CRISIS DE LA FISICA CLASICA.pdf - Cosmofisica

Tema 9: Introducción a la física moderna Física 2º Bachillerato
Uno de estos pares es el de cantidad de movimiento (velocidad) y posición. Si se
quiere conocer la velocidad de un electrón se le puede hacer colisionar con un fotón y medir el
ángulo de desviación del fotón desviado pero, tras la colisión, el electrón ha cambiado de
posición. Por otro lado para conocer la posición de un electrón se puede hacer pasar éste por
una abertura muy pequeña, pero si el tamaño disminuye hasta el punto de aproximarse a la
longitud de la onda asociada, se produce la difracción del electrón y no se conoce su velocidad
en el eje que se midió la posición. Si ∆x se hace muy pequeño (se mide con gran exactitud)
como el producto debe mantenerse mayor que h/2π, la incertidumbre en el momento lineal, ∆px,
aumenta considerablemente.
Otro par de magnitudes son la energía y el tiempo. Se puede saber con gran precisión
el nivel de energía de un sistema pero no se sabe exactamente en qué instante el sistema
tenía exactamente dicha energía.
El origen de este principio es puramente físico y está determinado por las propiedades
de las partículas microscópicas. Es importante tener en cuenta que este principio es de validez
absoluta, pero es apreciable solamente en sistemas microscópicos (átomos, electrones,
protones, fotones, etc.) ya que ninguna medida macroscópica alcanza una precisión
comparable a h/2π.
9.3.3. Dualidad onda corpúsculo. Determinismo y probabilidad.
La combinación de la hipótesis de De Broglie y el principio de indeterminación de
Heisemberg llevan a una nueva concepción de la materia. La física clásica establece que una
de las diferencias fundamentales entre ondas y partículas es la localización de unas y
deslocalización de otras. La hipótesis de De Broglie asocia a una partícula material una onda, y
el principio de incertidumbre afirma que no se puede establecer con precisión absoluta la
posición de una partícula. La conclusión de ambos conceptos es el principio de dualidad
onda-corpúsculo para la materia que afirma que una partícula se puede representar mediante
una función de onda o un paquete de ondas, esto es que una partícula está representada
por la suma de un conjunto de ondas de tipo sinusoidal. El valor de la amplitud de la función
onda representa la probabilidad de que la partícula se encuentre en ese punto; las partículas
adquieren la propiedad de deslocalización de las ondas.
Tema 9-10
Figura 9.6. Incertidumbre en ∆x y ∆px