La Física Cuántica es la rama de la física que estudia el comportamiento de las partículas partiendo de su dualidad onda-partícula. Esta dualidad fundamental en la teoría cuántica tiene mayor importancia en el mundo de las pequeñas dimensiones (nivel atómico y subatómico) aunque también es aplicable al mundo macroscópico como conjunto de leyes generales que son.

planck_1Se considera que la Cuántica nació en 1900 cuando el físico alemán Max Planck presentó su trabajo “La teoría de la ley de distribución de energías del espectro normal”, el cual sería precursor de una revolución en la Física. En este trabajo decía que la materia sólo puede emitir o absorber energía en pequeñas unidades discretas llamadas cuantos e introdujo una constante universal de gran importancia: la constante de Planck.

A pesar de esto la Física Cuántica no se desarrollaría hasta un cuarto de siglo después con la mecánica cuántica moderna (las bases matemáticas) creada por Schrödinger, Heisenberg, Dirac y de Broglie.

En aquel principio de siglo de 1900 según la física clásica, si la frecuencia de una radiación aumentaba, la densidad energética de las radiaciones tendía a infinito; al no cumplirse esta relación en la parte experimental de mayor frecuencia surgieron discrepancias. La solución fue la introducción del concepto de la cuantización de la energía por Planck. Según éste, la energía de las ondas electromagnéticas estacionarias oscilando senoidalmente en el tiempo eran una cantidad DISCRETA o CUANTIZADA. Teniendo en cuenta esto, la densidad energética tenderá a cero para muy altas frecuencias.

Originalmente, Planck había restringido su concepto de cuantización de la energía al electrón radiante en las paredes de una cavidad de un cuerpo negro pensando que, la energía radiada se propagaba por el espacio como una onda de agua. Más tarde, con Einstein, se vio que todos los tipos de ondas electromagnéticas están cuantizadas. Éste propuso que la energía radiante estaba cuantizada en paquetes concentrados de FOTONES con un contenido energético hv. En otras palabras, que la energía de las radiaciones era discreta y no continua, como se había pensado anteriormente. Entonces, la energía de un fotón (E) sería: E=hv donde “h” es la constante de Planck (6,6262•10-34J•s), y “v” es la frecuencia de vibración.

Para entender la diferencia entre el concepto de magnitud discreta y continua se puede recorrer al siguiente ejemplo: en una serrería se puede decir que el aumento de serrín ha aumentado en un 10% pero no tiene sentido decir que la flota de vehículos ha aumentado en 1/2 camión más, ya que un camión es una unidad discreta y no se puede partir. El sentido de los cuantos y de la cuántica va ligado a este sentido de discreción de la energía.

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