14. física moderna. fundamentos de mecánica cuántica
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FÍSICA MODERNA Fundamentos de Mecánica Cuántica Rafael Artacho Cañadas · Física 2º Bachillerato
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FÍSICA MODERNA
Fundamentos de Mecánica CuánticaRafael Artacho Cañadas · Física 2º Bachillerato
ÍNDICE
1. La crisis de la física clásica en el micromundo
2. Antecedentes de la mecánica cuántica
3. Nacimiento y principios de la mecánica cuántica
4. Conclusión
1. La crisis de la física clásica en el micromundo
F m a
MECANICA
Newton 1686
Ec. del movimien
to
ELECTROMAGNETISMO
Maxwell 1865
TERMODINÁMICA
Clausius 1822
1. La crisis de la física clásica en el micromundo
La etapa europea que va desde 1870 a 1900 se caracterizó por ser el momento más glorioso de la ciencia experimental y del mayor descrédito de cualquier otro procedimiento distinto al científico para escrutar la Naturaleza y la realidad.
Esta actitud “cientifista” inundaba absolutamente TODOS los modos de vida y de pensamiento de una época que ha pasado a denominarse POSITIVISTA.
Se desarrollan a un ritmo vertiginoso TODAS las ramas de la Ciencia, y la Sociedad Occidental cree en la Ciencia como la “salvadora” del mundo. Existe cierto sentimiento de orgullo y prepotencia en esa sociedad, que se ve incrementado por los logros obtenidos
De esta época es el desarrollo de la electricidad, del magnetismo y sus aplicaciones la era de las vacunas, la mejora de los transportes, las comunicaciones, el teléfono, el Telégrafo, los nuevos materiales para la construcción, la prensa a gran escala, las Colonizaciones, la bonanza económica de Europa y América...
Sin embargo, todo este gran edificio terminaría por caer; y con él el sentimiento determinista y de seguridad en la Ciencia. Se inició aquí la SEGUNDA revolución en la Historia de la Ciencia.
1. La crisis de la física clásica en el micromundo
La segunda Revolución Científica. Resumen de sus comienzos
Mientras que hacia 1880-1890 los científicos consideraban que la Ciencia estaba asentada sobre principios muy sólidos, una serie de NUEVOS descubrimientos derrumbaba en muy pocos años esas arraigadas ideas. Algunos de esos descubrimientos fueron:
Experimento NEGATIVO de Michelson
La retrogradación del perihelio de Mercurio.
Descubrimientos de nuevas partículas en el átomo y el comportamiento de éstos y sus espectros.
La radiación del cuerpo negro y la cuantización de la energía.
Las nuevas ideas de masa, espacio, tiempo y energía surgidas de la Relatividad de Einstein.
El efecto fotoeléctrico y su imposibilidad de explicación en base a la física Clásica.
Ideas de Heisemberg, y otros, sobre el carácter impredecible e indeterminista de la Naturaleza
Hubo, en cambio, científicos, que en lugar de hacer nuevos descubrimientos pasaron a plantearse los mismos pilares inconmovibles de la ciencia. Los más importantes de todos ellos fueron Ernst Mach y H. Poincarè.
2. Antecedentes de la mecánica cuántica
2.1. La radiación del cuerpo negro
2. Antecedentes de la mecánica cuántica
2.1. La radiación del cuerpo negro
Al incidir radiación sobre un cuerpo, parte de ésta es reflejada y parte absorbida, incrementando su temperatura. Al cesar la radiación, ese cuerpo tiende a emitir la radiación absorbida. Tómese de ejemplo un hierro calentado.
La radiación que proviene de un cuerpo es la suma de la radiación propia y la que refleja, por tanto, para estudiar sólo la correspondiente a la emisión hay que diseñar “un cuerpo negro” (ideal)
Un cuerpo negro es aquel que absorbe todas las radiaciones, en consecuencia es también un emisor ideal
2. Antecedentes de la mecánica cuántica
2.1. La radiación del cuerpo negro
Kirchoff demostró que el espectro de emisión de un cuerpo negro depende solo de la temperatura.
U.V I.R
La gráfica de emisión de un cuerpo negro (distribución espectral) nos indica la distribución de la energía en las distintas longitudes de onda para una determinada temperatura.
