historia de la fisica cuantica

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    Cuntica

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    ALGO PASA EN EL VACIO: MAXWELL Y EL CAMPO

    ELECTROMAGNETICO UNIFICADOR

    Las ecuaciones de Maxwell representan

    el conjunto de propiedades de los

    imanes, de los cuerpos cargados y de las

    corrientes elctricas y sus interacciones,

    tal como se presentan a nuestros ojos. Es

    decir, son ecuaciones a escalamacroscpica que incluyen todas las

    magnitudes elctricas y magnticas

    empleadas por los fsicos precedentes, a

    las que aade una, la corriente de

    desplazamiento, que le permite reflejar

    el hecho experimental de que un CampoElctrico cambiante produce un Campo

    Magntico, de la misma manera que lo

    hace una corriente elctrica. Esta nueva

    magnitud es una idea genial de Maxwell,

    que le sirvi para tratar la Electricidad y

    el Magnetismo como una misma cosa

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    La introduccin de la notacin vectorial por el ingls Oliver

    Heaviside (1850-1925) y el estadounidense Josiah Willard Gibbs

    (1839-1903), extendida entre los fsicos a partir de 1900, simplific

    considerablemente las ecuaciones de Maxwell, quedando reducidas

    a cuatro. En palabras de Maxwell: Tenemos poderosas razones para

    concluir que la luz misma, incluyendo la radiacin trmica y otrostipos de radiacin, es una perturbacin electromagntica

    propagndose en forma de ondas a travs del campo

    Electromagntico, de acuerdo con las Leyes del

    Electromagnetismo.

    LO RELATIVISTA: LAMANZANA DE NEWTON,

    LOS ASCENSORES Y EL

    MAS ALLA

    GRAVITATORIO SON

    EQUIVALENTES

    GIBBS

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    Michelson y Morley, en 1887, disearon su clebre experimento con el que iban a medir el

    vientodel ter,algo as como la brisa del ter en el rostro de quien se mueve en su seno.

    El resultado siempre fue el mismo: el ter no afectaba en absoluto a la velocidad de la luz,

    es decir, la luz no obedeca el esquema newtoniano de composicin de velocidades.

    Pareca como si la Tierra estuviera inmvil en el ter.

    La explicacin ms famosa fue la propuesta independientemente por el holands

    Hendrik A. Lorentz (1853-1928), que hizo la tesis doctoral sobre las recientes radiaciones

    electromagnticas, y el irlands Georges F. Fitzgerald (1851-1901). La solucin ha pasado

    a la historia como la contraccin Lorentz-Fitzgerald, que supone una reduccin de la

    longitud en la direccin del movimiento, y que segn demostr Lorentz, era compatible

    con la Teora Electromagntica de Maxwell, con lo que el experimento de Michelson yMorley se convirti en una confirmacin ms de aqulla, sin renunciar a un ter fijo.

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    Con independencia de G.Fitzgerald, explic el resultado

    contradictorio del experimento de

    Michelson; su idea sobre la

    contraccin de la materia al

    moverse a velocidades prximas a

    la de la luz, y, sobre todo, suformulacin matemtica final, las

    transformadas de Lorentz,

    pusieron los cimientos de la teora

    de la Relatividad Especial de

    Einstein.

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    Albert Einstein (1879-1955),public en 1905 Zur

    Elektrodynamikbewegter Krper

    (Sobre la Electrodinmica de los

    cuerpos en movimiento), en la

    revista Annalen der Physkik.

    El problema a que Einstein

    pretenda dar solucin era una

    asimetra detectada en la teora de

    Maxwell, cuando se aplicaba al

    movimiento relativo entre espiras

    e imanes. Para ello extendi la

    equivalencia entre sistemas

    inerciales en Mecnica, lo que se

    considera el Principio clsico de

    relatividad, al Electromagnetismo

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    Einstein, Albert (Ulm, Alemania,1879-Princeton, EE UU, 1955) Fsico

    alemn, nacionalizado suizo y, ms

    tarde, estadounidense. Curs la primera

    enseanza en el Instituto catlico de

    Munich, ciudad a la que se haba

    trasladado su familia cuando l contaba

    pocos aos de edad

    Acabados los estudios, y dado que no tena la

    nacionalidad suiza, tuvo grandes dificultades para

    encontrar trabajo, por lo que termin aceptando, en1901, un puesto como funcionario en la Oficina

    Suiza de Patentes de la ciudad de Berna.

