fbpx
Wikipedia

Historia de la mecánica cuántica

Mayo 24, 2022

La historia de la mecánica cuántica comienza esencialmente con la introducción de la expresión cuerpo negro por Gustav Kirchhoff en el invierno de 1859-1860, la sugerencia hecha por Ludwig Boltzmann en 1877 sobre que los estados de energía de un sistema físico deberían ser discretos, y la hipótesis cuántica de Max Planck en el 1900, quien decía que cualquier sistema de radiación de energía atómica podía teóricamente ser dividido en un número de elementos de energía discretos , tal que cada uno de estos elementos de energía sea proporcional a la frecuencia , con las que cada uno podía de manera individual irradiar energía, como lo muestra la siguiente fórmula:

El modelo cuántico del átomo de Niels Bohr desarrollado en 1913, el cual incorporó una explicación a la fórmula de Johannes Rydberg de 1888; la hipótesis cuántica de Max Planck de 1900, esto es, que los radiadores de energía atómica tienen valores de energía discreta (); el modelo de J. J. Thomson en 1904, el postulado de luz cuántica de Albert Einstein en 1905 y el descubrimiento en 1907 del núcleo atómico positivo hecho por Ernest Rutherford.

donde es un valor numérico llamado constante de Planck.

En 1905, para explicar el efecto fotoeléctrico (1839), esto es, la expulsión de electrones en ciertos materiales debido a la incidencia de luz sobre los mismos, Albert Einstein postuló –basándose en la hipótesis cuántica de Planck– que la luz está compuesta de partículas cuánticas individuales, las que más tarde fueron llamadas fotones (1926).

El término «mecánica cuántica» fue usado por primera vez en el escrito de Max Born llamado Zur Quantenmechanik (La Mecánica Cuántica). En los años que siguen, esta base teórica comenzó lentamente a ser aplicada a estructuras, reacciones y enlaces químicos.

Descripción

En 1900 el físico alemán Max Planck introdujo la idea de que la energía estaba «cuantizada», con el fin de derivar una fórmula para la dependencia de la frecuencia observada con la energía emitida por un cuerpo negro. En 1905, Einstein explicó el efecto fotoeléctrico con un postulado sobre que luz –o más específicamente toda la radiación electromagnética– puede ser dividida en un número finito de «cuantos de energía», que son localizados como puntos en el espacio. De la introducción del escrito de cuántica On a heuristic viewpoint concerning the emission and transformation of light (Un punto de vista heurístico relacionado con la emisión y transformación de la luz) de marzo de 1905:

"De acuerdo a las suposiciones a ser contempladas aquí, cuando un rayo de luz se está propagando desde un punto, la energía no está distribuida continuamente sobre espacios cada vez más grandes, pero [sino que] está constituida de un número finito de cuantos de energía que son localizados en puntos en el espacio, moviéndose sin dividirse y pudiendo ser absorbidos o generados sólo en su conjunto."
Albert Einstein

Esta sentencia ha sido llamada la sentencia más revolucionaria escrita por un físico en el siglo veinte.[1]​ Estos «cuantos de energía» serían llamados más tarde fotones, un término introducido por Gilbert N. Lewis en 1926. La idea que cada fotón tenía que consistir de energía en términos de cuantos fue un notable logro, ya que eliminó la posibilidad de que la radiación de un cuerpo negro alcanzara energía infinita, lo que se explicó en términos de formas de onda solamente. En 1913, Bohr explicó las líneas espectrales del átomo de hidrógeno, nuevamente utilizando «cuantización», en su escrito On the Constitution of Atoms and Molecules (Sobre la Constitución de Átomos y Moléculas), publicado en julio de 1913.

Estas teorías, aunque exitosas, fueron estrictamente fenomenológicas: no hay justificación rigurosa para la cuantización (de lado, quizás, para la discusión de Henri Poincaré sobre la teoría de Planck en su paper de 1912, Sur la théorie des quanta (Sobre la teoría cuántica)). Son conocidas mundialmente como la teoría cuántica antigua.

La expresión «física cuántica» fue usada por primera vez en The Universe in Light of Modern Physics (El Universo bajo la luz de la Física Moderna), de Max Planck en 1931.

En 1924, el físico francés Louis-Victor de Broglie presenta su teoría de ondas de materia, por la que se indica que las partículas pueden exhibir características de onda y vice versa. Esta teoría fue para una partícula simple y derivada de la teoría especial de la relatividad. Basándose en el planteamiento de Broglie, nació la mecánica cuántica moderna en 1925, cuando los físicos alemanes Werner Heisenberg y Max Born desarrollaron la mecánica matricial y el físico austríaco Erwin Schrödinger inventó la mecánica de ondas y la ecuación de Schrödinger no relativista como una aproximación al caso generalizado de la teoría de Broglie.[2]​ Schrödinger posteriormente demostró que ambos enfoques eran equivalentes.

