¿Qué es la FÍSICA CUÁNTICA? La explicación que te dejará sin palabras

Summary

Este vídeo ofrece una introducción amenazante a la física cuántica, explicando desde la teoría atómica de Dalton hasta el modelo atómico de Schrödinger. Se narra la evolución de la comprensión del átomo, desde la idea de partículas indivisibles hasta la visión moderna de electrones como ondas con propiedades cuantizadas. A través de la historia, se destacan los descubrimientos de científicos como Avogadro, Thomson, Rutherford, Planck, Bohr y Schrödinger, quienes contribuyeron a la teoría cuántica y cambiaron nuestra percepción de la materia y la energía.

Takeaways

• 😀 El átomo griego Demócrito de Abdera propuso que toda la materia está compuesta de partículas indivisibles y eternas llamadas átomos.
• 🔬 John Dalton rescató el concepto de atomismo y propuso el primer modelo atómico basado en partículas con la misma masa y tamaño para cada elemento.
• 🌐 Amadeo Avogadro corrió el modelo de Dalton, introdujo la noción de moléculas y estableció que todos los gases tienen el mismo número de moléculas bajo condiciones estándar.
• 🌐 Michael Faraday descubrió la relación entre electricidad y magnetismo, lo que llevó a la comprensión del electromagnetismo.
• 🔬 J.J. Thomson observó que los rayos catódicos se desviaban en presencia de campos electromagnéticos, lo que llevó a la identificación de la carga negativa de los electrones.
• 🌐 Ernest Rutherford, estudiante de Thomson, demostró que la mayoría de la masa atómica está concentrada en un núcleo pequeño y denso, descubriendo así el núcleo atómico.
• 🔬 Rutherford también descubrió el protón, una partícula con carga positiva que se encuentra en el núcleo del átomo.
• 🌐 Max Planck introdujo la idea de que la energía electromagnética está cuantizada, es decir, viene en paquetes discretos de energía relacionados con la frecuencia de la onda, lo que llevó a la física cuántica.
• 🌐 Niels Bohr mejoró el modelo atómico con la teoría de las órbitas cuantizadas para los electrones, sugiriendo que los electrones solo pueden ocupar niveles de energía específicos.
• 🌐 Erwin Schrödinger desarrolló el modelo atómico actual basado en la descripción de los electrones como ondas, introduciendo la incertidumbre cuántica y las orbitales.

Q & A

¿Quién fue Demócrito de Abdera y qué贡献 a la química y física?

Demócrito de Abdera fue un filósofo griego del siglo 5 a.C. que propuso la existencia de partículas indivisibles, indestructibles y eternas, que él llamó átomos, dando origen al atomismo.

¿Qué es el atomismo y cómo se relaciona con la química moderna?

El atomismo es una corriente filosófica que sostiene que la materia está compuesta por partículas muy pequeñas, indivisibles y eternas. Esta idea filosófica se convirtió en una base fundamental de la química moderna y la física atómica.

¿Qué modelo atómico propuso John Dalton y cuáles eran sus dos principales ideas?

John Dalton propuso el primer modelo atómico de la materia, conocido como el modelo atómico de Dalton. Sus dos principales ideas fueron que las partículas de un mismo elemento son siempre iguales y tienen la misma masa, y que los átomos de elementos distintos tienen pesos distintos.

¿Qué descubrió Amadeo Avogadro y cómo mejoró el modelo atómico de Dalton?

Amadeo Avogadro observó que los átomos se unían formando grupos y descubrió que la masa de un gas no afecta al volumen que ocupa, lo que él denominó 'teoría de los volúmenes fijos'. Esto mejoró el modelo atómico de Dalton al introducir la distinción entre átomos y moléculas.

¿Qué descubrimiento de Michael Faraday tiene relación con el electromagnetismo?

Michael Faraday descubrió que una corriente eléctrica genera un campo magnético y viceversa, lo que se conoce como electromagnetismo.

¿Qué anomalía observó J.J. Thomson al experimentar con rayos catódicos y qué conclusiones sacó?

J.J. Thomson observó que los rayos catódicos se desviaban al aplicar un campo electromagnético y dedujo que estas partículas, que llamó corpúsculos y que más tarde serían conocidos como electrones, tenían carga negativa.

¿Cuál fue la contribución de Ernest Rutherford al modelo atómico y cómo cambió la comprensión de la estructura del átomo?

Ernest Rutherford descubrió el núcleo atómico al darse cuenta de que la mayoría de la carga y masa estaban concentradas en el centro del átomo, en lugar de estar distribuidas homogéneamente como sugería el modelo de Thomson.

¿Qué descubrió Rutherford que indicaba la presencia de partículas en el núcleo además de los protones?

Rutherford observó que el núcleo de cada átomo tenía más masa que la suma de sus protones por separado, lo que implicaba la presencia de partículas adicionales sin carga eléctrica, que él denominó neutrones.

