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7.8: El Principio de Incertidumbre
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The Uncertainty Principle
 
TRANSCRIPCIÓN

7.8: El Principio de Incertidumbre

Werner Heisenberg consideró los límites de la precisión con la que se pueden medir las propiedades de un electrón u otras partículas microscópicas. Determinó que existe un límite fundamental para la precisión con que se puede medir simultáneamente tanto la posición de una partícula como su momento. Cuanto más precisa sea la medición del momento de una partícula, menos precisa será la posición en ese momento y viceversa. Esto es lo que ahora se llama el principio de incertidumbre de Heisenberg. Relacionó matemáticamente la incertidumbre en la posición y la incertidumbre en el momento con la cantidad que implicaba la constante de Planck.

Eq1

Esta ecuación calcula el límite de la precisión con la que uno puede conocer tanto la posición simultánea de un objeto como su momento.

Por lo tanto, cuanto más precisa sea la posición del electrón, menos precisa será su velocidad y viceversa. Por ejemplo, se puede predecir dónde aterrizaría una pelota de béisbol en el campo observando su posición inicial y su velocidad y considerando el efecto de la gravedad y el viento, etc. Se puede estimar la trayectoria de la pelota de béisbol.

Sin embargo, para un electrón, la posición y la velocidad no se pueden determinar simultáneamente. Por lo tanto, no se puede determinar una trayectoria para el electrón de un átomo. Este comportamiento es indeterminado. En lugar de la localización precisa de un electrón, uno puede hablar en términos de la probabilidad de encontrar un electrón en una cierta región del átomo, que es una densidad de probabilidad. Puede indicarse como chi cuadrado (ψ2). Cuanto mayor sea la probabilidad de encontrar un electrón en una región en particular, mayor será el valor de chi cuadrado. En base a esto, los átomos se describen como compuestos por un núcleo rodeado por una nube de electrones.

El principio de Heisenberg impone límites finales a lo que es conocido en la ciencia. El principio de incertidumbre puede demostrarse como consecuencia de la dualidad onda-partícula, que se encuentra en el corazón de lo que distingue la teoría cuántica moderna de la mecánica clásica.

Este texto ha sido adaptado de Openstax, Química 2e, Sección 6.3: Desarrollo de la Teoría Cuántica.

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