Pero... ¿qué es la Física Cuántica?

Estaba escribiendo la próxima entrada de física (el efecto fotoeléctrico) y me he dado cuenta de que me he puesto a intentar aclarar cosas sobre un concepto, pero no he aclarado el concepto en sí. Además así aprovecho para explicar otra cosa y así no hago entradas tan largas.

Lo que hace a la física cuántica diferente es la escala en la que se trabaja, ya que las cosas no son como parecen.

 

Lo que dice la cuántica principalmente es que todo está cuantizado, no hay nada realmente continuo sino que son muchas cosas puntuales (discretas) muy cerca unas de otras. El ejemplo más claro es la materia que está hecha de átomos “unidos”, lo cual quiere decir que si pudiéramos ver cosas muy pequeñas muy pequeñas, veríamos que hay huecos. Es más, si nosotros mismos fuéramos infinitamente pequeñitos podríamos atravesar la materia sin darnos cuenta. Otro ejemplo, este menos claro y más revolucionario es el de la energía. Con la energía pasa exactamente lo mismo. Tú en principio puedes tener cualquier valor de energía, pero microscópicamente esto no es así, y esto es lo que demostró Planck con su estudio del cuerpo negro.

Planck demostró es que la energía estaba cuantizada y se transmitía en pequeños paquetes de energía llamados cuantos. Estos cuantos establecían la energía de los fotones que son las partículas de las que se suponía que estaba hecha la luz (y de hecho así es). Los fotones son unas partículas particulares, valga la redundancia, pues no tienen masa, de modo que su energía (cinética) no puede ser la típica fórmula de E=1/2 mv², sino que tendría que tener otra forma, es aquí donde aparece la constante de Planck.

Ya entonces se sabía que la luz tenía características de ondas. Los colores sin ir más lejos no eran más que ondas de luz con distintas frecuencias y que la suma de todas ellas daban lugar a la luz blanca. De modo que se podía conocer la frecuencia de una luz determinada. Lo que Planck fue asociar una característica de las ondas a los fotones: la frecuencia. Con esta asociación demostró que la energía de los fotones de cada luz era proporcional a la frecuencia de dicha luz. La constante que relacionaba ambas magnitudes era la constante de Planck (h).

E=hf

De esta manera, una luz roja será menos energética que una luz azul o violeta, pues su frecuencia es menor.

El asociar una característica de las ondas a una partícula fue el primer paso a un mundo totalmente nuevo, pero eso ya lo veremos.

Aquí tenéis dos espectros electromagnéticos. 

El primero es el de la luz visible. 

El segundo más general, en él están todas las ondas electromagnéticas, su longitud de onda y su energía.

Como podéis ver, lo que realmente vemos (luz visible) es una parte muy pequeña de todo el espectro.

La idea fundamental de todo esto es que parece que las cosas no se comportan igual macroscópicamente que microscópicamente, y esto último es lo que estudia la cuántica.