¿Qué concepto introdujo Max Planck que revolucionó la física y cómo se relaciona con la energía de las ondas electromagnéticas?

Max Planck introdujo el concepto de cuantización de la energía, demostrando que la energía de una onda electromagnética está relacionada con su frecuencia a través de una constante universal, la Constante de Planck.

¿Cómo describió Niels Bohr el comportamiento de los electrones en un átomo y cómo se relaciona con la física cuántica?

Niels Bohr propuso que los electrones no orbitan libremente alrededor del núcleo, sino que están en órbitas cuantizadas, es decir, con niveles de energía específicos, lo que es fundamental en la comprensión de la física cuántica.

¿Qué modelo atómico propuso Erwin Schrödinger y cómo cambió la percepción de los electrones en un átomo?

Erwin Schrödinger propuso el modelo atómico de Schrödinger, donde los electrones no son considerados como partículas en órbitas concretas, sino como ondas con una probabilidad de estar en ciertas regiones del átomo, introduciendo el concepto de orbitales.

Outlines

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😀 Origen del Atomismo y Modelos Atómicos

El primer párrafo introduce el concepto de la física cuántica y la historia del atomismo. Se relata la teoría de Demócrito de Abdera, quien en el siglo 5 a.C. propuso que la materia está compuesta de átomos, partículas indivisibles y eternas. Se menciona cómo esta idea filosófica se convirtió en el atomismo y cómo, a pesar de la falta de instrumentos científicos, la idea se popularizó. Luego, se habla de John Dalton, quien en 1803 rescató el atomismo y propuso el primer modelo atómico basado en la existencia de elementos y la creencia de que la materia está compuesta de partículas pequeñas con la misma masa. Dalton también estableció que los átomos de diferentes elementos tenían pesos distintos y comparó el peso de cada elemento con el de hidrógeno. Aunque su modelo tenía limitaciones, como la falta de conocimiento sobre las proporciones en las moléculas, Dalton fue pionero en presentar una visión científica del atomismo.

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🔬 Avances en la Comprensión del Átomo

El segundo párrafo sigue la evolución del modelo atómico con los aportes de Amadeo Avogadro y Michael Faraday. Avogadro en 1811 corrige el modelo de Dalton al observar que los átomos se agrupan en moléculas y que el volumen de un gas está independiente de su masa, lo que llevó a la distinción entre átomos y moléculas. Faraday, por otro lado, descubre la relación entre la electricidad y el magnetismo, lo que influiría en el trabajo de J.J. Thomson. Thomson, en 1897, experimenta con tubos de vacío y electrodos, descubriendo que los rayos catódicos se desvían con campos electromagnéticos, sugiriendo la existencia de partículas con carga negativa, que él denominó 'corpúsculos', que serían los electrones. Esto llevó a la formulación del modelo atómico de Thomson, donde los átomos consistirían en un núcleo de carga positiva con electrones incrustados de carga negativa, conocido como el modelo del pastel de pasas.

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🌐 Electromagnetismo y Descubrimiento del Núcleo Atómico

El tercer párrafo explora cómo el electromagnetismo influyó en la comprensión del átomo. Ernest Rutherford, estudiante de Thomson, realizó experimentos que revelaron que la mayoría de la carga y masa del átomo estaban concentradas en su centro, lo que llevó al descubrimiento del núcleo atómico. Rutherford también descubrió el protón, una partícula con carga positiva más grande que el electrón, lo que resultó en el modelo atómico de Rutherford, donde los electrones orbitan un núcleo formado por protones y neutrones. Este modelo fue revolucionario ya que demostró que los átomos no eran partículas indivisibles, sino sistemas complejos con una estructura interna. Rutherford también observó que el núcleo de cada átomo tenía más masa que la suma de sus protones, lo que indicaba la presencia de partículas adicionales sin carga eléctrica, los neutrones.

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🌌 La Física Cuántica y el Modelo Atómico de Schrödinger

El cuarto párrafo se centra en el avance de la física cuántica y cómo este campo cambió la comprensión del comportamiento de los electrones en los átomos. Max Planck en 1900 introdujo la idea de que la energía electromagnética está cuantizada, una revelación que generó el concepto de física cuántica. Posteriormente, en 1911, Niels Bohr propuso el modelo atómico de Bohr, donde los electrones están en órbitas cuantizadas y solo pueden absorber o emitir energía en forma de fotones cuando saltan de una órbita a otra. Finalmente, Erwin Schrödinger mejoró el modelo de Bohr con su ecuación matemática, presentando la idea de que los electrones son ondas de materia con probabilidades de estar en ciertas regiones del átomo, lo que llevó a la creación de los orbitales. Schrödinger también sugirió que los fotones pueden comportarse como partículas o ondas, dependiendo de la situación, lo que resolvía fenómenos que no podían ser explicados con la teoría de partículas.

