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Quiz Fundamentos Cuánticos: Planck, Heisenberg, partículas y átomos

Adéntrate en el mundo cuántico: la constante de Planck, la incertidumbre de Heisenberg, la dualidad onda-partícula y los átomos. Once preguntas verificadas con explicaciones claras.

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¿Quién introdujo la idea de que la energía está cuantizada, en 1900?

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  1. Q1. ¿Quién introdujo la idea de que la energía está cuantizada, en 1900?

    • Albert Einstein
    • Max Planck
    • Niels Bohr
    • Werner Heisenberg
    Max Planck propuso que la radiación del cuerpo negro se emite en paquetes discretos E = h·ν, con h ≈ 6,626 × 10⁻³⁴ J·s. Ganó el Premio Nobel de 1918 y es considerado el padre de la teoría cuántica.

  2. Q2. ¿Qué dice el principio de incertidumbre de Heisenberg?

    • Todo es aleatorio
    • La posición y el momento no pueden conocerse ambos con precisión arbitraria
    • La luz siempre es una onda
    • Los electrones no se mueven nunca
    Formulado en 1927, el principio establece que Δx·Δp ≥ ħ/2. Es un límite fundamental, no un defecto de medición: cuanto más precisamente se localiza la posición de una partícula, más impreciso se vuelve su momento.

  3. Q3. ¿Qué explicó Einstein en 1905 y le valió el Premio Nobel de 1921?

    • La relatividad especial
    • El efecto fotoeléctrico
    • El movimiento browniano
    • La relatividad general
    Einstein demostró que la luz se comporta como cuantos (fotones) con energía E = h·ν, explicando por qué solo ciertas frecuencias expulsan electrones de los metales. Fue la evidencia decisiva de la dualidad onda-partícula.

  4. Q4. ¿Qué partícula descubrió J.J. Thomson en 1897?

    • Protón
    • Neutrón
    • Electrón
    • Fotón
    Thomson identificó el electrón mediante experimentos de rayos catódicos, la primera partícula subatómica conocida. Ganó el Nobel de 1906. Su carga fue medida más tarde por Millikan: aproximadamente −1,602 × 10⁻¹⁹ C.

  5. Q5. En el modelo de Bohr del hidrógeno de 1913, los electrones...

    • Se mueven en cualquier órbita
    • Ocupan solo niveles de energía específicos permitidos
    • Flotan libremente en el núcleo
    • No existen
    Niels Bohr propuso órbitas cuantizadas con momento angular múltiplo de ħ. Las transiciones entre niveles emiten o absorben fotones de frecuencias específicas, explicando las líneas espectrales del hidrógeno.

  6. Q6. ¿Qué demostró el famoso experimento de la doble rendija?

    • La luz no tiene velocidad
    • Las partículas como los electrones se comportan como ondas
    • La masa no puede crearse
    • Los átomos son indivisibles
    Cuando se disparan de uno en uno a través de dos rendijas, los electrones siguen formando un patrón de interferencia — un comportamiento claramente ondulatorio. Observar por cuál rendija pasan colapsa el patrón, en el núcleo de la rareza cuántica.

  7. Q7. ¿Quién desarrolló la ecuación de onda de la mecánica cuántica en 1926?

    • Paul Dirac
    • Erwin Schrödinger
    • Wolfgang Pauli
    • Louis de Broglie
    La ecuación de Schrödinger iħ ∂ψ/∂t = Ĥψ describe cómo evoluciona un estado cuántico en el tiempo. Compartió el Nobel de 1933 con Paul Dirac, quien la extendió a electrones relativistas.

  8. Q8. ¿Qué establece el principio de exclusión de Pauli?

    • Dos fotones nunca pueden colisionar
    • Dos electrones no pueden compartir el mismo estado cuántico en un átomo
    • La energía no puede crearse
    • La luz viaja en línea recta
    Wolfgang Pauli enunció en 1925 que los fermiones (electrones, protones, neutrones) no pueden ocupar estados cuánticos idénticos. Por eso los átomos tienen estructura de capas y la materia es sólida en lugar de colapsar.

  9. Q9. ¿Qué es un fotón?

    • Un núcleo pesado
    • Un cuanto de radiación electromagnética
    • Un tipo de electrón
    • Un átomo neutro
    Un fotón es la partícula sin masa que transporta la luz. Su energía depende únicamente de la frecuencia: E = h·ν. Los fotones visibles tienen energías de entre aproximadamente 1,8 y 3,1 electronvoltios.

  10. Q10. ¿Qué propuso Louis de Broglie en 1924?

    • Solo la luz es una onda
    • La materia también tiene propiedades ondulatorias
    • Los átomos no tienen núcleo
    • El tiempo se ralentiza con la gravedad
    De Broglie postuló que cualquier partícula con momento p tiene una longitud de onda λ = h/p. Fue confirmado por la difracción de electrones de Davisson-Germer en 1927. Le valió el Premio Nobel de 1929.

  11. Q11. El entrelazamiento cuántico significa que...

    • Las partículas se repelen entre sí
    • Dos partículas pueden compartir un estado de modo que medir una afecta instantáneamente a la otra
    • Las partículas pueden viajar más rápido que la luz
    • La energía desaparece en el vacío
    Las partículas entrelazadas tienen propiedades correlacionadas sin importar la distancia. Einstein lo llamó 'acción fantasmal a distancia'. Los experimentos de Alain Aspect lo confirmaron; ganó el Premio Nobel de 2022.

  12. Q12. ¿Qué pretende ilustrar el gato de Schrödinger?

    • Que los gatos tienen siete vidas
    • La paradoja de la superposición cuántica aplicada a objetos macroscópicos
    • Cómo afecta la gravedad a los animales
    • La conservación del momento
    El experimento mental de Schrödinger de 1935 imagina un gato a la vez vivo y muerto hasta que se observa. Dramatiza lo extraña que resulta la superposición cuando se aplica a objetos de escala cotidiana, exponiendo el problema de la medición.

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