Edu365.cat

VilaWeb.cat
VilaWeb.tv
Nosaltres.cat
MÉSVilaWeb  Correu  Clau
Vilaweb Diari de l'escola
L'Any de la Física 2005: la mecànica quàntica

La teoria dels quàntums

Ones i partícules

Incertesa i probabilitat


dimarts, 10 de maig de 2005
La mecànica quàntica s'ocupa de les partícules més petites, o corpuscles, que constitueixen la matèria i de les lleis que les regeixen, diferents de les lleis físiques d'Isaac Newton, encloses en el nom genèric de física clàssica. De fet, amb la mecànica quàntica neix la física moderna, inaugurada just a la primeria del segle XX, mercès als treballs del físic alemany Max Planck.

En efecte, el 1900 Planck va formular una teoria d'una gran importància, que explicava les bases de la radiació tèrmica, o calorífica, val a dir: l'emissió d'energia dels cossos deguda a la temperatura pròpia, qüestió molt debatuda pels científics de l'època. Però aquesta explicació, que veurem tot seguit, contradeia un dels principis bàsics de la física clàssica: el principi de continuïtat.

El cas és que la teoria va fer fortuna, i, al cap d'uns quants anys, Albert Einstein la va fer servir per explicar l'anomenat efecte fotoelèctric, que li va valer el premi Nobel de Física, el 1921. Havia nascut la mecànica quàntica, desenvolupada durant el segle XX per físics eminents com Niels Bohr, Louis de Broglie, Erwin Schrödinger, Werner Heisenberg...
  • + Webs relacionades dins Nosaltres.Com: Ciència

La teoria dels quàntums


+ Max Planck va formular la teoria dels quàntums el 1900.
Com apuntàvem suara, la física clàssica creia que, a la natura, els canvis es produïen d'una manera continua, gradual, que el moviment dels cossos no obeïa a canvis sobtats. I aquesta creença també englobava, per exemple, l'emissió d'energia. Contràriament, la teoria de Planck, o dels quàntums, invertia aquesta idea, per tal com sostenia que la radiació era discontínua, que l'energia s'alliberava (i s'absorbia), per dir-ho d'alguna manera, en forma de paquets o unitats. Cadascun d'aquests paquets fou batejat amb el mot 'quàntum', que passava a designar la quantitat elemental d'energia.

Ones i partícules


+ La mecànica quàntica s'ocupa de les partícules atòmiques i subatòmiques.
La mecànica quàntica va eixamplar-se amb els treballs de Louis de Broglie, que, dit sia de passada, tenia el títol de príncep de Broglie. Partint de les idees de Planck i d'Einstein que la llum es presentava de vegades en forma d'ones, de vegades en forma de partícules, aquest físic francès va demanar-se si no podia passar això mateix amb la matèria, presa globalment. El resultat d'aquesta intuïció fou la dita mecànica ondulatòria, segons la qual les partícules més petites que formen la matèria es comporten com ones.

Incertesa i probabilitat


+ Werner Heisenberg, un dels fundadors de la mecànica quàntica.
El comportament ondular de les partícules va menar al principi d'incertesa, un dels fonaments de la mecànica quàntica. Formulat pel físic alemany Werner Heisenberg, el principi d'incertesa sosté que no es pot saber la posició exacta de les partícules més minúscules (electrons, per exemple) en un moment determinat; de fet, no es poden saber exactament i simultàniament dues variables. Per exemple, com més precís és el càlcul de la posició d'una partícula, menys ho és el de la velocitat, i a la inversa. Per tant, hom pot parlar de probabilitat, però no de certesa.

MATERIALS

  • Mareo cuántico
    Format:Web
    Recurs educatiu centrat en la mecànica quàntica. S'hi glossen qüestions diverses, tals com la teoria dels quàntums, la dualitat ona-partícula i la incertesa i la probabilitat quàntiques.
  • Mecànica quàntica: vídeos
    Format:Web
    Recull de vídeos sobre la mecànica quàntica, l'àtom i la relativitat.
  • Online History Exhibits
    Format:Web
    Espai de l'Institut Americà de Física, amb materials sobre la història de la física.
  • Physics and Math
    Format:Web
    Més materials, aquests relacionats amb la física i les matemàtiques.

QUE HO SABIES?

  • Max Planck va defensar els seus col·legues d'origen jueu, com Albert Einstein, de les diatribes del règim nazi. El seu fill Erwin fou assassinat pels nazis, acusat d'haver participat en el complot frustrat contra Hitler el 1944.
  • 'Déu no juga a daus': d'aquesta manera havia expressat Albert Einstein al físic danès Niels Bohr la seva renuència a la mecànica quàntica. Bohr, un dels pares de la nova física, li va replicar: 'Einstein, deixi de dir a Déu què ha de fer'.

BANNER ACTUALITZAT

Vols el banner de l'última notícia a la teva web?

Copia aquest codi i enganxa-l'hi:

<a href="http://www.vilaweb.cat
/misc/diariescola/redirect.php?tp=url">
<img src="http://www.vilaweb.cat
/misc/diariescola/redirect.php?tp=img" border="0"/></a>

CERCADOR DEL DIARI DE L'ESCOLA


Ajuda

ESCOLES EN XARXA

Vés-hi
Com apuntar-s'hi

Investiga

La probabilitat en la mecànica quàntica: un exemple.
La malfiança d'Einstein sobre la visió quàntica.
Qüestionari sobre la matèria i les propietats que la defineixen.
Una explicació de la discontinuïtat, base de la teoria dels quàntums.
I també...
  • Vídeo que fa veure la importància de la revolució de la física quàntica.
  • Repàs de les fites i figures principals de la física moderna.
Què és VilaWeb?    Publicitat    Mapa web    Contacte Una web de Partal, Maresma i Associats, S.L. Iqua