Keywords

💡Física cuántica

La física cuántica es una rama de la física que estudia la naturaleza y el comportamiento de la materia y la energía en escalas muy pequeñas, como las partículas subatómicas. En el video, se menciona que la física cuántica es fundamental para entender la naturaleza a nivel subatómico y cómo las partículas como los electrones y fotónes interactúan. El descubrimiento de Max Planck sobre la energía cuántica y la posterior teoría de Bohr sobre las órbitas electrónicas cuantizadas son ejemplos clave usados en la explicación.

💡Átomos

Los átomos son las unidades más pequeñas de la materia que se pueden separar en una reacción química. El video comienza explicando la idea de Demócrito de Abdera sobre los átomos como partículas indivisibles y eternas, y luego sigue con el desarrollo histórico de cómo se han entendido los átomos a lo largo del tiempo, incluyendo los modelos de Dalton, Thomson, Rutherford y finalmente Schrödinger.

💡Modelo atómico

Un modelo atómico es una representación teórica de la estructura de un átomo. El video describe varios modelos históricos, desde el modelo de Dalton que sugiere que los átomos son partículas indivisibles, hasta el modelo de Bohr que introduce la idea de órbitas cuantizadas para los electrones, y finalmente el modelo de Schrödinger que considera a los electrones como ondas con probabilidades de distribución.

💡Electrones

Los electrones son partículas subatómicas con carga negativa que orbitan alrededor del núcleo de un átomo. El video explica cómo la comprensión de los electrones ha evolucionado desde ser vistos como partículas en el modelo de Thomson, a ser considerados como ondas en el modelo de Schrödinger, y cómo su comportamiento es fundamental en la física cuántica.

💡Fotones

Los fotónes son partículas elementales sin masa que son una forma de energía en el electromagnetismo. En el video, se discute cómo los fotónes interactúan con los electrones, permitiendo que estos últimos absorban o emitan energía en la forma de saltos entre órbitas, y cómo esta interacción da lugar a la idea de energía cuántica.

💡Constante de Planck

La constante de Planck es una constante fundamental en la física que relaciona la energía de una onda electromagnética con su frecuencia. El video destaca el descubrimiento de Planck de que la energía de las ondas electromagnéticas viene en paquetes discretos, lo que llevó a la idea de cuantización de la energía y a la física cuántica.

💡Cuantizás

Cuantizás es el proceso por el cual algo solo puede tomar valores discretos o cuantizados en lugar de un rango continuo. El video utiliza el concepto de cuantización para explicar cómo los electrones solo pueden existir en niveles de energía específicos dentro de un átomo, lo que es una característica clave de la física cuántica.

💡Orbitales

Los orbitales son regiones en el espacio alrededor del núcleo de un átomo donde es probable encontrar a un electrón. El video describe cómo Schrödinger propuso que en lugar de pensar en órbitas fijas, los electrones existen en orbitales que son zonas con ciertas probabilidades de presencia electrónica, lo que reemplaza la visión previa de electrones como partículas en órbitas específicas.

💡Incertidumbre cuántica

La incertidumbre cuántica es un principio que establece que no se pueden conocer con precisión simultáneamente algunas propiedades físicas, como la posición y el momento de una partícula. El video menciona la incertidumbre cuántica como una consecuencia natural de considerar a los electrones como ondas, lo que introduce una naturaleza probabilística a la física cuántica.

💡Modelo planetario

El modelo planetario del átomo es una analogía que compara el núcleo atómico con el sol y los electrones con los planetas orbitando alrededor. Aunque el video señala que este modelo es simplista y no completamente preciso, fue un paso importante en la comprensión de la estructura atómica antes de la introducción de los modelos más avanzados de la física cuántica.

Highlights

El vídeo promete hacer comprender la física cuántica de una manera sencilla y agradable.

La idea de que toda la materia está compuesta de átomos es una teoría filosófica que data del siglo 5 a.C. y se llama atomismo.

John Dalton propuso el primer modelo atómico basado en la ciencia, donde los átomos eran partículas indivisibles de diferentes pesos.

Amadeo Avogadro en 1811 aportó la teoría de que los átomos se agrupan en moléculas y que el volumen de un gas no depende de su masa.

Michael Faraday descubrió la relación entre la electricidad y los campos magnéticos, lo que llevó a la comprensión del electromagnetismo.

J.J. Thomson observó que los rayos catódicos se desviaban en presencia de campos electromagnéticos, lo que indicaba la existencia de partículas con carga.

Thomson denominó a las partículas con carga negativa que descubrió como electrones, lo que sugiere una estructura más compleja dentro del átomo.

El modelo atómico de Thomson, conocido como el modelo del pastel de pasas, propuso una distribución uniforme de cargas positivas y negativas dentro del átomo.

Ernest Rutherford descubrió el núcleo atómico, una región central con carga positiva, lo que contradecía el modelo de Thomson.

Rutherford también descubrió el protón, una partícula con carga positiva que se desprende del núcleo al aplicar energía.

El descubrimiento del neutrón, una partícula con masa similar al protón pero sin carga, completó la comprensión del núcleo atómico.

