[escepticos] electronas pendonas (contestando a Javier)

["Javi" <rucken@...>]

Hola tocayo Javier:

Vamos a ver ese "examen" de Mecánica Cuántica.

>1) los electrones tienen energia y la tienen de acuerdo al siguiente
>baremo de
>menor a mayor:
>energía fundamental
>energía del primer estado excitado
>energia del segundo estado excitado
>tercero
>cuarto
>suma y sigue..

Correcto. Añadiré un pequeño detalle que se olvidó mencionar. En los átomos
y en otros muchos sistemas hay un valor de la energía a partir del cual
todos los que sean superiores a ese están permitidos. Pero esto sólo ocurre
por encima de dicho valor. Como no lo había explicado en clase no tenías
obligación de saberlo así que te pongo un 10 en la pregunta. Sigamos.

>2) los electrones son por naturaleza mansos y no les gusta currar >por eso
tienden al estado fundamental

Correcto. Sin embargo, al aumentar la temperatura son cada vez menos
gandules y a altas temperaturas (de 1000 grados para arriba) una fracción
significativa de ellos está en estados excitados (más en el primero, menos
en el segundo, menos aún en el tercero, etc.). Otro 10.

>3) Cuando se excitan (presumiblemente, aunque no esté probado, >por
electronas que los ponen a caldo ) estan dando vueltas por el >primer
estado o segundo o hasta donde lleguen. que si son muy >machotes igual
echan 7 o menos.. Total que están revoloteando 
>hasta que les entra la formalidad y vuelven a la tranquilidad y la
>vagancia. y cuando vuelven van soltando radiaciones >electomagneticas como
si fueran cuescos. 

Casi perfecto. Sólo has fallado en un pequeño detalle que a lo mejor ya
sabías pero que es muy importante. Los electrones no dan vueltas. En
Mecánica Cuántica no se habla de trayectorias sino de probabilidades de que
estén en cierta zona del espacio. Los cuescos que sueltan se llaman
fotones. Un 9.

>4) las radiaciones electromagneticas que sueltan los electrones >cuando
vuelven al redil se denominan emisiones espontaneas y es >lo único que
podemos comprobar los humanos midiendolas.
>Esto último será, me figuro, debido a que no hay forma de poder >ver (con
los ojos) un electrón porque no emitirán luz. Lo digo con >la osadía que da
la ignorancia.

Medio bien. Efectivamente la forma de averiguar las energías de los estados
electrónicos es midiendo ciertos parámetros de la radiación que emiten al
pasar de un estado energético superior a uno inferior o bien midiendo la
radiación que absorben para pasar de un estado inferior a otro superior. Lo
que está mal es la explicación de por qué no podemos verlo.

Supongamos que unos metros delante de tí hay un coche. Quieres saber a qué
distancia está y para ello sólo dispones de una pelota de tenis. Además
tienes los ojos vendados y no puedes moverte. ?Cómo lo harás? Fácil.
Lanzando la pelota contra el coche. Si conoces la fuerza con que la has
tirado y el tiempo que ha tardado en volver tras rebotar con el coche
podrás saber a qué distancia está. Ahora en vez de un coche cojamos una
canica. ?Qué ocurrirá? Cuando la pelota de tenis choque con la canica la
enviará a otro sitio, con lo cual volverás a estar  igual que antes. Con el
coche no ocurre porque es demasiado pesado como para verse afectado por una
pelota de tenis.

Algo parecido ocurre con los electrones. Para verlos tenemos que enviarles
luz (fotones) y esperar a que éstos reboten en los electrones y vuelvan.
Pero, a pesar de su pequeña energía, los fotones son demasiado para los
electrones y son capaces de darles una buena castaña y enviarlos a otro
lugar, con lo cual les perdemos la pista, igual que con la canica.

De forma más general podemos decir que al intentar medir una propiedad de
un sistema, lo perturbamos, de forma que dicha propiedad cambia. El símil
clásico de la pelota de tenis es una hipersimplificación del problema real
y poco rigurosa, pero para que te hagas una idea ya vale. Matemáticamente
queda formulado en lo que se conoce como principio de incertidumbre de
Heisenberg. Es un principio muy importante, intrínseco de la naturaleza y
que ha dado y da quebraderos de cabeza a muchas personas.

En esta pregunta te pongo un 7. La nota global es un 9, pero como has
puesto interés en el asunto te subo a 10. Si te interesa el tema hay un
montón de libros de divulgación que están muy bien. En primer lugar te
recomiendo cualquiera que haya escrito Asimov. Luego, a mucha distancia (lo
siento, Asimov es mi ídolo) están:

- "Filosofía de la Física" de Lawrence Sklar. Alianza Universidad. Es una
historia de la Física en 5 capítulos. El cuarto va de Mecánica Cuántica.
Tiene un nivel asequible y se ocupa con cierto detalle de cuestiones
filosóficas.

- "Mr. Tomkins explores the Atom" de George Gamow. Cambridge at the
University Press. Tiene un enfoque muy original: un hombre sueña que entra
en la materia como integrante microscópico. Especialmente divertido es el
capítulo en que sueña que es un electrón. Sé que hay una traducción al
español pero no sé la editorial.

- "En busca del gato de Schrödinger" de John Gribbin. Biblioteca Científica
Salvat. Es una historia de la Mecánica Cuántica. Comenta las paradojas más
conocidas. El nivel es algo más alto pero está muy bien.

Bueno, me ha salido un mensaje más largo de lo que esperaba. Si has llegado
hasta aquí te subo la nota a un 11, por la paciencia.

Saludos afectuosos y que los hados cuánticos te sean propicios.

Javier Tardy