    Los estudios tericos que llevaba a cabo

    mientras tanto dieron sus primeros frutos en 1905,

    con la publicacin de cinco de sus trabajos, todos

    ellos de gran importancia para el desarrollo de laFsica del siglo XX. Uno de ellos versaba sobre el

    efecto fotoelctrico, segn el cual, la energa de los

    electrones emitidos no depende de la intensidad de la

    luz incidente. Aplicando la hiptesis cuntica

    formulada por M. Planck cinco aos antes, logr dar

    una explicacin satisfactoria del fenmeno, trabajo

    que fue premiado en 1921 con la concesin del

    EINSTEIN

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    El segundo trabajo, publicado un par de meses

    despus del primero, trataba del movimiento

    browniano, que es el caracterstico de una

    partcula en suspensin en un lquido, para el

    cual ofreci un modelo matemtico plausible.

    Sin embargo, debe su fama a la formulacin de

    la Teora de la Relatividad Restringida, basadaen los resultados del experimento de

    Michelson-Morley en cuanto a la deteccin de

    diferencias de velocidad de la luz al cambiar de

    direccin cuando atravesaba el ter.

    Gracias a sus trabajos logr demostrar que a

    partir de la hiptesis de la constancia de lavelocidad de la luz y de la relatividad del

    movimiento, el experimento poda explicarse

    en el marco de las ecuaciones de la

    Electrodinmica formuladas por

    J. C. Maxwell. As mismo, demostr que el

    efecto de contraccin de la longitud y el de

    aumento de la masa pueden deducirse delhecho de que la velocidad de la luz en el vaco

    es la mxima posible a la cual puede

    transmitirse cualquier seal. En el marco de

    esta teora, Einstein expuso la relacin

    existente entre la energa (E) y la masa (m)

    mediante la famosa ecuacin: E = mc2, en la

    que c representa la velocidad de la luz en el

    vaco.

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    A finales del siglo XIX no se dudaba

    que la materia era de naturaleza corpuscular,

    discontinuidad avalada por la favorablerespuesta experimental basada en la Teora

    Atmica y por las predicciones contrastadas

    de la Teora Cintico-molecular de Maxwell-

    Boltzmann; tampoco se dudaba de la

    naturaleza ondulatoria de la radiacin,

    continuidad confirmada con el hallazgo delas ondas electromagnticas por Hertz en

    1887, tal como predijera Maxwell.

    El ao 1897 fue culminante para los

    defensores del corpusculismo. El director del

    famoso laboratorio Cavendish, J.J.Thompson(1856-1940), midi la relacin carga-masa

    de las partculas cargadas que constituan los

    recin descubiertos rayos catdicos

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    Sobre la base de estos

    resultados, propuso, en 1904,

    un modelo atmico que,

    aunque logr explicar

    muchos de los fenmenos

    entonces conocidos y, sobre

    todo, la estabilidad del tomo

    desde el punto de vista de la

    Mecnica Clsica, no estuvo

    en concordancia con las

    nuevas investigaciones en el

    campo de la radiactividad y,

    en particular, con el

    descubrimiento de la difusinde los rayos alfa. Obtuvo el

    Premio Nobel de Fsica

    (1906) y fue presidente de la

    Royal Society (1916).

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    Por ese mismo ao, el escocs C.T.R.Wilson

    (1869-1959), que trabajaba sobre Meteorologa en

    el Cavendish, construy la cmara de niebla, que

    le vali el Nobel en 1927.

    Con esa cmara, Thompson pudo concluirque las partculas catdicas eran las unidades

    elementales de carga elctrica, bautizadas aos

    antes como electrones por Stoney (1826-1911) en

    sus teoras sobre la electricidad, opuestas a las

    teoras del fluido elctrico continuo.

