetos cuyo tamaño es la de un átomo este
microscopio es limitado porque necesita de la luz para poder ver minuciosamente
los objetos de menor tamaño y son capases también de ver casi limitad de la
longitud de la luz que existe.
Es un electrodo que convierta en un
dispositivo en un transistor de efecto túnel resonante la función que cumple es la de crear un
voltaje tan pequeño como un voltaje grande según el voltaje que necesite los
electrodos para su consumo.
CONCLUSIÓN
En conclusión podemos decir que la
mecánica cuántica hace posible la cuantificación de la partícula microscopia
algo que no se podía realizar con la mecánica clásica.
Ademas la mecánica es tan importante
ya que gracias a esta podemos dividir partículas tan pequeñas gracias a túneles
cuánticos para su mejor estudio de cada una de las mismas como con el
microscopio podemos observar partículas sumamente pequeñas.
Bibliografía
Serway, R. A. (2009). Fisica
Para Ciencias e Ingenieria. E.E.U.U.: Cengace.
Zemansky, S. (2009). Fisica
Universitaria . Mexico: Print in Mexic.