2. Antecedentes de la mecánica cuántica
2.1. La radiación del cuerpo negro
U.V I.R
Leyes empíricas que regían la radiación de un cuerpo negro:
Ley de Stefan-Boltzmann:
La intensidad de la radiación térmica de un cuerpo negro es proporcional a la cuarta potencia de la temperatura absoluta
Ley del desplazamiento de Wien:
El producto de la longitud de onda correspondiente al máximo de emisión por la temperatura absoluta es constante
2. Antecedentes de la mecánica cuántica
2.1. La radiación del cuerpo negro
La forma de las gráficas de emisión y la teoría clásica
U.V
catástrofe del ultravioleta
Ley Rayleigh-Jeans
en nm
Propuesta de Rayleigh-Jeans:
Para longitudes de onda grandes reproduce los resultados experimentales
Para 0 fracasa, prediciendo en conjunto energía total por unidad de volumen infinita: catástrofe ultravioleta
2. Antecedentes de la mecánica cuántica
2.1. La radiación del cuerpo negro
La forma de las gráficas de emisión y la hipótesis de Planck
La energía emitida (cuanto de energía) por los osciladores atómicos no puede tomar cualquier valor sino que es múltiplo entero de una constante h multiplicada por la frecuencia del oscilador:
donde n es un número entero, h una constante denominada constante de Planck, 6,63·10-34 J·s y f la frecuencia del oscilador
El número de osciladores de baja frecuencia es muy superior al de osciladores de alta frecuencia.
Para grande De acuerdo con la ley de Rayleigh-Jeans
Para 0 Se evita la catástrofe del ultravioleta
2. Antecedentes de la mecánica cuántica
2.1. La radiación del cuerpo negro
La forma de las gráficas de emisión y la hipótesis de Planck
U.V
catástrofe del ultravioleta
Ley Rayleigh-Jeans
en nm
Fórmula de Planck
2. Antecedentes de la mecánica cuántica
2.2. El efecto fotoeléctrico y la explicación de Einstein
El efecto fotoeléctrico consiste en la emisión de electrones por un material metálico cuando se ilumina con radiación electromagnética.
Fue descubierto y descrito por Heinrich Hertz en 1887.
Albert Einstein utilizó la teoría cuántica para resolver este misterio de la física.
2. Antecedentes de la mecánica cuántica
2.2. El efecto fotoeléctrico y la explicación de Einstein
Descripción del fenómeno
G
Fuente luminosaVacío
Superficie metálica Electrodo
positivo
Detector
Fuente de tensión
G
2. Antecedentes de la mecánica cuántica
2.2. El efecto fotoeléctrico y la explicación de Einstein
Descripción del fenómeno
Si se hace incidir luz de al menos una frecuencia determinada f0, frecuencia umbral, en la superficie metálica, se emiten electrones. Es característica de cada metal.
G
2. Antecedentes de la mecánica cuántica
2.2. El efecto fotoeléctrico y la explicación de Einstein
Descripción del fenómeno
Si la frecuencia es inferior a la umbral, no hay emisión de electrones aunque se aumente la intensidad luminosa.
G
2. Antecedentes de la mecánica cuántica
2.2. El efecto fotoeléctrico y la explicación de Einstein
Descripción del fenómeno
Por encima de la frecuencia umbral, un aumento de la intensidad luminosa produce un incremento del número de electrones emitidos, pero no de energía cinética máxima.
G
2. Antecedentes de la mecánica cuántica
2.2. El efecto fotoeléctrico y la explicación de Einstein
Descripción del fenómeno
Si aumentamos la frecuencia por encima de la umbral, aumenta la energía cinética máxima de los electrones.
Ec
ff0
G
2. Antecedentes de la mecánica cuántica
2.2. El efecto fotoeléctrico y la explicación de Einstein
Descripción del fenómeno
Para determinar la energía cinética de los electrones se invierte el potencial de las placas, de modo que los electrones se frenen y no lleguen a la otra placa. Este valor del potencial se llama potencial de frenado.
2. Antecedentes de la mecánica cuántica
2.2. El efecto fotoeléctrico y la explicación de Einstein
Explicación de Einstein del efecto fotoeléctrico
Einstein pensó que cada paquete de energía se comporta como una partícula de luz pequeña a la que llamó fotón.
El dedujo que cada fotón debía tener una energía proporcional a la frecuencia de la luz,
Por lo tanto, la luz debe tener una frecuencia suficientemente alta para superar la fuerza que mantiene unidos a los electrones en el metal
Si la frecuencia de los fotones es mayor que entonces los electrones no sólo serán emitidos, sino también adquieren una cierta cantidad de energía cinética, tal que,
Por otra parte, considere dos haces de luz que tienen la misma frecuencia pero difieren en intensidades. La frecuencia de ellos es mayor a la frecuencia característica. El rayo de luz más intenso tiene más fotones, por lo tanto, emite una mayor cantidad de electrones de la superficie metálica.