    Apoyndose en las conclusiones de

    Thompson, H.A.Lorentz elabor su Teora de los

    electrones, ampliando la Teora Electromagntica

    de Maxwell. Lorentz propuso que la luz emitida

    por los cuerpos poda proceder del movimiento

    oscilatorio de los electrones del tomo. Y si as

    fuera, debera suceder que la emisin realizadadentro de un Campo Magntico sufrira ciertas

    alteraciones impropias de la emisin normal. Tal

    hiptesis se corresponda con el efecto dado a

    conocer por Pieter Zeeman (1865-1943) en 1896,

    sobre el desdoblamiento de las lneas espectrales.

    Zeeman y Lorentz compartieron elNobel en 1902 por estos

    descubrimientos que, junto con la

    deteccin de radiaciones radioactivas

    por Becquerel en 1896, y en aos

    sucesivos por los Curie, Rutherford,

    Soddy y otros, condujeron a Ernest

    Rutherford (1871-1937) a plantear unmodelo atmico planetario, con un

    pequeo y pesado ncleo cargado

    positivamente circundado por

    electrones cargados negativamente,

    dado a conocer en The scattering of

    y particles by matter and the

    structure of the atom (1911).

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    Becquerel, Antoine-Henri (Pars, 1852-Le Croisic,

    Francia, 1908) Fsico francs, descubridor de la

    radiactividad

    Tras el descubrimiento, a finales de 1895, de los

    rayos X por Wilhelm Rntgen, Becquerel

    observ que stos, al impactar con un haz de

    rayos catdicos en un tubo de vidrio en el que se

    ha hecho el vaco, se tornaban fluorescentes. A

    raz de esta observacin, se propuso averiguar si

    exista una relacin fundamental entre los rayosX y la radiacin visible, de tal modo que todos

    los materiales susceptibles de emitir luz,

    estimulados por cualquier medio, emiten, as

    mismo, rayos X.

    El 24 de febrero de 1896 inform del

    resultado de estos experimentos a la

    Academia de las Ciencias francesa,

    advirtiendo en su informe la particular

    actividad mostrada por los cristales

    constituidos por sales de uranio. Ocho das

    despus comprob que las sales de uranio

    eran activas sin necesidad de ser expuestas a

    una fuente energtica. Marie Curie bautizeste fenmeno con el nombre de

    radiactividad, tras el descubrimiento por

    parte del matrimonio Curie de nuevos

    elementos como el torio, el polonio y el

    radio, materiales que muestran un

    comportamiento anlogo al del uranio. En

    1903 comparti el Premio Nobel de Fsica

    con el matrimonio Curie

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    Curie, Marie (Marie Sklodowska) Y

    PETER(Varsovia, 1867-cerca deSallanches, Francia, 1934) y Pierre (Pars,

    1859id., 1906). Matrimonio de qumicosfranceses.

    En 1896 inici la colaboracin con su esposa

    en el estudio de la radiactividad, descubierta

    por el fsico francs H. Becquerel, trabajos que

    daran como principal fruto el descubrimiento

    de la existencia de dos nuevos elementos, en

    1898: el polonio, nombre que se le dio enrecuerdo de la patria de Marie, y el radio.

    Marie se concentr en la obtencin de radio

    metlico, lo cual logr en colaboracin con

    A. Debierne, mientras que Pierre estudi laspropiedades qumicas, fisiolgicas y

    luminosas de las emisiones radiactivas, que

    clasific, segn su carga, en positivas (rayos

    alfa), neutras (rayos gamma) y negativas

    (rayos beta).

    Tras el fallecimiento de Pierre, Marie continu los

    trabajos y fund el Instituto del Radio (1914), en el

    que llev a cabo un profundo estudio de las

    aplicaciones de los rayos X y de la radiactividad en

    campos como el de la Medicina, y consigui la

    obtencin de numerosas sustancias radioactivas con

    diversas aplicaciones

    E 1898 f b d t d ti d l

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    Rutherford, lord Ernest (Nelson, Nueva

    Zelanda, 1871-Londres, 1937) Fsico y

    qumico britnico

    En 1898 fue nombrado catedrtico de la

    Universidad McGill de Montreal, en Canad. A

    su regreso al Reino Unido (1907) se incorpor a

    la docencia en la Universidad de Manchester, y

    en 1919 sucedi al propio Thomson como

    director del Cavendish Laboratory de la

    Universidad de Cambridge. Por sus trabajos en elcampo de la Fsica atmica est considerado

    como uno de los padres de esta disciplina.