Heisenberg formuló su principio de incertidumbre en 1927, y la interpretación de Copenhague comienza a tomar forma cerca de la misma fecha. A partir de 1927, Paul Dirac comienza el proceso de unificación de la mecánica cuántica con la relatividad especial proponiendo la ecuación de Dirac para el electrón. La ecuación de Dirac alcanza la descripción relativista de la función de onda de un electrón que Schrödinger no pudo obtener. Predice el espín electrónico y ayuda a predecir la existencia del positrón. Fue pionero también en el uso de la teoría del operador, incluyendo la influyente notación Bra-Ket descrito en su famoso libro de 1930. Durante el mismo período, el matemático húngaro John von Neumann formuló la rigurosa base matemática para la mecánica cuántica de la teoría de los operadores lineales en los espacios de Hilbert, descrito en su igualmente famoso libro de 1932. Estos, como muchos otros trabajos del período fundacional aún siguen en pie, y son altamente utilizadas.

En el campo de la química cuántica fueron pioneros los físicos Walter Heitler y Fritz London, quienes publicaron un estudio de los enlaces covalentes de la molécula de hidrógeno en 1927. La química cuántica fue posteriormente desarrollada por un gran número de científicos, incluyendo el teórico químico norteamericano de Cal Tech Linus Pauling, y a John C. Slater en varias teorías tales como la teoría del orbital molecular o teoría de valencias.

A partir de 1927, se intentó aplicar la mecánica cuántica a los campos en vez de partículas simples, resultando en que fueron conocidas las teorías cuánticas de campo. Los primeros que trabajaron en esta área fueron Dirac, Pauli, Weisskopf y Jordan. Esta área de investigación culminó en la formulación de la electrodinámica cuántica por Feynman, Dyson, Schwinger y Tomonaga durante los 40'. La electrodinámica cuántica es una teoría cuántica de electrones, positrones y campo electromagnético, y sirvió como un modelo para posteriores teorías de campo cuántico. La teoría de la cromodinámica cuántica fue formulada a comienzos de los 60'. La teoría como la conocemos hoy en día fue formulada por Politzer, Gross y Wilczek en 1975. Basándose en el trabajo pionero de Schwinger, Higgs, Goldstone, Glashow, Weinberg y Salam, independientemente mostraron cómo la fuerza nuclar débil y la electrodinámica cuántica podían fusionarse en una sola fuerza electrodébil.

Cronología

La siguiente tabla muestra los pasos y personas claves en el desarrollo de la teoría cuántica:

