Ao de la diversificacin productiva y del fortalecimiento de la educacin

UNIVERSIDAD PERUANALOS ANDES

FACULTAD DE DERECHO Y CIENCIAS POLTICAS

Tema

Elaborado por:

ARCOS CASTILLO, MAYRA,

TAIPE GUERRA SHEYLA

Asesor: ROLY QUIONES INGA

SEMESTRE: III

HUANCAYO-PER

2015

INTRODUCCION

El entendimiento de la fsica del micro mundo resulta imposible sin el conocimiento de las representaciones cunticas. El objetivo fundamental de este curso es introducir los conceptos y principios fundamentales de la fsica cuntica y la teora cuntica. La teora cuntica bsicamente nos dice que la luz no llega de una manera continua, sino que est compuesta por pequeos paquetes de energa, a los que llamamos cuantos. Estos cuantos de energa se llaman fotones. Toda luz que nos llega viene por pequeos paquetes, no es continua.

Los fotones son las partculas fundamentales de la luz, as como los electrones son las partculas fundamentales de la materia, esta analoga es la que sirvi para realizar el descubrimiento del carcter cuntico de la luz. Por esta misma analoga, aos despus, de Broglie desarroll la teora que formula que la materia tambin tiene un carcter ondulatorio. La carga elctrica y la energa tienen una estructura granular (est formada por cuantos), al igual que la materia.

La teora cuntica ha servido para demostrar los fenmenos que no se pudieron explicar con la teora ondulatoria de la luz, pero hay fenmenos que no pueden ser explicados con la teora cuntica, y adems hay ciertos fenmenos que pueden ser explicados por ambas teoras. Esto nos lleva a una duda: cul de las dos teoras es la correcta? O son correctas ambas teoras? Cmo pueden asociarse las dos teoras?

El contenido se desarrolla a partir de los hechos experimentales que obligaron la introduccin de estos nuevos conceptos, siguiendo hasta cierto punto el desarrollo histrico. No constituye por lo tanto una exposicin terica que parte de los postulados desde el inicio. El libro consta de 6 captulos. Los primeros 3 temas estn dedicados al estudio de los hechos que motivaron la introduccin de los cuantos de luz y de energa, hasta llegar a la vieja teora cuntica. El captulo 4 expone los conceptos bsicos de la mecnica ondulatoria, y los captulos 5 y 6 estn dedicados a las aplicaciones fundamentales de la teora cuntica en los sistemas atmicos.En general, el curso est concebido para ser impartido en 32 horas de clases teoras, y para su elaboracin el autor se bas en sus aos de experiencia enla imparticin de esta asignatura en el Instituto Superior de Ciencias y Tecnologa Nucleares.

INDICECaptulo I..I1. La fsica cuntica

Concepto:

La fsica, omecnicacuntica,estudia el comportamiento de la materia cuando las dimensiones de sta son tan pequeas que empiezan a notarse extraos efectos como la imposibilidad de conocer con exactitud la posicin de una partcula o simultneamente su posicin y velocidad, sin afectar a la propia partcula.

Los principios bsicos de la fsica cuntica son fundamentalmente dos. El primero es que las partculas intercambian energa en mltiplos enteros de una cantidad mnima posible, es el llamado quantum de energa. El segundo es quela posicin terica de las partculas est dada por una funcin probabilstica, es decir que no es una certeza sino ms bien una posibilidad.

La mecnica cuntica surgi en la primera mitad del siglo XX en respuesta a algunos problemas que no podan ser resueltos por los principios de la fsica clsica, que comenzaba a perder credibilidad. No es casual que la mecnica cuntica se haya desarrollado de forma ms o menos contempornea (pero paralela) a la teora de la relatividad, que tambin enfrenta algunos de los principios fundamentales de la fsica clsica.

Hasta el siglo XX se crea que la energa era emitida, propagada y absorbida de forma continua e infinita y fue Max Planck quien por primera vez plante que la energa radiada de un cuerpo negro no era continua sino discreta. Es decir que la energa se propaga y absorbe en cantidades mnimas, o cuantos, de all el nombre de quantum.

Este descubrimiento se dio de forma conjunta a uno de los hallazgos ms importantes de las ciencias fsicas: la dualidad onda-partcula, quedemostr que la luz y la materia pueden poseer propiedades de partcula tanto como propiedades ondulatorias.

Los avances de lateora cuntica permitieron aplicaciones en distintos mbitos como la electrnica (transistores, microprocesadores y componentes electrnicos), en la fsica de nuevos materiales, (semiconductores y superconductores), en la fsica de altas energas, en la criptografa y la computacin cunticas, y en la Cosmologa terica del Universo temprano. En medicinala teora cuntica es utilizada en campos tan diversos como la ciruga lser, o la exploracin radiolgica.

