E.2 · Física cuántica (NS)

Capítulo íntegramente de Nivel Superior (NS). Si estudias NM, puedes omitir este capítulo o leerlo solo como ampliación. Contenido elaborado a partir del syllabus IB Física 2025 y manuales de física pre-universitaria.

1. Comprensiones IB (syllabus 2025, NS)

Al terminar este capítulo deberías ser capaz de:

1. Describir y aplicar el modelo del fotón de la radiación electromagnética: $E=hf$, $p=h/\lambda$.
2. Explicar el efecto fotoeléctrico y por qué la física clásica falla al describirlo.
3. Aplicar la ecuación de Einstein del efecto fotoeléctrico y definir función de trabajo y frecuencia umbral.
4. Enunciar la dualidad onda-corpúsculo para fotones y para partículas con masa.
5. Calcular la longitud de onda de De Broglie de partículas: $\lambda =h/p$.
6. Describir el experimento de Davisson–Germer (difracción de electrones) como evidencia de la naturaleza ondulatoria de la materia.
7. Enunciar el principio de incertidumbre de Heisenberg y aplicarlo: $\Delta x\Delta p\ge h/(4\pi )$ y $\Delta E\Delta t\ge h/(4\pi )$.
8. Describir el modelo cuantitativo de Bohr para el átomo de hidrógeno: cuantización del momento angular, niveles de energía $E_n=-13,6/n^2$ eV, transiciones y series espectrales.

2. Conceptos clave

• Cuanto: valor discreto mínimo de una magnitud física. La radiación electromagnética está cuantizada en fotones.