Fecha Persona Contribución
1771 Luigi Galvani Notó que los músculos de las ranas muertas se movían ligeramente cuando los golpeaba con un descargador eléctrico, a lo que se refirió como "electricidad animal".
1800 Alessandro Volta Inventó la pila voltaica o batería, específicamente para refutar la teoría de la electricidad animal de Galvani.
1807 John Dalton La principal aportación de John Dalton fue su teoría atómica la cual fue retomada desde las creadas por Leucipo y Demócrito en la antigüedad. -En 1803 formuló la teoría de que la materia está compuesta de átomos de diferentes masas, que se combinan en proporciones sencillas para formar compuestos.
1838 Michael Faraday Usando la batería de Volta descubrió los rayos catódicos cuando, durante un experimento pasó corriente a través de un tubo de vidrio lleno de un aire enrarecido y notó un extraño arco de luz comenzando en el ánodo (electrodo positivo) y finalizando en el cátodo (electrodo negativo).
1852 Edward Frankland Inició la teoría de valencia, proponiendo que cada elemento fuese una específica "combinación de poder". Por ejemplo, algunos elementos como el nitrógeno tienden a combinarse con otros tres elementos (e.g.  ), mientras que otros podrían tender a combinarse con cinco ( ), y que cada elemento que se esfuerza por cumplir con su cuota de combinación de poder (valencia) para así satisfacer sus afinidades.
1859 Gustav Kirchhoff Declaró el "problema del cuerpo negro": ¿cómo la intensidad de la radiación electromagnética emitida por un cuerpo negro depende de la frecuencia de la radiación y de la temperatura del cuerpo?
1877 Ludwig Boltzmann Sugirió que los estados de energía de un sistema físico deberían ser discretos.
1879 William Crookes Mostró que los rayos catódicos (1838), a diferencia de los rayos de luz, pueden ser doblados en un campo magnético.
1885 Johann Jakob Balmer Descubrió que las cuatro líneas visibles del espectro del hidrógeno podían ser asignadas enteras a una serie.
1888 Johannes Rydberg Modificó la fórmula de Balmer para incluir las otras series de líneas y producir la fórmula de Rydberg.
1891 Alfred Werner Propuso una teoría de afinidad y valencia en la cual la afinidad es una emisión de fuerza atractiva del centro del átomo la cual actúa uniformemente desde allí hacia todas las partes de la superficie esférica del átomo central.
1892 Heinrich Rudolf Hertz Mostró que los rayos catódicos (1838) podían pasar a través de hojas delgadas de láminas de oro y producir una apreciable luminosidad de los cristales detrás de ellos.
1896 Henri Becquerel Descubrió la "radiactividad", un proceso en el cual, debido a la desintegración nuclear, ciertos elementos o isótopos espontáneamente emiten uno de las tres entidades energéticas: partículas alfa (carga positiva), partículas beta (carga negativa) y partículas gamma (carga neutral).
1897 Joseph John Thomson Mostró que los rayos catódicos (1838) se curvan bajo la influencia de un campo eléctrico y un campo magnético y para explicar esto el sugirió que los rayos catódicos están negativamente cargados de partículas eléctricas subatómicas o corpúsculos" (electrones), sacados del átomo; y en 1904 propuso el modelo del "budín de ciruela, en el cual los átomos tienen una masa amorfa (budín) positivamente cargada como un cuerpo empotrado con electrones negativamente cargados (ciruelas) dispersos en su totalidad en la forma de anillos rotando de manera no aleatoria.
1900 Max Planck Para explicar la radiación de cuerpo negro, sugirió que la energía electromagnética podría ser emitida sólo en forma cuantizada, esto es, la energía sólo podría ser un múltiplo de una unidad elemental de  , donde   es la constante de Planck y   la frecuencia de la radiación.
1902 Gilbert N. Lewis Para explicar la regla del octeto (1893), desarrolló el modelo del átomo cúbico, en el cual los electrones estaban ubicados en los vértices de un cubo y sugirió que los enlaces simples, dobles y triples se dan cuando dos átomos se mantienen unidos por múltiples pares de electrones (un par por cada enlace) entre ambos átomos (1916).
1904 Richard Abegg Notó la existencia de un patrón en la diferencia numérica entre la máxima valencia positiva de un elemento, como +6 para  , y su máxima valencia negativa, como -2 para  , que tiende a ser de ocho (regla de Abegg).
1905 Albert Einstein Para explicar el efecto fotoeléctrico, es decir, la emisión de electrones por un material cuando se le ilumina con radiación electromagnética, postuló que la luz está formada por partículas cuánticas individuales (fotones), basándose en la hipótesis cuántica de Planck (1900).