A modo de ejemplo y a la vez un dato curioso: segn el segundo principio de la mecnica cuntica es posible que, por ejemplo, al patear una pelota la elevemos hasta la estratsfera o ms all. Por qu? Porque bsicamente, por muy pequea que sea, existe una posibilidad de que suceda, porque la posicin de la materia est dada por una simple probabilidad.

Tambin se puede aplicar a los humanos y afirmar que no somos nada ms que un resultado de entre infinitas probabilidades. La fsica contempornea se funda bsicamente en dos teoras principales, la teora de la relatividad general y la mecnica cuntica, aunque ambas teoras parecen contradecirse mutuamente.

Los postulados que definen la teora de la relatividad de Einstein y la teora detrs de la fsica cuntica estn incuestionablemente apoyados por rigurosa y repetida evidencia emprica. Sin embargo, ambas se resisten, por el momento, a ser incorporadas dentro de un mismo modelo coherente

2. Teora cuntica:El modelo actual del tomo se basa en la mecnica cuntica ondulatoria, la cual est fundamentada en cuatro nmeros cunticos, mediante los cuales puede describirse un electrn en un tomo.El desarrollo de est teora durante la dcada de 1920 es el resultado de las contribuciones de destacados cientficos entre ellos Einstein, Planck (1858-1947), de Broglie, Bohr (1885-1962), Schrdinger (1887-1961) y Heisenberg..La siguiente figura muestra las modificaciones que ha sufrido el modelo del tomo desde Dalton hasta Schrdinger.

3. NMEROS CUNTICOS1) NMERO CUNTICO PRINCIPAL (n)

Representa los niveles energticos. Se designa con nmeros enteros positivos desde n=1 hasta n=7 para los elementos conocidos.Para calcular el nmero mximo de electrones que acepta cada nivel se calcula con la frmula 2n donde "n" es el nivel. El valor de "n" determina el volumen efectivo.

Eje:NIVEL ( n )Nmero mximo de electrones

12 ( 1 )= 2

22 ( 2 ) = 8

32 ( 3 ) = 18

42 ( 4 )/ = 32

/2) NMERO CUNTICO SECUNDARIO O AZIMUTAL ( l )

Determina el subnivel y se relaciona con la forma del orbital.

Cada nivel energtico ( n ) tiene "n" subniveles.Ejms.NIVEL ENERGTICO ( n )Nmero de subniveles contenidos en el nivel

11

22

33

Se designa con nmeros que van de cero a n-1, los cuales se identifican con las letras s, p, d, f.NIVELSUBNIVEL (nmero asignado)LETRA

1l = 0s

2l = 0l = 1 sp

3l = 0l = 1l = 2spd

A continuacin se muestra la forma de los 4 subniveles: s, p, d, f/Cada subnivel acepta un nmero mximo de electrones:s = 2 e-p = 6 e-d = 10 e-f = 14 e-

3) NMERO CUNTICO MAGNTICO (m)

Representa los orbitales presentes en un subnivel.

Se designa con nmeros que van de -l a + l pasando por cero.nlm

10 ( s )0

20 ( s )1 ( p )0-1, 0, +1

30 ( s )1 ( p )2 ( d )0-1, 0, +1-2, -1, 0, +1, +2

Cada orbital acepta un mximo de 2 electrones.4) NMERO CUNTICO POR SPIN (s)Se relaciona con el giro del electrn sobre su propio eje. Al estar juntos en un mismo orbital, un electrn gira hacia la derecha y otro hacia la izquierda. Se le asignan nmeros fraccionarios: -1/2 y +1/2 EJERCICIO DE NMEROS CUNTICOS: Seala con una "X" el nmero incorrento de las series mostradas a continuacin, dando una breve explicacin justificando su respuesta. El primer rengln est resuelto como ejemplo sealando con rojo el nmero incorrecto.nlsmExplicacin

55-2+1/2En n = 5 l = 0,1,2,3 y 4

010-1/2

42-3+1/2

1000

-21-1+1/2

31+2-1/2

6-20+1/2

32-1+1/3

23-1-1/2

65-53

42+3-1/2

CONFIGURACION ELECTRONICA

Muestra el acomodo de los electrones en el tomo en niveles y suniveles.La configuracin electrnica puede mostrarse en dos formas:a)Condensadab) Desarrolladaa) CONDENSADA.- Solo muestra el nivel, el subnivel y el nmero de electrones.Ejm:/

PRINCIPIO DE EDIFICACIN PROGRESIVA O REGLA DE AUFABUEstablece que: " Los electrones van formando los orbitales atmicos de menor a mayor contenido de energa."Cada uno de los subniveles con su respectivo nivel principal de energa, tiene diferente energa. Los subniveles estn ordenados de acuerdo co su incremento de energa en la siguiente lista (el smbolo < se lee "menor que".)1s < 2s < 2p < 3s < 3p < 4s < 3d