2. Antecedentes de la mecánica cuántica
2.3. Los espectros atómicos y el átomo de Bohr
Newton demostró que la luz blanca podía descomponerse en sus colores dando lugar al espectro continuo
2. Antecedentes de la mecánica cuántica
2.3. Los espectros atómicos y el átomo de Bohr
Espectros de emisión
Se obtienen al descomponer las radiaciones de un cuerpo previamente excitado.
Todos los sólidos y líquidos a la misma temperatura tienen el mismo espectro de emisión continua
Los espectros emitidos por gases calentados son espectros discontinuos, formados por rayas luminosas, característicos de cada elemento.
espectro del Mercurio.
espectro del Mercurio.
2. Antecedentes de la mecánica cuántica
2.3. Los espectros atómicos y el átomo de Bohr
Espectros de absorción
Resultan de intercalar una determinada sustancia entre una fuente de luz y un prisma.
Los espectros de absorción continuos se obtienen al intercalar un sólido (por ejemplo, un vidrio azul) entre la fuente de luz y el prisma. En el ejemplo, se absorberán todas la radiaciones menos el azul.
Los espectros de absorción discontinuos se obtienen al intercalar un gas entre la fuente de luz y el prisma. Se observan bandas o rayas situadas en la misma longitud de onda que sus espectros de emisión.
espectro del Mercurio.
480 nm
2. Antecedentes de la mecánica cuántica
2.3. Los espectros atómicos y el átomo de Bohr
Espectro de emisión del Carbono
Espectro de absorción del Carbono
Espectro de absorción del Oxígeno
Espectro de emisión del Oxígeno
2. Antecedentes de la mecánica cuántica
2.3. Los espectros atómicos y el átomo de Bohr
Espectros del hidrógeno
El primer espectro que se analizó fue el del átomo de Hidrógeno.
En 1885 Balmer estudiando la zona visible del espectro de emisión del átomo de hidrógeno, encontró una expresión que permitía predecir dónde salen las rayas.
Espectro de emisión del Hidrógeno
Espectro de absorción del Hidrógeno
R es la constante de Rydberg y vale 1,097·107 m-1
n es un número entero mayor que 2
es la longitud de onda de la raya
2. Antecedentes de la mecánica cuántica
2.3. Los espectros atómicos y el átomo de Bohr
Espectros del hidrógeno
Posteriormente Rydberg y Ritz descubrieron que el hidrógeno presenta rayas en el ultravioleta y el infrarrojo, por lo que obtuvieron una expresión más general
Serie n1 n2 Zona
Lyman 1 2, 3, 4, … Ultravioleta
Balmer 2 3, 4, 5, … Visible
Paschen 3 4, 5, 6, … Infrarrojo
Brackett 4 5, 6, 7, … Infrarrojo
Pfund 5 6, 7, 8, … Infrarrojo
Humphreys 6 7, 8, … Infrarrojo
¿A qué se deben estas líneas que aparecen en los espectros?
¿Por qué las series espectrales convergen?
2. Antecedentes de la mecánica cuántica
2.3. Los espectros atómicos y el átomo de Bohr
El átomo de Bohr
En 1911 Rutherford estableció el siguiente modelo de átomo:
Todo átomo está formado por un núcleo y corteza.
El núcleo, muy pesado, y de muy pequeño volumen, formado por un número de protones igual al número atómico y de neutrones igual a la diferencia entre la masa atómica y el número atómico, donde se concentra toda la masa atómica.
Existiendo un gran espacio vacío entre el núcleo y la corteza.
Los electrones giran a grandes distancias del núcleo de modo que la fuerza electrostática hace el papel de fuerza centrípeta.
2. Antecedentes de la mecánica cuántica
2.3. Los espectros atómicos y el átomo de Bohr
El átomo de Bohr
El modelo atómico de Rutherford presenta dos inconvenientes notables.
a) Contradice las leyes del electromagnetismo ya que el electrón debería emitir energía radiante al girar, perdiendo energía y cayendo finalmente sobre el núcleo.
b) No explica los espectros discontinuos formados por rayas de frecuencias determinadas.
Niels Bohr modifica el modelo de Rutherford respetando la idea de orbitas circulares de los electrones, pero aplica la teoría cuántica de Max Planck, según ésta, la emisión de energía radiante no se hace de forma continua sino en forma de cantidades discretas, cuantos de energía según la ecuación:
Su estudio se basó en el átomo de H y en el de iones hidrogenoides, con un solo electrón.