1907 Ernest Rutherford Para testear el modelo del budín de ciruelas (1904), él disparó partículas alfa (positivamente cargadas) en una lámina de oro y notó que algunos se devolvían, lo cual demuestra que los átomos tienen un pequeño núcleo atómico cargado positivamente en su centro.
1913 Niels Bohr Para explicar la fórmula de Rydberg (1888), la cual modela correctamente el espectro de la emisión de luz del átomo de hidrógeno, postuló la hipótesis sobre que los electrones cargados negativamente giran en torno a un núcleo positivamente cargado en ciertas distancias "cuánticas" fijas, y que cada uno de estas "órbitas esféricas" tienen una energía específica asociada de tal manera que los movimientos de electrones entre las órbitas requiere emisiones "cuánticas" o absorciones de energía.
1916 Arnold Sommerfeld Para describir el efecto Zeeman, esto es, que la absorción atómica o emisión de líneas espectrales cambien cuando la luz en primer lugar brilla a través de un campo magnético, el sugirió que allí podrían haber "órbitas elípticas" en los átomos además de las esféricas.
1919 Irving Langmuir Basándose en el trabajo de Lewis (1916), el acuño el término "covalencia" y postuló que los enlaces de coordinación ocurren cuando un par de electrones provienen de distinto átomo.
1922 Stern y Gerlach El experimento de Stern y Gerlach detecta valores discretos de momentos angulares para los átomos en el estado base pasando a través de un campo magnético no homogéneo, conduciendo al descubrimiento del espín del electrón.
1923 Louis-Victor de Broglie Postuló que los electrones en movimiento están asociados a longitudes de onda que están dadas por la constante de Planck   dividida por el momentum de   del electrón:  .
1925 Friedrich Hund Resumió la "regla de máxima multiplicidad", la cual establece que cuando los electrones son agregados sucesivamente a un átomo como muchos niveles u órbitas, son ocupados por separado antes de cualquier emparejamiento de electrones a diferencia de lo que ocurre con el espín, y hace la distinción que los electrones internos en las moléculas permanecen en los orbitales atómicos y sólo los electrones de valencia son necesitados para estar en los orbitales moleculares envueltos en ambos núcleos.
1925 Wolfgang Ernst Pauli Resumió el "principio de exclusión de Pauli", que dice que dos fermiones idénticos no pueden ocupar el mismo estado cuántico de manera simultánea.
1926 Erwin Schrödinger Usando el postulado de de Broglie sobre las ondas de electrones (1924), desarrolló una "ecuación de onda" que representa matemáticamente la distribución de una carga de un electrón distribuido a través del espacio, siendo esféricamente simétrica o prominente en ciertas direcciones, es decir, dirigida a los enlaces de valencia, la cual dio el correcto valor para las líneas espectrales del átomo de hidrógeno.
1927 Walter Heitler Usó la ecuación de onda de Schrödinger (1926) para mostrar cómo dos átomos de hidrógeno se unen en función de ondas, con más, menos y términos de intercambio, para formar un enlace covalente.
1927 Robert S. Mulliken En 1927 Mulliken trabajó en conjunto con Hund para desarrollar una teoría orbital molecular, donde los electrones son asignados a los estados que se extienden sobre toda la molécula, y en 1932 introdujo muchas nuevas terminologías de orbitales moleculares, como el enlace sigma, enlace pi y enlace delta.
1928 Linus Pauling Resumió la naturaleza del enlace químico, usando el modelo de mecánica cuántico del enlace covalente de Heitler (1927) para sentar las bases de la mecánica cuántica para todos los tipos de estructuras y enlaces moleculares, y sugerir que diferentes tipos de enlaces en moléculas pueden ser igualados por el rápido desplazamiento de electrones, un proceso llamado "resonancia" (1931), como las resonancias híbridas conteniendo contribuciones de diferentes configuraciones electrónicas posibles.
1929 John Lennard-Jones Introdujo una aproximación de la combinación lineal de orbitales atómicos para el cálculo de orbitales moleculares.
1932 Werner Heisenberg Aplicó la teoría de perturbaciones para el problema de los dos electrones y mostró como derivados de la resonancia del intercambio de electrones podía explicar la interacción de intercambio.
1938 Charles Coulson Realizó el primer cálculo preciso de una función de onda de orbitales moleculares con la molécula de hidrógeno.
1951 Roothaan y Hall Obtuvieron las ecuaciones de Roothaan-Hall, colocando rigurosos métodos de orbitales moleculares sobre una sólida base.