Max Planck introdujo la idea de que la energía electromagnética está cuantizada, lo que llevó a la física cuántica.

Niels Bohr propuso que los electrones solo pueden estar en órbitas cuantizadas y que absorben energía de fotónes para saltar a órbitas de mayor energía.

La física cuántica se basa en la idea de que los electrones y fotónes tienen energía cuantizada y que las interacciones son probabilísticas.

Erwin Schrödinger mejoró el modelo atómico con su ecuación que describe el comportamiento de los electrones como ondas de materia.

Schrodinger introdujo el concepto de orbitales, regiones con cierta incertidumbre donde los electrones tienen una probabilidad de estar.

El vídeo concluye que la física cuántica es un campo complejo que aún tiene muchos misterios por resolver y que se explorarán en futuras charlas.

Transcripts

A ver, yo te prometo que cuando termine  este vídeo vas a ENTENDER LA FÍSICA  

CUÁNTICA y te va a gustar mucho que te lo  haya explicado. De verdad, es muy sencillo,  

lo que pasa es que nunca seguramente te lo han  explicado bien. Y para entenderla, tenemos que  

empezar por el principio. Así que relájate, y  disfruta de la historia que te voy a contar. 

En el siglo 5 a.C un señor griego llamado  Demócrito de Abdera se levantó una mañana y  

se inspiró. Se le ocurrió que toda la materia  podría estar formada por cosas muy pequeñas,  

indivisibles, indestructibles, invisibles,  homogéneas y ETERNAS, SABES O QUÉ. No sé qué  

se había fumao ese día para levantarse así pero  el caso es que llamó a cada una de estas partes  

muy pequeñas, indivisibles, indestructibles,  invisibles, homogéneas y eternas, ÁTOMOS. Que  

en griego significa SIN DIVISION (A / TOMO). Es decir, este señor se levantó un día y dijo  

que toda la materia estaba compuesta de cosas muy  pequeñas y que esas cosas eran lo más pequeño que  

existía en el mundo mundial. AE: “Vamos que se lo inventó” 

Pues sí, porque pensad que estamos en el siglo 5  a.C, en la antigüedad no había instrumentos para  

hacer mediciones científicas, por eso he dicho  que a Demócrito “se le ocurrió”, porque en ese  

momento esto era una idea FILOSÓFICA de  su escuela griega que dio origen a una  

corriente filosófica llamada ATOMISMO, es decir,  un grupo de personas que sostenían que la materia  

estaba creada por cosas muy pequeñas,  indivisibles, indestructibles, etcétera. 

AE: (interrumpe) Vale sí, lo hemos pillado. ¿Y cómo se le ocurrió esto? Pues nadie lo sabe 

Como acabo de contar, en la antigüedad no  había instrumentos científicos, por lo que  

las personas se basaban en su lógica para hacer  razonamientos. Es decir, yo tengo una idea, por  

ejemplo de que la tierra es plana con forma del  logo de La Constante de Planck. Yo te lo cuento,  

te convenzo y juntos creamos una escuela que  defiende esa idea. Cuando mucha gente adoptaba  

una idea, digamos que “se oficializaba”. Pero  esas ideas no estaban demostradas científicamente,  

solo eran ideas que gozaban de cierta aceptación. Corrientes filosóficas había muchas,  

no solo el atomismo, sin duda os sonará otra que  sostenía que toda la materia estaba compuesta  

de cuatro elementos: agua, tierra, aire y fuego. Daos cuenta que sin tener ningún medio científico  

a su alcance, el ser humano siempre ha intentado  dar solución a sus inquietudes, si hace falta me  

lo invento y ya luego se demostrará que es falso. AE: “Di que sí” 

Como nadie podía probar si el atomismo era  verdad o mentira porque no se tenían los  

medios para ello, la idea se quedó  ahí aparcada durante DOS MIL años.

Bueno fast forward dos mil años y llegamos al año  1803 cuando un químico inglés llamado John Dalton,  

que no tenía nada que ver con los hermanos  Dalton, éste era un Dalton distinto,  

rescató la antigua idea del atomismo y ver si  podía darle un enfoque científico o si por el  

contrario era una idea absurda y sin sentido.  Tras años de estudios John Dalton formuló el  

primer modelo atómico de la materia, que hoy  conocemos como el MODELO ATÓMICO DE DALTON. 

Es decir este señor fue el primero en poner  encima de la mesa con argumentos científicos  

que la materia estaba compuesta por partículas  muy pequeñas. En esta época sí que se conocía  

la existencia de algunos elementos. O sea se  sabía que el oro y el hierro por ejemplo eran  

elementos distintos, pero no sabían cómo estaban  compuestos. Ellos pensaban que una moneda de oro  

estaba formada por una infinidad de bolitas  de oro pequeñas. El oro en sí para ellos era  

como un elemento muy pequeño, una bolita  con ese nombre, pero no sabían nada más. 