Niels Bohr 1885-1962
2. Antecedentes de la mecánica cuántica
2.3. Los espectros atómicos y el átomo de Bohr
El átomo de Bohr
El modelo de Bohr se basa en tres postulados:
Primer postulado
Segundo postulado
Tercer Postulado
El electrón gira alrededor del núcleo en órbitas circulares sin emitir ni absorber energía radiante.
Sólo son posibles aquellas órbitas en las que el electrón tiene un momento angular que es múltiplo entero de h/2.
Cuando el electrón pasa de una órbita a otra, absorbe o emite energía en forma de fotones cuya cantidad es:
n es el número cuántico principal
2. Antecedentes de la mecánica cuántica
2.3. Los espectros atómicos y el átomo de Bohr
El átomo de Bohr
Radio de las órbitas permitidas
+Teniendo en cuenta el 2º postulado:
+
n=1n=2
n=3
2. Antecedentes de la mecánica cuántica
2.3. Los espectros atómicos y el átomo de Bohr
El átomo de Bohr
La energía de las órbitas permitidas
Teniendo en cuenta el 2º postulado y la expresión para el radio de una órbita, la energía cinética se escribe:
Igualmente, la energía potencial:
Por lo que la energía total de un electrón en una órbita de Bohr:
2. Antecedentes de la mecánica cuántica
2.3. Los espectros atómicos y el átomo de Bohr
El átomo de Bohr
La energía de las órbitas permitidas
La diferencia de energías entre órbitas tiende a disminuir conforme aumenta n.
E (eV)
-13,6
-3,40
-1,51
n = 1
n = 2
0
2. Antecedentes de la mecánica cuántica
2.3. Los espectros atómicos y el átomo de Bohr
El átomo de Bohr
Energía emitida por un electrón al pasar de una órbita de energía superior a otra inferior
E=hfn2, E2
n1, E1
De acuerdo con el 3er postulado de Bohr, la energía emitida en forma de cuantos (hf) será:
Al sustituir los valores de las constantes, se obtiene la constante de Rydberg:
2. Antecedentes de la mecánica cuántica
2.3. Los espectros atómicos y el átomo de Bohr
El átomo de Bohr
¿Cómo se producen los espectros a la luz de la teoría de Bohr?
Al suministrar energía de excitación, los electrones de los átomos pasan a niveles superiores, no todos los electrones al mismo nivel.
Los electrones volverán a caer directamente al nivel inferior, sino que, podrán producirse transiciones intermedias.
Los átomos solo emitirán energías correspondientes a las diferencia de energía entre las distintas órbitas.
Cada una de estas energías corresponden a determinados valores de frecuencia que pueden caer dentro del espectro ultravioleta (serie de Lyman), visible (serie de Balmer) o infrarrojo (los demás).
2. Antecedentes de la mecánica cuántica
2.3. Los espectros atómicos y el átomo de Bohr
El átomo de Bohr
¿Cómo se producen los espectros a la luz de la teoría de Bohr?
n = 1
n = 2
n = 3
n = 4
n = 5
n =
Lyman
Balmer
Paschen
Brackett
Pfund
Ultravioleta Visible Infrarrojo
SERIES ESPECTRALES
E=hf
2. Antecedentes de la mecánica cuántica
2.3. Los espectros atómicos y el átomo de Bohr
Modelo vectorial del átomo
El modelo atómico de Bohr consigue buenos resultados para el átomo de hidrógeno e iones hidrogenoides pero no sirve para átomos polielectrónicos. Además tiene el inconveniente de estar basado en postulados empíricos de difícil justificación teórica.
Cuando se construyeron espectroscopios con mayor poder de resolución, se observó que algunas rayas gruesas se desdoblaban en otras más finas de longitudes de ondas muy próximas.
Zeeman aplicando campos magnéticos a los átomos, consiguió la aparición de nuevas rayas lo que se conoce como efecto Zeeman.
Aplicando campos eléctricos ocurre lo mismo (efecto Sbeck).