    Investig tambin sobre la deteccin de las

    radiaciones electromagnticas y sobre la

    ionizacin del aire producido por los rayos X

    Estudi las emisiones radioactivas descubiertas

    por H. Becquerel, y logr clasificarlas en rayos

    alfa, beta y gamma. En 1902, en colaboracin con

    F. Soddy, formul la Teora sobre la radioactividad

    natural asociada a las transformaciones

    espontneas de los elementos. Colabor conH. Geiger en el desarrollo del contador de

    radiaciones conocido como contador Geiger, y

    demostr (1908) que las partculas alfa son iones

    de helio (ms exactamente, ncleos del tomo de

    helio) y, en 1911, describi un nuevo modelo

    atmico (Modelo Atmico de Rutherford), que

    posteriormente sera perfeccionado por N. Bohr.

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    Segn este modelo, en el tomo exista un

    ncleo central en el que se concentraba la casi

    totalidad de la masa, as como las cargaselctricas positivas, y una envoltura o corteza de

    electrones (carga elctrica negativa). Adems,

    logr demostrar experimentalmente la

    mencionada teora a partir de las desviaciones

    que se producan en la trayectoria de las

    partculas emitidas por sustancias radioactivascuando con ellas se bombardeaban los tomos.

    Los experimentos llevados a cabo por

    Rutherford permitieron, adems, el

    establecimiento de un orden de magnitud para

    las dimensiones reales del ncleo atmico

    En 1923, tras fotografiar cerca de 400000trayectorias de partculas con la ayuda de una

    cmara de burbujas (cmara de Wilson),

    Blackett pudo describir ocho transmutaciones y

    establecer la reaccin que haba tenido lugar.

    Rutherford recibi el Premio Nobel de Qumica

    de 1908 en reconocimiento a sus investigaciones

    relativas a la desintegracin de los elementos.Entre otros honores, fue elegido miembro (1903)

    y presidente (1925-1930) de la Royal Society de

    Londres y se le concedieron los ttulos de sir

    (1914) y de barn Rutherford of Nelson (1931).

    A su muerte, sus restos mortales fueron

    inhumados en la abada de Westminster

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    En cambio, para la continuidad de la radiacin, no corran los mismos aires

    triunfales. Max Plank, nacido en Kiel en 1858 y muerto en Gottinga en 1947,

    condiscpulo de Hertz y alumno de Helmholtz y Kirchhoff, doctorado en 1879 con

    una tesis Sobreel segundo principio de la teora del calor, public el mismo ao

    jubilar para el corpusculismo de la materia, 1897, un curso sobre Termodinmica conespecial atencin a la radiacin del cuerpo negro, que vena preocupndole desde sus

    investigaciones doctorales.

    Se entiende por cuerpo negro el formado por una sustancia ideal capaz de

    absorber toda la radiacin electromagntica que incida sobre l y, recprocamente,

    capaz de emitir ms radiacin que cualquier otro a igualdad de temperatura. Como

    modelo de cuerpo negro se ide un objeto hueco isotermo, con un solo y pequeo

    agujero por donde entra la radiacin, que por sucesivas reflexiones queda

    prcticamente atrapada dentro de la cavidad.

    Kirchhoff, apoyndose en los principios de la Termodinmica, demostr que el

    estado de equilibrio en el que se compensan los cambios de energa entre materia y

    radiacin, corresponde a una distribucin espectral determinada, dependiente slo dela temperatura de la cavidad, pero independiente de las dimensiones, forma y

    materiales que la componen.

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    Kirchhoff, Gustav (Knigsberg, Rusia, 1824-Berln, 1887)Fsico alemn. Estrecho colaborador del qumico Robert Bunsen,

    aplic mtodos de anlisis espectrogrfico (basados en el anlisis

    de la radiacin emitida por un cuerpo excitado energticamente)para determinar la composicin del Sol

    En 1845 enunci las denominadas Leyes de

    Kirchhoff aplicables al clculo de tensiones,

    intensidades y resistencias en una malla

    elctrica, entendidas como una extensin de

    la ley de la conservacin de la energa,

    basndose en la Teora del fsicoGeorg Simon Ohm, segn la cual la tensin

    que origina el paso de una corriente

    elctrica es proporcional a la intensidad de

    la corriente

    En 1854 fue nombrado

    profesor en la Universidad de

    Heidelberg, donde entabl

    amistad con Bunsen. Merced

    a la colaboracin entre los dos

    cientficos se desarrollaron lasprimeras tcnicas de anlisis

    espectrogrfico, que

    condujeron al descubrimiento

    de dos nuevos elementos, el

    cesio (1860) y el rubidio

    (1861).

