sábado, 25 de mayo de 2013

Biomoleculas

Objetivos para el experimento:
·         Comprobar la presencia de algunas moléculas de importancia biológica en muestras frescas.
·          Identificar algunas biomoléculas utilizando reactivos químicos.
·          Comparar los principales grupos de compuestos orgánicos con relación a su composición química y función.

Todo lo que nos rodea ( materia ) está constituida por un grupo reducido de moléculas que se combinan entre sí; como lo es el agua y las sales minerales, los hidratos de carbono (o carbohidratos), los lípidos, las proteínas, los ácidos nucleicos, las enzimas, las vitaminas y las hormonas. Algunas de estas moléculas funcionan como parte estructural de las células y los tejidos del cuerpo de los organismos. Están son totalmente importantes, ya que todas tienen su propia función. Para ello es importante preguntarse:

¿Qué son las biomoléculas?
Son moléculas producidas por cualquier organismo. Están constituidas principalmente por carbono, hidrogeno, nitrógeno y oxígeno y en menor medida fosforo y sulfuro (C,H,O,N,P,S). A grandes rasgos de dividen en dos tipos:
·         Inorgánicas: son las que no son producidas por los seres vivos, pero que son fundamentales para su subsistencia, aquí encontramos: el agua los gases, y las sales inorgánicas.
·         Orgánicas: son las moléculas con una estructura a base de carbono y son sintetizadas solo por los seres vivos.
Estas se dividen en cuatro grandes grupos:
·         Lípidos: están compuestos por carbono e hidrogeno y en menor medida por oxígeno. Su característica es que son insolubles en agua. Son lo que coloquialmente se conoce como grasas.
·         Glúcidos: son los carbohidratos de carbono. Están compuestos por carbono hidrogeno y oxígeno, y si son solubles en agua. Constituyen la forma más primitiva de almacenamiento energético.
·         Proteínas: están compuestas por cadenas lineales de aminoácidos, y son el tipo de biomoleculas más diversas que existen. Tiene varias funciones dependiendo del tipo de proteína del que estemos hablando.
·         Ácido nucleico: son el ADN (ácido desoxirribonucleico) y ARN (ácido ribonucleico). Son macromoléculas formadas por nucleótidos unidos por enlaces.

Para observar todo se realizó un experimento en que utilizaron los siguientes materiales:

Tubo de ensayo

Reactivo de Biuret

Pera

Gradillas

Lugol

Aceite

Vasos químicos

Butanol

Maicena

Probetas goteros

Sudan IV

Huevo

Plato caliente

Leche de Lata

Pipetas de 1ml

Policiales

Papa

Pro- pipetas 


PROCEDIMIENTO:
·         Primero se realizó con una papa por su alto contenido de almidón:
1.       LA PAPA Prueba para determinar la presencia de almidón

A.      SE CORTARON TRES  RODAJAS DE PAPA  Y EN SU ESTADO NATURAL (CRUDA) SE  LE AGREGO A CADA UNA UN AGOTA DE LUGOL, BIURET Y SUDAN 3.
B.      SE CORTARON TRES  RODAJAS DE PAPA  Y SE LE SPUSO HA HERVIR EN UN VASO DE PRECIPITADO DESPUES DE ESO  SE  LES AGREGO A CADA UNA UN AGOTA DE LUGOL, BIURET Y SUDAN 3.
C.      SE CORTARON TRES  RODAJAS DE PAPA  Y SE LES AGREGO ACIDO ACETICO Y DESPUES DE ESO SE  LE AGREGO A CADA UNA UN AGOTA DE LUGOL, BIURET Y SUDAN 3.
D.      SE CORTARON TRES  RODAJAS DE PAPA  Y SE LES AGREGO ACIDO NITRICO CON AGUA Y DESPUES DE ESO SE  LE AGREGO A CADA UNA UN AGOTA DE LUGOL, BIURET Y SUDAN 3.
E.       LAS NUEVE RODAJAS FUERON COMPARADAS ENTRE SI,MAS ADELANTE  OBSERVAREMOS LAS FOTOGRAFIAS

·         Después se realizó con una manzana por su rápida oxidación:
2.       LA MANZANA     Prueba para azucares (monosacáridos).

