Iniciación de la Física Cuántica

A finales del mismo año 1900, el físico alemán M. Planck (1858-1947) aportó una hipótesis para interpretar teóricamente los resultados experimentales de la radiación del cuerpo negro.

Afirmó que un cuerpo negro no emite o absorbe energía de forma continua, sino que lo hace de forma discontinua o discreta, a saltos, “por paquetes” o cuantos de energía de una frecuencia determinada.

La energía de un cuanto viene dada por la expresión:

E = h · f

donde f es la frecuencia de la radiación emitida y h una constante, llamada constante de Planck, de valor h = 6,625 · 10^-34 J·s.

Hipótesis de Planck

Para Planck existe una correspondencia entre la energía emitida o absorbida por un cuerpo negro y la energía de sus átomos.

Supuso que los átomos dentro de un sólido se comportan como osciladores (debido al movimiento armónico simple de sus cargas), cuyo contenido energético está cuantizado, es decir, sólo puede ser múltiplo de la magnitud (h·f)

Y que la energía emitida por el cuerpo negro en la radiación electromagnética, corresponde a las vibraciones de las cargas en los átomos, por lo que también está cuantizada.

De forma resumida ésta era la hipótesis de los cuantos de Planck, con la que llegó a una ecuación cuyos resultados no sólo coincidían con los fenómenos empíricos observados sino que, además, permitió obtener de forma teórica, los valores de las constantes empíricas:

- “b”, de la ley de Wien xxxxxxxxxxxxxxxxxxxx λ_máx · T = b

- “σ”, de la ley de Stefan-Boltzmann xxxxxxxxxx E = σ · T⁴

Es decir un acierto pleno que, sin embargo, no tuvo reconocimiento alguno. Paradójico pero así fue. Estas cosas pasan.

Paradoja cuántica

Sin embargo, les decía, dicha hipótesis no fue admitida por la comunidad científica. Y no lo fue, dado el convencimiento que se tenía de que los procesos en la Naturaleza son continuos.

Tuvieron que pasar unos años -hasta que Albert Einstein la aplicara en la explicación del efecto fotoeléctrico, y Niels Bohr la tuviera en cuenta al hablar de la cuantización de las órbitas electrónicas en su modelo atómico-, para que se le diera la importancia de teoría física.

Tal es así que, hasta 1918, no se le concedió el Premio Nobel de Física a Planck, cuando se comprobó la importancia de su hipótesis en la explicación de diversos fenómenos. Estas cosas pasan también.

Se inició así lo que conocemos como Mecánica Cuántica. El conocimiento científico que está detrás de tantos productos cotidianos de la industria electrónica, y de tanto desarrollo tecnológico de los siglos XX y XXI.

Les dejo con un video time-lapse del personaje. Una muestra de respeto y cariño por parte de su autor. Lo que está bien.