Primeros experimentos

Referencias

  1. Folsing, Albrecht (1997). Albert Einstein: A Biography. trans. Ewald Osers, Viking.
  2. Hanle, P.A. (1977). Erwin Schrodinger's Reaction to Louis de Broglie's Thesis on the Quantum Theory. Isis, Vol. 68, No. 4 (Dec., 1977), pp. 606-609.
  3. El experimento de Davisson-Germer, el cual demuestra la naturaleza de onda del electrón.

Véase también

Enlaces externos

  • Una historia de la mecánica cuántica (en inglés).
  • Una breve historia de la mecánica cuántica (en inglés).
  • Historia y cimientos de la física cuántica (en inglés).
  • Historia de la cuántica (enlace roto disponible en Internet Archive; véase el historial, la primera versión y la última).
  •   Datos: Q2358974

Mayo 24, 2022
historia, mecánica, cuántica, historia, mecánica, cuántica, comienza, esencialmente, introducción, expresión, cuerpo, negro, gustav, kirchhoff, invierno, 1859, 1860, sugerencia, hecha, ludwig, boltzmann, 1877, sobre, estados, energía, sistema, físico, deberían. La historia de la mecanica cuantica comienza esencialmente con la introduccion de la expresion cuerpo negro por Gustav Kirchhoff en el invierno de 1859 1860 la sugerencia hecha por Ludwig Boltzmann en 1877 sobre que los estados de energia de un sistema fisico deberian ser discretos y la hipotesis cuantica de Max Planck en el 1900 quien decia que cualquier sistema de radiacion de energia atomica podia teoricamente ser dividido en un numero de elementos de energia discretos E displaystyle E tal que cada uno de estos elementos de energia sea proporcional a la frecuencia n displaystyle nu con las que cada uno podia de manera individual irradiar energia como lo muestra la siguiente formula E h n displaystyle E h nu El modelo cuantico del atomo de Niels Bohr desarrollado en 1913 el cual incorporo una explicacion a la formula de Johannes Rydberg de 1888 la hipotesis cuantica de Max Planck de 1900 esto es que los radiadores de energia atomica tienen valores de energia discreta ϵ h f displaystyle epsilon hf el modelo de J J Thomson en 1904 el postulado de luz cuantica de Albert Einstein en 1905 y el descubrimiento en 1907 del nucleo atomico positivo hecho por Ernest Rutherford donde h displaystyle h es un valor numerico llamado constante de Planck En 1905 para explicar el efecto fotoelectrico 1839 esto es la expulsion de electrones en ciertos materiales debido a la incidencia de luz sobre los mismos Albert Einstein postulo basandose en la hipotesis cuantica de Planck que la luz esta compuesta de particulas cuanticas individuales las que mas tarde fueron llamadas fotones 1926 El termino mecanica cuantica fue usado por primera vez en el escrito de Max Born llamado Zur Quantenmechanik La Mecanica Cuantica En los anos que siguen esta base teorica comenzo lentamente a ser aplicada a estructuras reacciones y enlaces quimicos Indice 1 Descripcion 2 Cronologia 3 Primeros experimentos 4 Referencias 5 Vease tambien 6 Enlaces externosDescripcion EditarEn 1900 el fisico aleman Max Planck introdujo la idea de que la energia estaba cuantizada con el fin de derivar una formula para la dependencia de la frecuencia observada con la energia emitida por un cuerpo negro En 1905 Einstein explico el efecto fotoelectrico con un postulado sobre que luz o mas especificamente toda la radiacion electromagnetica puede ser dividida en un numero finito de cuantos de energia que son localizados como puntos en el espacio De la introduccion del escrito de cuantica On a heuristic viewpoint concerning the emission and transformation of light Un punto de vista heuristico relacionado con la emision y transformacion de la luz de marzo de 1905 De acuerdo a las suposiciones a ser contempladas aqui cuando un rayo de luz se esta propagando desde un punto la energia no esta distribuida continuamente sobre espacios cada vez mas grandes pero sino que esta constituida de un numero finito de cuantos de energia que son localizados en puntos en el espacio moviendose sin dividirse y pudiendo ser absorbidos o generados solo en su conjunto Albert Einstein Esta sentencia ha sido llamada la sentencia mas revolucionaria escrita por un fisico en el siglo veinte 1 Estos cuantos de energia serian llamados mas tarde fotones un termino introducido por Gilbert N Lewis en 1926 La idea que cada foton tenia que consistir de energia en terminos de cuantos fue un notable logro ya que elimino la posibilidad de que la radiacion de un cuerpo negro alcanzara energia infinita lo que se explico en terminos de formas de onda solamente En 1913 Bohr explico las lineas espectrales del atomo de hidrogeno nuevamente utilizando cuantizacion en su escrito On the Constitution of Atoms and Molecules Sobre la Constitucion de Atomos y Moleculas publicado en julio de 1913 Estas teorias aunque exitosas fueron estrictamente fenomenologicas no hay justificacion rigurosa para la cuantizacion de lado quizas para la discusion de Henri Poincare sobre la teoria de Planck en su paper de 1912 Sur la theorie des quanta Sobre la teoria cuantica Son conocidas mundialmente como la teoria cuantica antigua La expresion fisica cuantica fue