Lo que hizo Dalton fue elaborar una teoría  que básicamente venía a decir dos cosas: 

Que las bolitas de un mismo elemento son  siempre iguales y tienen la misma masa. Es  

decir que todas las bolitas de “oro” que hay  en una moneda de oro son iguales entre sí. 

Y la segunda cosa es que los átomos de distintos  elementos tienen pesos distintos. Es decir que una  

bolita de oro y una de plata pesaban diferente. Como el hidrógeno era el elemento más ligero  

que Dalton conocía, comparó el peso de cada  elemento con el peso del hidrógeno. Es decir,  

él planteó que una bolita de cualquier elemento  pesaba X veces más que una de hidrógeno. 

A ver, realmente Dalton a las bolitas las  llamaba átomos, pero no penséis en la idea que  

tenemos ahora del átomo, pensad que para Dalton la  palabra átomo significaba una canica muy pequeña,  

él pensaba que estábamos hechos de canicas  pequeñas, cada una de un tamaño y de un peso  

según el elemento químico que fuera. Y ya está. Claro esta idea tenía algunos problemas. Él  

sabía por ejemplo que el agua estaba  compuesta de hidrógeno y oxígeno,  

pero no sabía las proporciones, no sabía que  en la molécula de agua había dos átomos de  

hidrógeno y uno de oxígeno, por lo que las  mediciones tampoco le salieron muy bien. 

Pero EHHH, escucha, que fue el  primero y bastante hizo el hombre.

Los problemas del modelo de Dalton fueron  corregidos en 1811 por un físico y químico  

italiano llamado Amadeo Avogadro. Esto es  algo que pasa mucho en la vida, que tú te  

pegas el curro y luego viene otro y lo mejora. Avogadro observó que algunos átomos se juntaban  

formando como un grupito de átomos. Además, se  dio cuenta de una cosa muy curiosa y es que si  

tienes una habitación y la llenas con un gas,  hay un cierto número de moléculas de ese gas,  

lógicamente. Pero si la llenas de  otro gas más pesado o más ligero,  

hay el MISMO número de moléculas. Es decir,  Avogadro descubrió que la masa de un gas no  

afecta al volumen que ocupa. Esto es algo  que seguramente ahora mismo te de bastante  

igual pero es más importante de lo que  parece, volveremos sobre ello más tarde. 

Avogadro fue la primera persona en hacer una  distinción clara entre ÁTOMOS y MOLÉCULAS,  

aunque para él los átomos seguían siendo canicas  pequeñas. Y todo esto en el año 1811, o sea las  

mentes que tenían estas personas eran increíbles. Veinte años más tarde, en 1831, nuestro  

queridísimo Michael Faraday descubrió  que una corriente eléctrica genera un  

campo magnético y viceversa, vamos, lo que  llamamos electromagnetismo de toda la vida. 

Esto es algo que ya vimos en el vídeo de la  cocina de inducción que si no lo has visto,  

pues aquí te dejo el enlace para que  pases de mí porque sé que no lo vas a ver,  

pero bueno yo te he dejado el enlace para que  lo veas, ya decides tú si te va bien verlo o no. 

El caso es que el descubrimiento del  electromagnetismo iluminó muchas mentes,  

entre ellas la del científico inglés J.J.  Thomson (como J.J. Abrams, pero J.J. Thomson). 

En el año 1897 este señor estaba jugando un  día con unos electrodos cuando se percató de  

una anomalía extraña. Cogió un tubo de vacío (que  es un tubo que está vacío, como un tubo con aire,  

pero sin aire, sin nada, vacío). Puso en un  tubo de vacío dos electrodos que alimentó  

con un voltaje y vio que esto generaba rayos  catódicos que iban de un electrodo al otro.  

Los rayos catódicos igual te suenan de algo  porque es el principio de funcionamiento de los  

televisores de tubo (que se llaman por cierto  por el tubo de vacío que te acabo de contar).  

Estaba vacío de todo menos de significado.  Normalmente las llamamos pantallas CRT,  

que son las siglas de tubo de rayos catódicos. Bueno, el caso es que Thomson se dio cuenta de  

que los rayos catódicos iban de un electrodo al  otro, como era de esperar, PERO si aplicaba un  

campo electromagnético, los rayos se desviaban. Claro, aquí pasaba algo raro. Ante este hallazgo  

los científicos se posicionaron en dos grupos. Los  que pensaban que los rayos eran átomos, es decir,  

que según ellos era una canica pequeña yendo  a full de velocidad de un electrodo al otro,  

y los que pensaban que eran rayos de  energía sin más (vamos, que el rayo  

no incluía la canica, la canica no era FREE). A Thomson se le ocurrió que tal vez las canicas  

que ellos llamaban átomos podrían tener una carga  eléctrica y por eso se desviaban. Pero claro,  

eso no le cuadraba mucho porque si por  ejemplo el electrodo era de hierro,  

el hierro no tiene carga. Tu tocas el hierro y de  normal no te da calambre ni nada. Con lo cual un  

átomo de hierro no debería tener carga. Y por  tanto no debería desviarse, pero se desviaba. 

