Fundamentos de la Física Cuántica: Relatividad, Cuantización y Dualidad Onda-Partícula

Postulados de Einstein

Las **leyes de la física** son las mismas en todos los **sistemas de referencia inerciales**. La **velocidad de la luz** es la misma en todos los sistemas de referencia inerciales, cualquiera que sea la velocidad de la fuente, y el **tiempo** y el **espacio** varían.

Efecto Fotoeléctrico

Para cada metal hay una frecuencia de radiación para que se produzca este efecto, y a esa frecuencia la llamamos **frecuencia umbral**. Los electrones saltan con igual velocidad, pero el número de electrones que saltan no depende de la intensidad de la radiación; dicho efecto es **instantáneo**.

Perspectiva Clásica

Según la física clásica, el efecto fotoeléctrico se tendría que dar en todas las frecuencias, pero con tiempo. Si aumentas la intensidad, la velocidad debería aumentar, y si aumentas la intensidad, aumenta el número de electrones que saltan.

Aportación de Planck

Más tarde, Planck encontró que las radiaciones emitían energía de forma **discontinua** en paquetes llamados **fotones**, y estos tendrían una energía.

Interpretación de Einstein

Los electrones necesitan la energía para saltar; la cogen en forma de paquetes y de uno en uno, de forma **discontinua**.

Postulados de Bohr

1. Los electrones están en las **órbitas permitidas** llamadas **órbitas estacionarias**, y en estas órbitas el electrón ni emite ni absorbe energía. A medida que se alejan del núcleo, tienen mayor energía.
2. En cada una de esas órbitas se cumple que **m·v·r = n·h/2π**.
3. Los electrones absorben energía si saltan de una órbita menor a una mayor y la desprenden en el caso contrario.

Teoría de De Broglie

Si la luz es una onda y se comporta como una partícula, por lo tanto, un electrón, que es una partícula, se comporta como una onda. Todas las partículas llevan asociada una onda cuya **longitud de onda** es **λ = h/m·v**. Si la masa (m) es grande, la longitud de onda no se ve; y si la masa (m) es muy pequeña, la longitud de onda sí se ve.

Experimento de Davisson y Germer

Hacían pasar los electrones por rendijas y existían unas **zonas prohibidas** donde no aparecía ningún electrón, y había otra zona en la que aparecían electrones. Se producía un **patrón de interferencia ondulatoria**; este patrón obtenido es idéntico en el caso de los fotones de la misma longitud de onda.

Principio de Incertidumbre de Heisenberg

Este principio nos dice que no es posible determinar simultáneamente el valor exacto de la **posición** y del **momento lineal** de un objeto cuántico. Podemos ver un alto grado de **precisión** en el valor de la posición, equivalente a una gran indeterminación en la medida del momento lineal del objeto. No es posible determinar simultáneamente el valor medido de la **energía** de un objeto cuántico y el **intervalo de tiempo** necesario para efectuar la medida.