usada por primera vez en The Universe in Light of Modern Physics El Universo bajo la luz de la Fisica Moderna de Max Planck en 1931 En 1924 el fisico frances Louis Victor de Broglie presenta su teoria de ondas de materia por la que se indica que las particulas pueden exhibir caracteristicas de onda y vice versa Esta teoria fue para una particula simple y derivada de la teoria especial de la relatividad Basandose en el planteamiento de Broglie nacio la mecanica cuantica moderna en 1925 cuando los fisicos alemanes Werner Heisenberg y Max Born desarrollaron la mecanica matricial y el fisico austriaco Erwin Schrodinger invento la mecanica de ondas y la ecuacion de Schrodinger no relativista como una aproximacion al caso generalizado de la teoria de Broglie 2 Schrodinger posteriormente demostro que ambos enfoques eran equivalentes Heisenberg formulo su principio de incertidumbre en 1927 y la interpretacion de Copenhague comienza a tomar forma cerca de la misma fecha A partir de 1927 Paul Dirac comienza el proceso de unificacion de la mecanica cuantica con la relatividad especial proponiendo la ecuacion de Dirac para el electron La ecuacion de Dirac alcanza la descripcion relativista de la funcion de onda de un electron que Schrodinger no pudo obtener Predice el espin electronico y ayuda a predecir la existencia del positron Fue pionero tambien en el uso de la teoria del operador incluyendo la influyente notacion Bra Ket descrito en su famoso libro de 1930 Durante el mismo periodo el matematico hungaro John von Neumann formulo la rigurosa base matematica para la mecanica cuantica de la teoria de los operadores lineales en los espacios de Hilbert descrito en su igualmente famoso libro de 1932 Estos como muchos otros trabajos del periodo fundacional aun siguen en pie y son altamente utilizadas En el campo de la quimica cuantica fueron pioneros los fisicos Walter Heitler y Fritz London quienes publicaron un estudio de los enlaces covalentes de la molecula de hidrogeno en 1927 La quimica cuantica fue posteriormente desarrollada por un gran numero de cientificos incluyendo el teorico quimico norteamericano de Cal Tech Linus Pauling y a John C Slater en varias teorias tales como la teoria del orbital molecular o teoria de valencias A partir de 1927 se intento aplicar la mecanica cuantica a los campos en vez de particulas simples resultando en que fueron conocidas las teorias cuanticas de campo Los primeros que trabajaron en esta area fueron Dirac Pauli Weisskopf y Jordan Esta area de investigacion culmino en la formulacion de la electrodinamica cuantica por Feynman Dyson Schwinger y Tomonaga durante los 40 La electrodinamica cuantica es una teoria cuantica de electrones positrones y campo electromagnetico y sirvio como un modelo para posteriores teorias de campo cuantico La teoria de la cromodinamica cuantica fue formulada a comienzos de los 60 La teoria como la conocemos hoy en dia fue formulada por Politzer Gross y Wilczek en 1975 Basandose en el trabajo pionero de Schwinger Higgs Goldstone Glashow Weinberg y Salam independientemente mostraron como la fuerza nuclar debil y la electrodinamica cuantica podian fusionarse en una sola fuerza electrodebil Cronologia EditarLa siguiente tabla muestra los pasos y personas claves en el desarrollo de la teoria cuantica Fecha Persona Contribucion1771 Luigi Galvani Noto que los musculos de las ranas muertas se movian ligeramente cuando los golpeaba con un descargador electrico a lo que se refirio como electricidad animal 1800 Alessandro Volta Invento la pila voltaica o bateria especificamente para refutar la teoria de la electricidad animal de Galvani 1807 John Dalton La principal aportacion de John Dalton fue su teoria atomica la cual fue retomada desde las creadas por Leucipo y Democrito en la antiguedad En 1803 formulo la teoria de que la materia esta compuesta de atomos de diferentes masas que se combinan en proporciones sencillas para formar compuestos 1838 Michael Faraday Usando la bateria de Volta descubrio los rayos catodicos cuando durante un experimento paso corriente a traves de un tubo de vidrio lleno de un aire enrarecido y noto un extrano arco de luz comenzando en el anodo electrodo positivo y finalizando en el catodo electrodo negativo 1852 Edward Frankland Inicio la teoria de valencia proponiendo que cada elemento fuese una especifica combinacion de poder Por ejemplo algunos elementos como el nitrogeno tienden a combinarse con otros tres elementos e g N O 3 displaystyle NO 3 mientras que otros podrian tender a combinarse con cinco P O 5 displaystyle PO 5 y que cada elemento que se esfuerza por cumplir con su cuota de combinacion de poder valencia para asi satisfacer sus afinidades 1859 Gustav Kirchhoff Declaro el problema del cuerpo negro como la intensidad de la radiacion electromagnetica emitida por un cuerpo negro depende de la frecuencia de la radiacion y de la temperatura del cuerpo 1877 Ludwig Boltzmann Sugirio que los estados de energia de un sistema fisico deberian ser discretos 1879 William Crookes Mostro que los rayos catodicos 1838 a diferencia de los rayos de luz