Page 41 - Una innovación a la mecánica cuántica

Capítulo 2
Los conceptos básicos de la mecánica cuántica

El principio de incertidumbre

Cuando intentamos aplicar la mecánica clásica y la electrodinámica para
explicar los fenómenos atómicos, se llega a resultados que están en claro
conflicto con el experimento. Esto se ve perfectamente en la contradicción
obtenida al aplicar la electrodinámica ordinaria a un modelo de un átomo
en el que los electrones se mueven alrededor del núcleo en órbitas clásicas.
Durante dicho movimiento, como en cualquier movimiento acelerado
de cargas, los electrones tendrían que emitir ondas electromagnéticas
continuamente. Por esta emisión, los electrones perderían su energía,
y esto eventualmente los haría caer al núcleo; por lo tanto, según la
electrodinámica clásica, el átomo sería inestable, lo que no concuerda en
absoluto con la realidad.

Esta marcada contradicción entre la teoría y el experimento indica la
construcción de una teoría aplicable a los fenómenos atómicos; es decir, los
fenómenos que ocurren en partículas de muy pequeña masa a distancias
muy pequeñas, exige una modificación fundamental de los conceptos y
leyes físicas básicas.

Como punto de partida para la investigación de estas modificaciones, es
conveniente tomar el fenómeno observado experimentalmente conocido
como difracción de electrones. Se encuentra que, cuando un haz
8
homogéneo de electrones pasa a través de un cristal, el haz emergente
muestra un patrón de máximos y mínimos alternos de intensidad,

8 El fenómeno de la difracción de electrones se descubrió de hecho después de que se
inventó la mecánica cuántica. En nuestra discusión; sin embargo, no nos adheriremos a
la secuencia histórica de desarrollo de la teoría, sino que nos esforzaremos por construirla
de tal manera que la conexión entre los principios básicos de la mecánica cuántica y los
fenómenos observados experimentalmente se muestren con mayor claridad.

39