Thomson hizo varias pruebas con diferentes campos  electromagnéticos y llegó a la conclusión que  

las canicas voladoras tenían carga negativa. Pero  eso no fue todo, sino que también consiguió MEDIR  

el peso de esas mini canicas y se dio cuenta de  que pesaban como mil veces menos que una canica  

de hidrógeno, por lo que no podían ser átomos del  elemento del que estuviera fabricado el electrodo,  

el hierro en este caso, porque el hidrógeno  es el elemento más ligero, y si las canicas  

voladoras era más ligeras todavía, eso no tenía  sentido. Debía ser algo mucho más pequeño. 

Como no sabía lo que era, llamó a esas minicanicas  voladoras corpúsculos. Como crepúsculo,  

pero corpúsculo. Y dedujo también que esos  corpúsculos procedían de los átomos del electrodo.  

Eran como pequeños trozos de esos átomos. Claro, Thomson pensó de forma muy razonable  

que si esas porciones tenían carga negativa,  pero el átomo en general no tenía carga,  

significa que tiene que haber otra  parte de la canica con carga positiva  

para que se anularan y no haya carga en total. Thomson ideó entonces lo que hoy conocemos como el  

MODELO ATÓMICO DE THOMSON, donde los átomos (las  canicas) en realidad tenían una carga positiva  

pero llevaban incrustadas esas mini partículas con  carga negativa (lo que él llamaba corpúsculos) y  

por eso en total se anulaba. En este modelo  las cargas tienen una distribución uniforme,  

están repartidas por todo el átomo, y por eso  a este modelo se le conoce normalmente como el  

modelo del pastel de pasas. No me negarás  que no se parece a un pastel de pasas. 

Como el corpúsculo había resultado  ser una carga eléctrica en movimiento,  

lo llamarón ELECTRÓN. Claro aquí hay un pequeño  inciso lingüístico. Como la palabra átomo si os  

acordáis en griego significaba indivisible, pero  resulta que sí se podía dividir, al electrón se le  

consideró la primera partícula SUB-ATÓMICA,  porque era como más pequeña que el átomo. 

Claro la idea de un átomo con forma de pastel  de pasas, digamos que tenía algunas lagunas. 

En 1909 uno de los estudiantes de Thomson llamado  Ernest Rutherford hizo más experimentos para  

intentar comprender la distribución de las cargas  dentro del átomo. Rutheford se dio cuenta de que  

la gran parte de la carga positiva estaba  concentrada justo en el centro de la canica  

en lugar de estar repartida de forma homogénea  como se pensaba el señor de las pasas. Rutherford  

había descubierto el NÚCLEO de los átomos. Rutherford se dio cuenta por fin de que  

los átomos no eran canicas como tal, sino que  estaban compuestos por una región en el centro  

con carga positiva y los electrones, mucho  más lejos con carga negativa, aunque para  

él los electrones seguían siendo minicanicas.  El tema canica lo llevaban aquí dentro. Esto  

dio lugar al MODELO ATÓMICO DE RUTHERFORD,  que se asemejaba a un modelo planetario,  

con un núcleo que alojaba casi toda la masa  y unos electrones orbitando dicho núcleo. 

Este modelo es el culpable de que mucha  gente piense a día de hoy que el átomo  

es como un sistema solar en miniatura,  pero esto NO ES ASÍ, como ahora veremos. 

Pero Rutherford era un crack y además  hizo otros descubrimientos importantes.  

Él se dio cuenta de que si aplicaba una mayor  cantidad de energía a cualquier tipo de átomo,  

se desprendían partes del núcleo mucho más  grandes que los electrones y además estas partes  

desprendidas tenían carga positiva. AE: Protón, calienta que sales. 

Y así es, lo que Rutherford  había descubierto era el PROTÓN. 

Lo que estaba pasando es que de igual forma  que con los rayos catódicos se disparaban  

electrones, aplicando una mayor energía  se desprendían los protones del núcleo. 

Pero los avances de Rutherford no acaban aquí.  Este señor también observó que el núcleo de cada  

átomo tenía más masa que la suma de sus protones  por separado, lo cual implicaba que debía de haber  

otras partículas en el núcleo -además de los  protones-. Eso sí, esas partículas no debían  

tener carga eléctrica, porque la carga neta del  átomo ya era neutra, dado que la carga positiva  

de los protones y la negativa de los electrones ya  se estaba anulando. Rutherford había descubierto  

el NEUTRÓN, que se llamó así porque tenía  carga neutra y la misma masa que el protón. 

El neutrón es como un protón  descafeinado. Hello George. 

Así las cosas, los átomos pasaban de ser  canicas místicas a tener unos electrones  

orbitando un núcleo formado por protones y  neutrones. Si además el átomo era neutro,  

tendría la misma cantidad de protones que  de electrones, para que la carga se anule. 