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    A esta radiacin de equilibrio se le llam radiacin negra. De

    manera que a los fsicos tericos tuvieron un importante asunto a

    estudiar: la composicin espectral de la radiacin negra a distintas

    temperaturas.

    De aqu surgieron las leyes de Stefan-Boltzmann y de Wien, queno satisfacan totalmente el principio de equiparticin de la energa,

    induciendo a considerar hiptesis posibles sobre cmo la materia emite

    y absorbe energa, que desecharon la, hasta entonces, segura

    Termodinmica, a cambio de las nuevas Teoras atmicas

    Wien Wilhelm (G ffk t l P l i 1864 M i h Al i

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    Wien, Wilhelm (Gaffke, actual Polonia, 1864-Munich, Alemania,1928) Fsico alemn.

    Estudi en las Universidades de

    Gottinga, Heidelberg y Berln, y en

    1890 pas a ser ayudante de Hermann

    Ludwig von Helmholtz en el Instituto

    Imperial de Fsica y Tecnologa de

    Charlottenburg.

    A lo largo de su vida fue as mismo

    profesor de Fsica en las

    Universidades de Giessen, Wurzburgo

    y Munich. Sus trabajos de

    investigacin se ocuparon de diversos

    campos de la Fsica, como la

    Hidrodinmica, las descargas

    elctricas a travs de gases

    enrarecidos, y el estudio de los rayos

    catdicos y la accin de campos

    elctricos y magnticos sobre los

    mismos.

    Realiz as mismo destacables

    investigaciones tericas sobre elproblema del denominado cuerpo

    negro, que cristalizaron en el

    enunciado de una de las Leyes de la

    radiacin (que en su honor lleva su

    nombre). Fue galardonado con el

    Premio Nobel de Fsica en el ao

    1911.

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    Lord Rayleigh (1842-1919) y James Jeans (1877-1946), aplicando la TeoraElectromagntica de Maxwell-Lorentz, propusieron una ley de reparto de la

    energa que result en total desacuerdo con los hechos; segn esta ley, la densidad

    espectral de energa deba crecer indefinidamente con la frecuencia, cuando la

    experiencia daba una curva de campana. Esta situacin inesperada a que haba

    conducido la Fsica Clsica, de la radiacin negra para altas frecuencias, fue

    trgicamente bautizada como catstrofe ultravioleta.

    Sucesor de J C Maxwell en la ctedra de

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    Rayleigh, John William Strutt (Landford Grove,

    Reino Unido, 1842-Witham, id., 1919) Matemtico yfsico britnico

    Sucesor de J. C. Maxwell en la ctedra de

    Fsica experimental de la Universidad de

    Cambridge (1879), desde 1887 fue profesor de

    Filosofa natural en la Royal Institution de

    Londres. Secretario de la Royal Society, pas a

    presidirla en 1905.

    Revisten especial importancia sus

    estudios de Optica, sobre el poder de

    resolucin de los instrumentos pticos y sobre

    las dimensiones moleculares, estimadas a

    partir de la difusin de la luz en los gases. En

    Acstica, estableci tres teoremas

    fundamentales sobre las vibraciones e ide el

    disco (disco de Rayleigh) que permite medir la

    presin ejercida por las ondas sonoras. Su

    nombre est tambin unido a estudios sobre las

    emisiones de un cuerpo negro, as como a

    cuestiones de fluidodinmica, de elasticidad y

    de metrologa elctrica. En el curso de susinvestigaciones relativas a la densidad de los

    gases lleg, junto con el qumico britnico sir

    William Ramsay, al descubrimiento (1894) del

    primer gas inerte: el argn. Por tal

    descubrimiento fue galardonado con el Premio

    Nobel de Fsica, en 1904.

