Los cuantos de Planck

Superciencia. Número 96

La mecánica cuántica describe la naturaleza como algo absurdo al sentido común. Pero concuerda plenamente con los resultados experimentales. Por lo tanto espero que ustedes puedan aceptar a la naturaleza tal y como es: absurda.
Richard Feynman

Fue el físico matemático alemán Max Planck quien introdujo un modelo matemático para interpretar el mundo. Esto dio inicio a la física moderna.

La teoría atómica moderna propuesta por el físico químico británico John Dalton establece que la materia está formada por partículas muy pequeñas llamadas átomos. Tiempo después, a mediados del siglo XIX, el también británico James Clerk Maxwell, autor de la teoría electromagnética propone que existe un éter aluminífero por el que todas las ondas de radiación deben moverse, este éter es continuo, lo mismo que las ondas de energía que se mueven por él y, tanto el éter como las ondas no están formados por partículas discretas como la materia.

Sin embargo, los experimentos realizados por Albert Abraham Michelson y Edward Morley demostraron la inexistencia del éter, generando las condiciones conceptuales para que Max Planck estableciera en 1900 el nacimiento de una nueva era en la física, en la que la energía, lo mismo que la materia, está formada por unidades indivisibles. A esta unidades de energía las llamó cuantos.

El experimento de Michelson y Morley demostró además, la constancia de la velocidad de la luz sea cual fuere su sistema inercial desde la cual se le midiera, estableciendo que es la misma velocidad si se le mide desde tierra firme o desde la plataforma de un vagón en movimiento.

Max Planck mostró que la energía no es continua como lo establecía Maxwell, sino que se emite en paquetes llamados cuantos, es decir, la luz no es un todo continuo ya que se transmite por pequeños paquetes, cuya energía depende de la frecuencia (color) y de una constante (llamada posteriormente constante de Planck).

La constante de Planck es muy pequeña (6.6 ×10 -34 Joules.seg) es por eso que los paquetes de energía o cuantos también son muy pequeños.

Por último, permítaseme escribir la fórmula de Planck que nos dice cuánta energía posee un cuanto. Esta fórmula es , donde  es la energía en Joules,  es la constante de Planck y es la frecuencia.

La ecuación de Planck significó el “inicio” de la mecánica cuántica, pues unificó matemáticamente dos conceptos hasta entonces separados, el de partícula y el de onda. Más tarde Alberto Einstein aplicaría el postulado de Planck para explicar el efecto fotoeléctrico.

 

Bibliografía

Chown, M. (2010). El Universo Vecino. Barcelona, España: La Liebre de marzo.

Serway, R.A. (1990). Física. México: Mc Graw Hill.