Y ahora diréis: “Bueno, pues ya está. Éste  es el átomo conforme lo conocemos hoy en día” 

Este modelo tenía dos problemas. El primero es que cuando tenemos  

una corriente eléctrica, que recordad que no  es más que electrones en movimiento, se genera  

una radiación electromagnética. Recordad que la  corriente no son más que electrones en movimiento. 

Claro, si los electrones estuvieran orbitando  el núcleo debería haber una radiación  

electromagnética, ¿no? AE: Claro 

Y no la hay. AE: No 

A ver hasta ahora más o menos todo lo que os  he contado tiene sentido. Es entendible y tiene  

cierta lógica. Pero atentos porque en el año 1900  se produjo EL GRAN DESCUBRIMIENTO que revolucionó  

la física. No, no fue Albert Einstein. Por  favor, poneos en pie para recibir… a Max Planck. 

En el año 1900 este señor apuesto llamado  Max Planck hizo EL DESCUBRIMIENTO que CAMBIÓ  

PARA SIEMPRE LA FORMA que tenemos de entender la  física. Planck se dio cuenta de que la energía que  

tiene una onda electromagnética está relacionada  con la frecuencia a la que vibra, de forma que  

cuanto mayor es la frecuencia de una onda, mayor  es la energía que transporta. Y lo más importante,  

se dio cuenta que dicha relación es LA MISMA  SIEMPRE sin importar la frecuencia que elijas. 

¿Y cómo se llama algo que es lo mismo siempre? AE: Una constante. 

Planck demostró que la energía de una onda  electromagnética se relaciona con la frecuencia  

a través de una CONSTANTE UNIVERSAL, que  llamaron, por supuesto…. La Constante de Planck.  

Igual os suena de algo (bienvenidos a la constante  

de Planck (repetidos de distintos videos)). AE: Vale, creo que ha quedado claro.

Aquí hay que hacer un inciso. Una onda  electromagnética cualquiera está compuesta por un  

conjunto de paquetitos de energía. Como si la onda  EM fuera un camión de Amazon y los paquetes fueran  

porciones de energía que transporta la onda. Como hemos explicado muchas veces en el canal,  

la luz visible también es una onda EM.  Cuando hablamos de una onda EM de luz  

visible a esos paquetitos de energía que  componen la onda los llamamos fotones. 

Es decir, una onda EM de LUZ VISIBLE es una  onda electromagnética que está compuesta por  

uno o más FOTONES que, dependiendo de  su frecuencia, tendrá un COLOR u OTRO. 

Pensad que un fotón es una onda que ilumina  muy, muy, MUY poquito. Si tienes una luz súper  

brillante por ejemplo de color rojo, es porque  esa onda electromagnética contiene muchos fotones,  

todos ellos de la misma frecuencia del color rojo. Si tienes una luz roja pero muy tenue,  

esa onda EM llevará el mismo tipo de  fotones pero una menor cantidad de ellos. 

¿Y qué energía tiene esta onda que lleva  tantos fotones y da una luz tan brillante? 

Pues tendrá la suma de las energías de cada fotón,  por supuesto, ES DECIR, y aquí viene lo ROMPEDOR:  

LA ENERGÍA TOTAL DE ESA ONDA NO PUEDE TENER  CUALQUIER VALOR, SINO QUE SOLO PUEDE TENER CIERTOS  

VALORES CONCRETOS. Es decir, no puedes tener un  fotón y medio. Tendrás o un fotón o dos fotones.  

Y por tanto la energía total de esa onda no puede  tener cualquier valor, tendrá la energía de uno, O  

la de dos fotones. (o la de los fotones que sea). A cada uno de esos escalones de energía,  

Planck los denominó… QUANTUMS…  (creepy con truenos y oscuridad).  

En español, se traduce como cuantos de energía. Esto dio origen al concepto de FÍSICA CUÁNTICA. 

Editor de sonido (OS): “Ay, si, perdón” Es decir, la física cuántica es la física  

una vez entendemos que las ondas electromagnéticas  están compuestas de un número concreto de FOTONES,  

cada uno de los cuales tiene una energía  dependiendo únicamente de su frecuencia,  

por lo que la onda en su conjunto no  puede tener cualquier valor de energía,  

sino únicamente múltiplos  de la energía de un fotón. 

La energía de los fotones la medimos en una  unidad que se llama electrón-voltio. Esto a  

modo de chascarrillo porque es totalmente  irrelevante para el resto del vídeo.