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    Planck, Max (Ernst Karl Ludwig

    Planck) (Kiel, actual Alemania, 1858-Gotinga,Alemania, 1947) Fsico alemn.

    Conforme a la opinin de L. Boltzmann de que no

    lograra obtener una solucin satisfactoria para el

    equilibrio entre la materia y la radiacin si no supona

    una discontinuidad en los procesos de absorcin y

    emisin, logr proponer la frmula de Planck, que

    representa con exactitud la distribucin espectral de laenerga para la radiacin del llamado cuerpo negro

    Para llegar a este resultado tuvo que

    admitir que los electrones no podan

    describir movimientos arbitrarios, sinotan slo determinados movimientos

    privilegiados y, en consecuencia, que sus

    energas radiantes se emitan y se

    absorban en cantidades finitas iguales, es

    decir, que estaban cuantificadas.

    La hiptesis cuntica de Planck

    supuso una revolucin en la Fsica del

    siglo XX, e influy tanto en Einstein

    (efecto fotoelctrico) como en N. Bohr

    (modelo de tomo de Bohr).

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    A pesar de ello, tanto Planck como

    el propio Einstein fueron reacios a

    aceptar la interpretacin

    probabilstica de la Mecnica

    Cuntica (Escuela de Copenhague).

    Sus trabajos fueron reconocidos en

    1918 con la concesin del Premio

    Nobel de Fsica por la formulacin

    de la Hiptesis de los cuantos y de

    la Ley de la radiacin. Fuesecretario de la Academia Prusiana

    de Ciencias (1912-1938) y

    presidente de la Kaiser Wilhelm

    Gesellschaft de Ciencias de Berln

    (1930-1937) que, acabada la

    Segunda Guerra Mundial, adopt el

    nombre de Sociedad Max Planck

    Esta cantidad vena dada por la frmula E = h

    , donde h es una constante universal que tiene la

    dimensin de una accin mecnica (energa por

    tiempo). No obstante, Plank intent casi

    desesperadamente recuperar la continuidad de la

    radiacin, porque slo as podra mantenerse el

    carcter ondulatorio de la misma, que estaba

    plenamente verificado. Pero la interpretacincuantificada del efecto fotoelctrico por Albert

    Einstein y la cuantificacin de la energa y las

    rbitas en la Teora Atmica de Bohr, en 1913,

    resultaron hechos incontrovertibles contra el

    clsico, y a partir de entonces obsoleto, natura

    non facit saltus.

    Fruto de su cooperacin con Ernest Rutherford fue

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    Bohr, Niels (Copenhague, 1885-id., 1962)

    Fsico dans

    p

    la formulacin del llamado modelo atmico de

    Bohr, que, resultado de la combinacin del

    modelo atmico del propio Rutherford y de los

    postulados de la Teora atmica de M. Planck, le

    condujo a postular un revolucionario modelo de la

    estructura ntima de la materia.

    Su enunciado, entre otras cosas, le

    permiti calcular tericamente la

    posicin de las rayas del espectro deabsorcin correspondiente al hidrgeno

    (el elemento ms simple), las cuales, al

    coincidir con las que con anterioridad se

    haban detectado mediante tcnicas

    experimentales, confirmaron su teora.

    El modelo de Rutherford se basaba en unncleo con carga positiva alrededor del

    cual giraban cargas negativas;

    presentaba la desventaja de que las

    cargas negativas en movimiento deban

    radiar energa, lo cual lo hara inestable

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    Para mejorarlo, Bohr propuso un modelo

    atmico en el cual el tomo posea un

    determinado nmero de rbitas

    estacionarias en las que los electrones no

    emitan energa; segn este modelo,

    adems, los electrones orbitan en torno del

    ncleo de tal manera que la fuerza

    centrfuga que acta sobre ellos se equilibra

    exactamente con la atraccin electrosttica

    existente entre las cargas opuestas de ncleo

    y electrones; por ltimo, los saltos de los

    electrones desde estados de mayor energa a

    otros de menor y viceversa suponen una

    emisin o, por el contrario, una absorcinde energa (energa electromagntica).