A.       SE CORTARON TRES  TROSOS DE MANZANA Y EN SU ESTADO NATURAL SE  LE AGREGO A CADA UNA UN AGOTA DE LUGOL, BIURET Y SUDAN 3.
B.       SE CORTARON TRES  TROSOS DE MANZANA Y SE LE SPUSO HA ERVIR EN UN VASO DE PRECIPITADOS DESPUES DE ESO  SE  LES AGREGO A CADA UNA UN AGOTA DE LUGOL, BIURET Y SUDAN 3.
C.      SE CORTARON TRES  TROSOS DE MANZANA  Y SE LES AGREGO ACIDO ACETICO Y DESPUES DE ESO SE  LE AGREGO A CADA UNA UN AGOTA DE LUGOL, BIURET Y SUDAN 3.
D.       SE CORTARON TRES  TROSOS DE MANZANA Y SE LES AGREGO ACIDO NITRICO CON AGUA Y DESPUES DE ESO SE  LE AGREGO A CADA UNA UN AGOTA DE LUGOL, BIURET Y SUDAN 3.

EXPERIMENTOS EXTRA
3.       Prueba para proteínas.

A.   Rompa suavemente un huevo de gallina y recoja la clara (albumina) en un vaso químico.
B.    Diluya la albumina: por cada 2 partes de albumina agregue un aparte y luego revuelva suavemente con una varilla de vidrio para agitación, hasta que aparezca homogénea.
C.    Coloque 1ml de albumina diluida en un tubo de ensayo y agregue unas 5 a 7 gotas de reactivo de Biuret suavemente.
D.   Observe el color que desarrolla la reacción.
E.    Tome otro tubo de ensayo y repita usando 2ml de leche de lata: agregue 5 a 7 gotas de reactivo de Biuret y observe el color de la reacción.

4.       PRUEBA PARA LIPIDOS:
a)      Solubilidad de las grasas
b)      Coloque 10ml de aceite en un tubo de ensayo.
c)       Agregue 2ml de butanol, agite bien y observe que sucede.
d)      En otro tubo de ensayo, coloque 10ml de aceite y trate de mezclarla con 10ml de agua. Observe que sucede. 
e)      5) Prueba con Sudan IV
f)       Coloque 5ml de aceite en un tubo de ensayo y agregue una pequeña cantidad de sudan IV, mas 5ml de agua, agite y observe la reacción.
g)      Anote todos sus resultados en el siguiente cuadro.


Los resultados fueron los siguientes, cada uno es de reactivo distinto de acuerdo a su funcionamiento.
De ahí surgen varias dudas, como…
¿Qué pasa con cada reactivo? Pero ante de eso ¿Qué es cada uno de los reactivos?
LUGOL, es una disolución yodada molecular  y  yoduro de potasio en agua desfilada identifica los almidones y se caracteriza por presentar distintos colores de acuerdo que presenta la molécula.
BIURET es el reactivo que presenta las presencias de proteínas más la péptido (la unión de varios aminoácidos)
SUDAN II es  el que tiñe los lípidos 






TABLAS DE  RESULTADOS.
PAPA Y MANZANA NATURAL
REACTIVO
LUGOL
BIURET
SUDAN3
PAPA
EL LUGOL INFLUYE EN LA OXIDACION
NO HUBO CAMBIOS
NO HUBO CAMBIOS TUVO UN COLOR ROJO
MANZANA
LA COLORACION DE LA MANZANA EN EL TONO DE UN YODO
NO HUBO CAMBIOS
NO HAY CAMBIOS TUVO UN COLOR ROSA FUERTE