AE: ¿Y cómo aplica esto al modelo atómico? Once años después del descubrimiento de Max  

Planck, en 1911 el científico danés Niels Bohr y  un compañero suyo de la Carlsberg Foundation (sí,  

la marca de cerveza), viajaron a Inglaterra para  intentar hacerse un nombre en la física, ya que  

todos los avances se estaban realizado allí. Bohr se puso a indagar por qué los electrones  

no se caían hacia el núcleo si debería haber una  atracción porque el núcleo y los electrones tienen  

diferente carga. Apoyándose en los descubrimientos  de Max Planck se dio cuenta de que realmente  

los electrones no orbitaban por ahí a boleo de  cualquier modo, sino que estaban ubicados en unas  

órbitas muy concretas. Es decir, lo que propuso  Bohr es que las órbitas estaban CUANTIZADAS,  

es decir que un electrón solo podía estar  en una de las órbitas disponibles y por eso  

no se caían ni se movían libremente. Así nació el MODELO ATÓMICO DE BOHR,  

donde los electrones podían estar en una  órbita o en la otra, pero no entre medias.  

Bohr planteó que los electrones podían saltar de  una órbita a otra cuando absorben la energía de  

un fotón. También demostró que los electrones  pueden bajar de orbita desprendiéndose de la  

misma cantidad de energía que tomaron para subir. Es decir, los niveles de ENERGÍA necesarios para  

cada nivel están CUANTIZADOS, por lo que un  electrón NO PUEDE subir de orbital si el fotón  

que lo alcanza NO TIENE ENERGÍA SUFICIENTE.  Simplemente lo deja pasar y ya está. Si el  

fotón tiene energía suficiente, el electrón la  absorberá y se quedará en el nivel más alto al  

que llegue con esa energía que ahora posee. De esto se deduce que si un fotón tiene MUCHA  

energía, es posible que el electrón se libere  por completo del átomo y se vaya a vivir por  

ahí su vida, que es lo que le pasaba a Rutherford  con los electrodos de los rayos catódicos, que se  

le emancipaban de la mamá átomo y se perdían. ESTO ES LA SÍNTESIS DE LA FÍSICA CUÁNTICA. LOS  

CUANTOS SON LOS NIVELES DE ENERGÍA  NECESARIA PARA QUE UN ELECTRÓN SUBA  

DE ÓRBITA ABSORBIENDO LA ENERGÍA DE UN FOTÓN. Uff, vale, ya está. Respirad. Habéis entendido  

el FUNDAMENTO de la FÍSICA CUÁNTICA.  Ya podéis sentiros orgullosos. Ahora,  

vamos con lo complicado. Naah, lo complicado era eso,  

solo queda una pequeña mejora. Cuando parecía que teníamos el  

modelo del átomo definitivo, con las órbitas  CUANTIZADAS en unos niveles de energía concretos,  

llegó el jefe de la física cuántica:  un señor llamado ERWIN SCHRODINGER. 

Mundialmente conocido por su analogía de El  gato de Schrödinger -no confundir con La Gata  

de Schrödinger, que es una persona distinta-,  este científico alemán mejoró el modelo de Bohr,  

creando el modelo definitivo hasta la  fecha: El MODELO ATÓMICO DE SHRÖDINGER. 

Schrodinger planteó que algunos de los problemas  de la física cuántica se solucionaban si  

considerábamos al electrón NO como una canica,  POR FIN, sino como una onda en sí mismo. 

No more canicas. Schrodinger es mundialmente famoso por haber  

descubierto la ecuación matemática que describe  la órbita de un electrón como una onda de materia,  

que hoy conocemos como Ecuación de Shrodinger. Lo que Schrodinger planteó es que el electrón  

no era una partícula que estaba en una  órbita concreta, como sugería Bohr,  

sino que en realidad el electrón era una ONDA que  tenía una probabilidad de estar en unas regiones  

concretas del átomo, y no una órbita exacta como  decía Bohr, sino más bien ciertas ZONAS con cierta  

INCERTIDUMBRE. A cada una de estas zonas las  llamó ORBITALES. Y no eran zonas necesariamente  

esféricas como en los modelos anteriores,  sino que los orbitales pueden tomar formas  

muy bizarras dependiendo del átomo que fuera. Claro ahora el hecho de que un electrón pueda  

absorber la energía de un fotón tiene  algo más de sentido, porque realmente  

ambas cosas son ondas, y ya vimos en el vídeo  de cómo funciona la cancelación de ruido que,  

aunque en ese caso eran ondas acústica a aquí  son ondas EM, las ondas pueden interaccionar. 

Las aportaciones de Schrodinger es un tema muy  denso que sin duda explicaré en otro vídeo,  

pero hay fenómenos -como el experimento de la  doble rendija-, que NO tienen explicación si  

consideramos los electrones como partículas.  Schrodinger planteó que los fotones a veces  

se comportan como luz y otras como partículas,  dependiendo de cómo se hayan levantado ese día.

No es así pero ya lo explicaremos.

Y hasta aquí el vídeo de hoy, espero de corazón  que hayáis entendido el fundamento de la física  

cuántica. Sé que es un tema complejo, hablaremos  más veces de esto en el canal, sobre todo de la  

parte de Schrödinger. Obviamente esto es más  complejo de lo que os muestro aquí pero es más  

que suficiente para que entendáis algo como la  física cuántica que mucha gente no comprende. 

Dicho esto, nos vemos en  el siguiente vídeo ¡Adios!