En física , un cuanto ( pl.: cuantos ) es la cantidad mínima de cualquier entidad física ( propiedad física ) involucrada en una interacción . La cuántica es una cantidad discreta de energía proporcional en magnitud a la frecuencia de la radiación que representa. La noción fundamental de que una propiedad química puede "cuantizarse" se denomina "hipótesis de la cuantificación ". [1] Esto significa que la magnitud de la propiedad física sólo puede tomar valores discretos que consistan en múltiplos enteros de un cuanto. Por ejemplo, un fotón es un único cuanto de luz de una frecuencia específica (o de cualquier otra forma de radiación electromagnética ). De manera similar, la energía de un electrón unido dentro de un átomo está cuantificada y sólo puede existir en ciertos valores discretos. (Los átomos y la materia en general son estables porque los electrones sólo pueden existir en niveles de energía discretos dentro de un átomo). La cuantización es uno de los fundamentos de la física mucho más amplia de la mecánica cuántica . La cuantización de la energía y su influencia en cómo interactúan la energía y la materia ( electrodinámica cuántica ) es parte del marco fundamental para comprender y describir la naturaleza.
La palabra quantum es el neutro singular del adjetivo interrogativo latino quantus , que significa "cuánto". "Quanta", el plural neutro, abreviatura de "cuantos de electricidad" (electrones), se utilizó en un artículo de 1902 sobre el efecto fotoeléctrico de Philipp Lenard , quien le dio crédito a Hermann von Helmholtz por usar la palabra en el área de la electricidad. Sin embargo, la palabra cuántico en general era bien conocida antes de 1900, [2] por ejemplo, se utilizó cuántico en Loss of Breath de EA Poe . Los médicos lo utilizaban a menudo , como en el término quantum satis , "la cantidad que es suficiente". Tanto Helmholtz como Julius von Mayer eran médicos además de físicos. Helmholtz utilizó el cuanto con referencia al calor en su artículo [3] sobre el trabajo de Mayer, y la palabra cuanto se puede encontrar en la formulación de la primera ley de la termodinámica por Mayer en su carta [4] del 24 de julio de 1841.
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En 1901, Max Planck utilizó cuantos en el sentido de "cuantos de materia y electricidad", [5] gas y calor. [6] En 1905, en respuesta al trabajo de Planck y al trabajo experimental de Lenard (quien explicó sus resultados utilizando el término cuantos de electricidad ), Albert Einstein sugirió que la radiación existía en paquetes espacialmente localizados a los que llamó "cuantos de luz" ( " Lichtquanta "). [7]
El concepto de cuantificación de la radiación fue descubierto en 1900 por Max Planck , quien había estado tratando de comprender la emisión de radiación de objetos calentados, conocida como radiación de cuerpo negro . Al asumir que la energía puede absorberse o liberarse sólo en paquetes pequeños, diferenciales y discretos (a los que llamó "paquetes" o "elementos energéticos"), [8] Planck tuvo en cuenta que ciertos objetos cambiaban de color cuando se calentaban. [9] El 14 de diciembre de 1900, Planck informó de sus hallazgos a la Sociedad Alemana de Física e introdujo la idea de la cuantificación por primera vez como parte de su investigación sobre la radiación del cuerpo negro. [10] Como resultado de sus experimentos, Planck dedujo el valor numérico de h , conocido como constante de Planck , e informó valores más precisos para la unidad de carga eléctrica y el número de Avogadro-Loschmidt , el número de moléculas reales en un mol. , a la Sociedad Alemana de Física. Después de que su teoría fuera validada, Planck recibió el Premio Nobel de Física por su descubrimiento en 1918.
Si bien la cuantificación se descubrió por primera vez en la radiación electromagnética , describe un aspecto fundamental de la energía que no se limita solo a los fotones. [11] En un intento de armonizar la teoría con el experimento, Max Planck postuló que la energía electromagnética se absorbe o emite en paquetes discretos, o cuantos. [12]
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