Zeeman 1865-1943
Foto obtenida por Zeeman
2. Antecedentes de la mecánica cuántica
2.3. Los espectros atómicos y el átomo de Bohr
Modelo vectorial del átomo
Sommerfeld para explicar estos fenómenos introduce una serie de parámetros en el modelo de Bohr a los que llamó números cuánticos e introduce la idea de que las órbitas electrónicas no tienen que ser circulares:
Arnold Sommerfeld 1869 -1951
n número cuántico principal. Toma valores de 1 en adelante.l número cuántico azimutal o secundario. Toma valores de 0 a n-1. Es una medida de la
excentricidad de la órbita, y las diferencias justifican el desdoblamiento de las rayas.m número cuántico magnético. Toma valores de -1 a +1. Explica el efecto Zeeman.s número cuántico spin. Toma los valores de + ½ y – ½ . Especifica el giro del electrón sobre sí
mismo.
3. Nacimiento y principios de la mecánica cuántica
Situación de partida (principios de los años 20):
La luz, en los fenómenos de difracción, interferencia y polarización, muestra una naturaleza ondulatoria.
La luz, en los fenómenos de emisión del cuerpo negro, el efecto fotoeléctrico y la formación de espectros y otros, muestra una naturaleza corpuscular (fotones).
Síntesis
Louis de Broglie (1924).
Bases de la Mecánica Cuántica
Hipótesis de Louis de Broglie (1924).
El principio de indeterminación de Heisenberg.
La función de probabilidad de Schrödinger.
3. Nacimiento y principios de la mecánica cuántica
3.1. Hipótesis de De Broglie
Louis de Broglie 1892 -1987
En 1924, el físico francés Louis de Broglie hizo el siguiente razonamiento:
La naturaleza es sorprendentemente simétrica de muchas maneras.
Nuestro universo observable está compuesto totalmente de luz y de materia.
Teniendo en cuenta la dualidad onda-corpúsculo de la luz (Young-Einstein), quizás también la materia goce de esta cualidad.
La sugerencia de De Broglie quizás no hubiera recibido seria atención si no hubiera predicho cuál debía ser la longitud de onda asociada a las llamadas ondas de materia.
Toda partícula material en movimiento tiene un comportamiento ondulatorio.
De Broglie supuso que la longitud de onda de las ondas de materia predichas debía estar dada por la misma relación aplicable a la luz, o sea:
que relaciona la longitud de onda de una onda luminosa con la cantidad de movimiento de los fotones asociados con ella. La doble naturaleza de la luz se muestra de una manera sorprendente en esta ecuación y también en la de Planck (E=hf ). Ambas expresiones contiene en su estructura tanto el concepto de onda como un concepto de partícula. De Broglie predijo que las longitudes de ondas de las materias también debían estar dadas por la ecuación anterior, en la cual "p" tendría que ser la cantidad de movimiento de la partícula de materia.
3. Nacimiento y principios de la mecánica cuántica
3.1. Hipótesis de De Broglie
Experimento de la doble rendija
En 1927, C.J. Davisson y L.H. Germer, descubrieron el fenómeno de la difracción de electrones:
Al hacer pasar chorros de electrones por orificios circulares y rendijas se observa:
Existen zonas de la placa fotográfica donde nunca llegan electrones (zonas prohibidas).
Las zonas de incidencia de los electrones forman anillos concéntricos o bandas alternados con las zonas prohibidas, lo que acaba produciendo una imagen de difracción similar a la de la luz.
Podemos extraer las siguiente conclusiones:
Un electrón incide en un punto y lo ennegrece, comportamiento que pone de manifiesto un carácter corpuscular.
Los puntos ennegrecidos permitidos están determinados, sin embargo, por propiedades ondulatorias.
No podemos predecir en qué punto impactará un electrón: solo podemos hablar en términos de probabilidad e indicar en qué zonas podrá impactar y en qué zonas no lo hará.
La difracción e interferencia de los electrones
3. Nacimiento y principios de la mecánica cuántica
3.2. El principio de indeterminación de Heisenberg
Werner Heisenberg 1901-1976
Es imposible en un instante dado, determinar simultáneamente la posición y la cantidad de movimiento de una partícula (el momento lineal de ésta).
En física sólo se pueden medir aquellas cantidades que tienen un significado real. Si pudiéramos enfocar un "supermicroscopio" sobre un electrón en un átomo y verlo moviéndose en una órbita, podríamos aceptar que existen tales órbitas. Ahora bien, vamos a demostrar que es fundamentalmente imposible hacer tal observación Por consiguiente afirmamos que tales órbitas no tienen significado físico.Observamos a la Luna moviéndose en torno a la Tierra mediante la luz solar que refleja hacia nosotros. Ahora bien, la luz comunica cantidad de movimiento lineal a un objeto del cual se refleja. En principio, esta luz reflejada debiera alterar el curso de la Luna en su órbita, aunque con poco que se reflexione al respecto salta a la vista que este efecto perturbador es insignificante.
