CRISIS DE LA FISICA CLASICA.pdf - Cosmofisica

Colegio Sagrado Corazón
Debido al pequeño valor de la constante de Planck la longitud de onda de una partícula
es muy pequeña, prácticamente inapreciable, por eso resulta difícil comprobar esta teoría. En
todo caso es necesario que la masa de las partículas sea muy pequeña. La comprobación se
realizó lanzando electrones a alta velocidad contra una red cristalina y observándose cómo
eran difractados. Aplicando las ecuaciones de De Broglie se puede determinar que electrones
acelerados por una diferencia de potencial de 10 4 V adquieren una velocidad tal que, la longitud
de onda asociada es parecida a la distancia entre planos atómicos de una red cristalina de
silicio, por lo que ésta podría actuar como una rendija. Bajo las hipótesis de De Broglie el haz
de electrones debía ser difractado por la red cristalina de silicio como en realizad ocurrió. Se
consiguió que unas partículas sufrieran un fenómeno puramente ondulatorio.
Una aplicación directa es el microscopio electrónico, que usa haces de electrones
para formar imágenes de muestras muy pequeñas. En un microscopio óptico normal se tiene
un límite en el tamaño de los objetos que se pueden apreciar. Cuando dichos objetos son de
dimensiones comparables a la longitud de onda de la luz (≈10 –7 m) se producen fenómenos de
difracción y no se pueden apreciar con claridad. Sin embargo al usar electrones, la longitud de
onda asociada disminuye, con lo que se pueden observar muestras menores (≈10 –12 m a 50kV)
como por ejemplo, los virus.
9.3.2. Principio de incertidumbre de Heisemberg.
La física clásica es determinista en el sentido que se supone que si se conoce la
velocidad y posición de una partícula en un instante y se conocen las fuerzas actuantes
entonces se puede conocer la posición y velocidad de la partícula en cualquier otro instante.
Además todas las cantidades se suponen conocidas con precisión sólo limitada por los
instrumentos de medida. De modo general la física clásica afirma que es posible conocer el
estado de cualquier sistema físico en cualquier instante si se conoce en uno determinado.
Werner Karl Heisemberg (premio Nobel de Física en 1932) analizó determinadas
situaciones experimentales posibles y llegó a la conclusión que, a nivel microscópico, no es
posible desarrollar un modelo físico determinista. Este postulado se conoce como principio de
indeterminación o principio de incertidumbre de Heisemberg:
“Existen pares de magnitudes físicas tales que si en un experimento se miden
simultáneamente, todo incremento de precisión en la medida de una, entraña una menor
exactitud en la medida de la otra, es decir, no es posible determinar simultáneamente con
exactitud determinados pares de magnitudes físicas.“
h
h
∆x ⋅
∆p x ≥ ; ∆ ⋅ ∆p y ≥ ; ∆ ⋅ ∆p z ≥
2π
2π
∆E⋅
∆t ≥
h
2π
h
2π
Tema 9-9