Conceptos Fundamentales y Aplicaciones de la Física Cuántica

Aplicaciones Tecnológicas de la Física Cuántica

Célula Fotoeléctrica

Dispositivo en el que se produce una corriente al iluminar una placa metálica con radiación electromagnética de suficiente energía como para superar la frecuencia umbral.

Microscopio Electrónico

Un microscopio electrónico es un instrumento que utiliza un haz de electrones, en lugar de un haz de luz como los microscopios ópticos.

La distancia a la que deben encontrarse dos puntos para que los veas separados es proporcional a la longitud de onda. La longitud de onda de la luz visible está comprendida entre 400 y 750 nm, mientras que la longitud de onda de los electrones está entre 0,005 y 0,0003 nm. El tamaño del objeto que puedes ver con un microscopio electrónico es, por lo tanto, mucho menor que con uno óptico.

Láser

Amplificación de luz por emisión estimulada de radiación. Es un dispositivo que suministra luz monocromática (de una sola longitud de onda); coherente (todos los fotones emitidos están en fase); muy intensa y concentrada.

Hipótesis de Planck

En 1900, Planck describe la radiación de un cuerpo negro a través de una relación matemática que se ajustaba perfectamente a los resultados experimentales. Se basa en dos postulados:

• Las moléculas capaces de emitir radiación al oscilar solo pueden tener valores determinados de energía.
• Cuando las moléculas absorben o emiten energía, lo hacen en cantidades discretas denominadas fotones. Estos son una especie de paquetes energéticos que intercambian la molécula con el medio. En este proceso cambia de un estado cuántico a otro; el fotón tiene una energía que es la diferencia de energía entre dos estados cuánticos consecutivos.

Interpretación de Einstein del Efecto Fotoeléctrico

En 1905, Einstein da una interpretación del efecto fotoeléctrico en el marco de la física cuántica. Afirma que la luz está formada por cuantos, cada uno de los cuales tiene una energía en función de su frecuencia, E=h·f.

Cuando uno de esos fotones impacta sobre una placa metálica, si la energía es suficiente como para arrancar un electrón del átomo, el electrón captura al fotón e instantáneamente escapa de la superficie metálica como electrón libre.

Dualidad Onda-Corpúsculo

Louis de Broglie extendió el carácter dual de la luz a todas las partículas materiales: “Si la luz se comporta como onda y como partícula, todas las partículas deben presentar también este carácter dual.”

Principio de Incertidumbre de Heisenberg

El Principio de Incertidumbre de Heisenberg afirma que: Es imposible conocer con absoluta precisión y simultáneamente la posición y velocidad de una partícula.