Para los electrones, la situación es totalmente diferente. En este caso también sólo podemos esperar "ver" al electrón si le dirigimos luz, u otra partícula, para que nos la refleje. En este caso, el retroceso que experimenta el electrón cuando la luz (el fotón) rebota en él, altera por completo el movimiento del electrón de una manera tal que no puede evitarse y ni siquiera puede tomarse en cuenta para reconstruir el movimiento del electrón.
Si existieran órbitas como las imaginadas por Bohr, se dislocarían por completo al tratar de verificar su existencia. Bajo estas circunstancias, preferimos decir que es la función de probabilidad, y no las órbitas, lo que representa la realidad física. Nuestra imposibilidad inherente de describir los movimientos de los electrones a la manera clásica se expresa mediante el principio de incertidumbre enunciado por Werner Heisenberg en 1927.
3. Nacimiento y principios de la mecánica cuántica
3.2. El principio de indeterminación de Heisenberg
Principio de indeterminación y relación con la mecánica clásica
En el caso de partículas o cuerpos de masa m que se mueven con velocidad v, el principio de indeterminación se escribe:
En el caso de que aumente la masa, el producto de las indeterminaciones tiende a disminuir y se acerca a cero. De esta manera ambas magnitudes se pueden determinar con gran precisión: principio de correlación.
3. Nacimiento y principios de la mecánica cuántica
3.3. La función de probabilidad de Schrödinger
Erwin Schrödinger 1887-1962
¿Por qué los electrones se mueven en órbitas estacionarias de energía?.
La mecánica clásica no puede dar respuesta a estos interrogantes
¿Por qué tienen comportamiento de onda?.
¿Cómo conocer la energía que posee un electrón y la posición de éste si según el principio de incertidumbre nunca lograremos medirlo?
En 1926, Erwin Schrödinger desarrolla una teoría según la cual las propiedades corpusculares y ondulatorias de la materia no son mas que aspectos distintos de una misma realidad.
La ecuación de onda de Schrödinger, describe el comportamiento y la energía de las partículas submicroscópicas. Es una función análoga a las leyes de Newton para los sólidos macroscópicos que incorpora tanto el carácter de partícula (en función de la masa) como el carácter de onda en términos de una función de onda (psi).
Schrödinger definió la función de onda como una función matemática que sirve para caracterizar a un sistema dado en función de las variables que lo definen.
3. Nacimiento y principios de la mecánica cuántica
3.3. La función de probabilidad de Schrödinger
Max Born 1882-1970
Max Born realizó una interpretación probabilística de la función de onda de tal manera que //2 calculado en un punto y un instante determinado, mide la probabilidad de encontrar el sistema dado por la función de onda en ese punto y en ese instante. es una función de probabilidad.
A la región del espacio donde es más probable que se encuentre el electrón se denomina orbital y viene expresado por una función de onda.
Al resolver la ecuación de onda, ésta sólo tiene solución para unos determinados valores de la energía, que coinciden con los números cuánticos del modelo vectorial de Bohr-Sommerfeld pero que adquieren un significado físico distinto.
n Número Cuántico Principal: Proporciona el Nivel y la distancia promedio relativa del electrón al Núcleo. n posee valores de 1, 2, 3,....
l Número Cuántico Azimutal: Proporciona el subnivel. cada orbital de un subnivel dado es equivalente en energía, en ausencia de un campo magnético. l posee valores desde 0 hasta n-1.
m Número Cuántico Magnético: Define la orientación del Orbital. m posee valores desde - l pasando por 0 hasta +l.
s Número Cuántico de Spin: Define el giro del Electrón. s posee valores de +1/2 y -1/2.
4. Conclusión
Consecuencias de la Mecánica Cuántica
Se sustituye la idea de trayectorias precisas (órbitas) de Bohr por zonas de máxima probabilidad de halar el electrón (orbital).
Se modifica el concepto de electrón (partícula) como “partícula cargada negativamente”.
Reflexión y "tunelado" de un electrón dirigido hacia una barrera potencial. El punto resplandeciente moviéndose de derecha a izquierda es la sección reflejada del wavepacket. Un vislumbre puede observarse a la derecha de la barrera. Esta pequeña fracción del wavepacket atraviesa el túnel de una forma imposible para los sistemas clásicos. También es notable la interferencia de los contornos entre las ondas de emisión y de reflexión.
Efecto túnel