pueden ser doblados en un campo magnetico 1885 Johann Jakob Balmer Descubrio que las cuatro lineas visibles del espectro del hidrogeno podian ser asignadas enteras a una serie 1888 Johannes Rydberg Modifico la formula de Balmer para incluir las otras series de lineas y producir la formula de Rydberg 1891 Alfred Werner Propuso una teoria de afinidad y valencia en la cual la afinidad es una emision de fuerza atractiva del centro del atomo la cual actua uniformemente desde alli hacia todas las partes de la superficie esferica del atomo central 1892 Heinrich Rudolf Hertz Mostro que los rayos catodicos 1838 podian pasar a traves de hojas delgadas de laminas de oro y producir una apreciable luminosidad de los cristales detras de ellos 1896 Henri Becquerel Descubrio la radiactividad un proceso en el cual debido a la desintegracion nuclear ciertos elementos o isotopos espontaneamente emiten uno de las tres entidades energeticas particulas alfa carga positiva particulas beta carga negativa y particulas gamma carga neutral 1897 Joseph John Thomson Mostro que los rayos catodicos 1838 se curvan bajo la influencia de un campo electrico y un campo magnetico y para explicar esto el sugirio que los rayos catodicos estan negativamente cargados de particulas electricas subatomicas o corpusculos electrones sacados del atomo y en 1904 propuso el modelo del budin de ciruela en el cual los atomos tienen una masa amorfa budin positivamente cargada como un cuerpo empotrado con electrones negativamente cargados ciruelas dispersos en su totalidad en la forma de anillos rotando de manera no aleatoria 1900 Max Planck Para explicar la radiacion de cuerpo negro sugirio que la energia electromagnetica podria ser emitida solo en forma cuantizada esto es la energia solo podria ser un multiplo de una unidad elemental de E h f displaystyle E hf donde h displaystyle h es la constante de Planck y f displaystyle f la frecuencia de la radiacion 1902 Gilbert N Lewis Para explicar la regla del octeto 1893 desarrollo el modelo del atomo cubico en el cual los electrones estaban ubicados en los vertices de un cubo y sugirio que los enlaces simples dobles y triples se dan cuando dos atomos se mantienen unidos por multiples pares de electrones un par por cada enlace entre ambos atomos 1916 1904 Richard Abegg Noto la existencia de un patron en la diferencia numerica entre la maxima valencia positiva de un elemento como 6 para H 2 S O 4 displaystyle H 2 SO 4 y su maxima valencia negativa como 2 para H 2 S displaystyle H 2 S que tiende a ser de ocho regla de Abegg 1905 Albert Einstein Para explicar el efecto fotoelectrico es decir la emision de electrones por un material cuando se le ilumina con radiacion electromagnetica postulo que la luz esta formada por particulas cuanticas individuales fotones basandose en la hipotesis cuantica de Planck 1900 1907 Ernest Rutherford Para testear el modelo del budin de ciruelas 1904 el disparo particulas alfa positivamente cargadas en una lamina de oro y noto que algunos se devolvian lo cual demuestra que los atomos tienen un pequeno nucleo atomico cargado positivamente en su centro 1913 Niels Bohr Para explicar la formula de Rydberg 1888 la cual modela correctamente el espectro de la emision de luz del atomo de hidrogeno postulo la hipotesis sobre que los electrones cargados negativamente giran en torno a un nucleo positivamente cargado en ciertas distancias cuanticas fijas y que cada uno de estas orbitas esfericas tienen una energia especifica asociada de tal manera que los movimientos de electrones entre las orbitas requiere emisiones cuanticas o absorciones de energia 1916 Arnold Sommerfeld Para describir el efecto Zeeman esto es que la absorcion atomica o emision de lineas espectrales cambien cuando la luz en primer lugar brilla a traves de un campo magnetico el sugirio que alli podrian haber orbitas elipticas en los atomos ademas de las esfericas 1919 Irving Langmuir Basandose en el trabajo de Lewis 1916 el acuno el termino covalencia y postulo que los enlaces de coordinacion ocurren cuando un par de electrones provienen de distinto atomo 1922 Stern y Gerlach El experimento de Stern y Gerlach detecta valores discretos de momentos angulares para los atomos en el estado base pasando a traves de un campo magnetico no homogeneo conduciendo al descubrimiento del espin del electron 1923 Louis Victor de Broglie Postulo que los electrones en movimiento estan asociados a longitudes de onda que estan dadas por la constante de Planck h displaystyle h dividida por el momentum de m v p displaystyle mv p del electron l h m v h p displaystyle lambda h mv h p 1925 Friedrich Hund Resumio la regla de maxima multiplicidad la cual establece que cuando los electrones son agregados sucesivamente a un atomo como muchos niveles u orbitas son ocupados por separado antes de cualquier emparejamiento de electrones a diferencia de lo que ocurre con el espin y hace la distincion que los electrones internos en las moleculas permanecen en los orbitales atomicos y solo los electrones de valencia son necesitados para estar en los orbitales moleculares