    Cinco aos ms tarde (1928) formul el

    llamado Principio de Complementariedad de la

    Mecnica Cuntica, segn el cual, los fotones y

    los electrones se comportan en ciertas

    ocasiones como ondas y en otras como

    partculas. Adems, sus propiedades no pueden

    observarse de manera simultnea, si bien se

    complementan mutuamente y son necesarias

    para la correcta interpretacin de los

    fenmenos. Esta concepcin sera la base de la

    llamada Escuela de Copenhague de la

    Mecnica cuntica

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    Una prueba definitiva de la existencia del fotn (cuanto de

    radiacin visible), la suministr en 1923 Arthur

    H.Compton (1892-1962). Analizando la difusin de los

    rayos X por la materia, se constat que adems de ladifusin sin cambios de frecuencia prevista por la Teora

    Electromagntica de Maxwell-Lorentz, se produca una

    inesperada y clsicamente inexplicable difusin con

    disminucin de frecuencia

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    Compton explic que el cambio quese produca en la longitud de onda de

    los rayos X tras colisionar con

    electrones se deba a la transferencia

    de energa desde el fotn al electrn;

    este descubrimiento confirm la

    naturaleza dual (onda-partcula) de laradiacin electromagntica. Tambin

    es notable su trabajo sobre los rayos

    csmicos al confirmar la variacin de

    su distribucin en funcin de la

    latitud.

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    Los trabajos de Compton le llevaron a

    concluir que no quedaba ninguna duda

    sobre la discontinuidad de la radiacin

    electromagntica.

    Pero la situacin se complic

    pronto, porque en 1927, Davisson y Germer,

    en Estados Unidos, y G.P. Thompson (hijo

    del clebre J.J.Thompson), en Inglaterra,

    daban a conocer un hecho sorprendente,

    aunque previsto tericamente por Louis deBroglie en 1924: la difraccin de los

    electrones. Este descubrimiento hizo

    tambalearse la discontinuidad de la materia,

    porque el fenmeno de la difraccin es

    especficamente ondulatorio, sin analoga

    posible con el comportamiento newtoniano

    de las partculas

    De manera que tampoco poda dudarse a

    partir de entonces de que la materia tiene

    un comportamiento continuo.

    Un dato curioso de estas

    sucesivas crisis y hallazgos, es que

    J.J.Thompson recibi en 1906 el premio

    Nobel por establecer la naturalezacorpuscular (discontinua) del electrn, y su

    hijo, G.P.Thompson, recibi el mismo

    galardn en 1937 por descubrir la

    naturaleza ondulatoria (continua) del

    electrn, es decir, por oponerse

    radicalmente a su padre.

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    NI ONDA NI CORPUSCULO, SINO TODO

    LO CONTRARIO: PROBABILIDADES,

    SOLO PROBABILIDADES

    La naturaleza discontinua de los nmeros

    cunticos, impuestos por las condiciones de

    cuantificacin de la Teora Atmica de Bohr,

    difcilmente poda armonizarse con la Leyes

    de la Dinmica, newtoniana o einsteniana.Haba que construir una Mecnica nueva,

    donde las ideas cunticas fueran bsicas y no

    introducidas forzadamente en un esquema

    clsico. En realidad, se buscaba lo contrario:

    que los aspectos clsicos fueran una

    consecuencia particular de una Teora ms

    amplia. Este proyecto fue realizadosimultneamente por dos caminos distintos,

    con principios opuestos, que al final dieron

    resultados coincidentes

    Por una parte, Werner Heisenberg (1901-1976),Max Born (1882-1970) y Pascual Jordan (1902-

    1988), partiendo de la discontinuidad de los

    procesos fsicos y del electrn como partcula,

    construyeron la Mecnica de Matrices en 1925,

    acorde con las teoras de Bohr correspondientes a

    los planteamientos de la denominada Escuela de

    Copenhague; por otra, Erwin Schrdinger (1887-

    1961), adoptando la dualidad onda-corpsculo que

    Louis de Broglie estableciera en 1924 a partir de la

    continuidad de los procesos fsicos y del electrn

    como partcula, dio a conocer en 1926 la

    formalizacin de la Mecnica Ondulatoria. Ambas

    Mecnicas son dos formas diferentes de un mismoesquema conceptual: la Mecnica Cuntica

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    Richard Feynman

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    StephenWilliam Hawking

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    BREVE HISTORIA

    UNA NUEVA FISICA