envueltos en ambos nucleos 1925 Wolfgang Ernst Pauli Resumio el principio de exclusion de Pauli que dice que dos fermiones identicos no pueden ocupar el mismo estado cuantico de manera simultanea 1926 Erwin Schrodinger Usando el postulado de de Broglie sobre las ondas de electrones 1924 desarrollo una ecuacion de onda que representa matematicamente la distribucion de una carga de un electron distribuido a traves del espacio siendo esfericamente simetrica o prominente en ciertas direcciones es decir dirigida a los enlaces de valencia la cual dio el correcto valor para las lineas espectrales del atomo de hidrogeno 1927 Walter Heitler Uso la ecuacion de onda de Schrodinger 1926 para mostrar como dos atomos de hidrogeno se unen en funcion de ondas con mas menos y terminos de intercambio para formar un enlace covalente 1927 Robert S Mulliken En 1927 Mulliken trabajo en conjunto con Hund para desarrollar una teoria orbital molecular donde los electrones son asignados a los estados que se extienden sobre toda la molecula y en 1932 introdujo muchas nuevas terminologias de orbitales moleculares como el enlace sigma enlace pi y enlace delta 1928 Linus Pauling Resumio la naturaleza del enlace quimico usando el modelo de mecanica cuantico del enlace covalente de Heitler 1927 para sentar las bases de la mecanica cuantica para todos los tipos de estructuras y enlaces moleculares y sugerir que diferentes tipos de enlaces en moleculas pueden ser igualados por el rapido desplazamiento de electrones un proceso llamado resonancia 1931 como las resonancias hibridas conteniendo contribuciones de diferentes configuraciones electronicas posibles 1929 John Lennard Jones Introdujo una aproximacion de la combinacion lineal de orbitales atomicos para el calculo de orbitales moleculares 1932 Werner Heisenberg Aplico la teoria de perturbaciones para el problema de los dos electrones y mostro como derivados de la resonancia del intercambio de electrones podia explicar la interaccion de intercambio 1938 Charles Coulson Realizo el primer calculo preciso de una funcion de onda de orbitales moleculares con la molecula de hidrogeno 1951 Roothaan y Hall Obtuvieron las ecuaciones de Roothaan Hall colocando rigurosos metodos de orbitales moleculares sobre una solida base Primeros experimentos EditarEl experimento de la doble rendija de Thomas Young demostro la naturaleza ondulatoria de la luz c1805 Henri Becquerel descubrio la radiactividad 1896 El experimento del tubo de rayos catodicos de Joseph John Thomson descubrio el electron y su carga negativa 1897 El estudio de la radiacion de cuerpo negro entre los anos 1850 y 1900 lo cual no podia ser explicado sin los conceptos cuanticos El efecto fotoelectrico Einstein explico esto en 1905 por lo cual recibiria el premio Nobel usando los conceptos de fotones particulas de luz con energia cuantizada El experimento de la gota de aceite de Robert Andrews Millikan el cual mostraba que la carga electrica ocurre como cuantos unidades enteras 1909 El experimento de la lamina de oro de Ernest Rutherford refuto el modelo del budin de ciruelas del atomo el cual sugeria que la masa y la carga positiva de los atomos estan casi uniformemente distribuidos 1911 Otto Stern y Walter Gerlach dirigieron el experimento de Stern Gerlach el cual demostro la naturaleza cuantizada del espin de las particulas Clinton Joseph Davisson y Lester Germer demostraron la naturaleza de onda del electron 3 en el experimento de la difraccion de electrones 1927 Clyde Cowan y Frederick Reines confirman la existencia del neutrino en el experimento del neutrino 1955 El experimento de la doble rendija de Claus Jonsson con electrones El efecto cuantico de Hall descubierto por Klaus von Klitzing en 1980 En cuantizo la version del efecto Hall que permitio la definicion de un nuevo estandar practico para la resistencia electrica y para una extremadamente precisa determinacion independiente de la constante de estructura fina La verificacion experimental del entrelazamiento cuantico realizada por Alain Aspect en 1982Referencias Editar Folsing Albrecht 1997 Albert Einstein A Biography trans Ewald Osers Viking Hanle P A 1977 Erwin Schrodinger s Reaction to Louis de Broglie s Thesis on the Quantum Theory Isis Vol 68 No 4 Dec 1977 pp 606 609 El experimento de Davisson Germer el cual demuestra la naturaleza de onda del electron Vease tambien EditarCuanto Historia de la molecula Historia de la termodinamica Historia de la quimica Enlaces externos EditarUna historia de la mecanica cuantica en ingles Una breve historia de la mecanica cuantica en ingles Historia y cimientos de la fisica cuantica en ingles Historia de la cuantica enlace roto disponible en Internet Archive vease el historial la primera version y la ultima Datos Q2358974 Obtenido de https es wikipedia org w index php title Historia de la mecanica cuantica amp oldid 142084106, wikipedia, wiki, leyendo, leer, libro, biblioteca,

español

, española, descargar, gratis, descargar gratis, mp3, video, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, imagen, música, canción, película, libro, juego, juegos