PAPA Y MANZANA HEVIDA
REACTIVO
LUGOL
BIURET
SUDAN3
PAPA
INFLUYE EN LA COLORACION EN  TONOS
EL CAMBIO DE GAMAS DE  NEGROS
SE HIZO ROZA
MANZANA
INFLUYE EN LA COLORACION EN  TONOS
LA MANZANA SE COLORO COMO SI YA ESTUVIERA  MUCHO TIEMPO EN EL AIRE LIBRE
SE HIZO ROZA
 Se pudo observar que en la papa hervida, todos los reactivos ocasionaron que la papa esponjara de forma notable.
PAPA Y MANZADA CON ACIDO NITRICO
REACTIVO
LUGOL
BIURET
SUDAN
PAPA
LA QUEMO  COLOR CAFE
AL INSTANTE SE  PUSO TODA CAFÉ
TODA ROJA
MANZANA
LA DESISO

TODA ROJA

PAPA Y MANZADA CON ACIDO ACEITICO
REACTIVO
LUGOL
BIURET
SUDAN
PAPA
LA DESISO
SE PUSO TODA NEGRA
TODA ROJA
MANZANA
LA DESISO
SE PUSO TODA CAFE
TODA ROJA
                                    
En la prueba 3.- (presencia de proteínas) usamos la albumina (proteína que se encuentra en gran proporción en el plasma sanguíneo, siendo la principal proteína de la sangre, y una de las más abundantes en el ser humano) del huevo de gallina utilizamos la clara en el cual lo dividimos en dos partes: en una parte agregamos agua y color que dio como  resultado un color lila. En la segunda parte de la albumina agregamos Biuret se puso de color morado en la cual se dio dos fases, algo interesante fue que al dejar lo un tiempo este se quedó pegado.
 ¿Qué fue lo que sucedió?
Paso que la albúmina es una sustancia orgánica nitrogenada, viscosa, soluble en agua, coagulable por el calor, contenida en la clara de huevo; nosotros tomamos la clara de huevo y como reacción al calor cuajo


Nota: La clara, también conocida como albumen, tiene un 88 por ciento de agua y el resto está constituido básicamente por proteínas de la clara, siendo la principal la ovoalbúmina, que representa el 54 por ciento del total proteico.


Para concluir, podemos decir con toda seguridad que las biomoleculas son totalmente importantes para los seres vivos, sin ellas no seriamos nada porque el ser humano esta compuesto por sin una gran proporción correcta de agua, sales, proteínas, carbohidratos, lípidos y ácidos nucleicos que si no estuvieran podrían producir fallos en nuestro organismo y sin ellos solo seriamos prácticamente cadáveres.

bibliografia:
SOBRE EL ESTUDIAR Y EL ESTUDIANTE

en esta lectura pude encontrar que el estudiar no es meramente verdadero y que existen mas factores para llevar acabo un estudio,por que este contiene una falsedad para que podamos encontrar objetivamente lo que hay detrás de lo estudiado y de las preguntas que nazcan con el tiempo, toda esta búsqueda tiene como todo pasos, periodos y momentos que me  ayudan a comprender mas lo que encuentro y a definir lo que estudio, para ello no siempre encontraremos a personas que nos apoyen en nuestro encuentro con la verdad, pero de eso se trata. se trata de luchar por lo que realmente nos interesa en cuanto a los estudios y por lo que pensemos a través del tiempo descubriendo la realidad y la falsedad que se nos muestra , realmente se puede encontrar la verdad pura y desenmascarada?

Hay preguntas que no se pueden responder, lo mismo pasa con la ciencia, surgen dudas, preguntas que parecieran no tener respuestas  pero el estudio de estas son por la necesidad de encontrar una verdad, existe una pasión por encontrar mas y mas resultados que los llevan a mas dudas pero a un así siguen existiendo las ciencias con una extensa lista de investigación en una sola idea.


Para finalizar es importante mencionar que para estudiar una ciencia se tiene que tener una necesidad, un gusto o quizá una pasión para no abandonar un estudio en el que se a trabajado tanto y que sobre todo como estudiante tenemos que comprender que los conceptos no tienen que ser memorizados, sino que comprendidos para obtener mas conocimientos y estas listos para ello.

jueves, 4 de abril de 2013


JUNTA DE CIENTIFICOS


·   Dado que no veo que la energía atómica vaya a ser un gran beneficio hasta dentro de un largo tiempo, tengo que decir que por el momento es una amenaza. Quizá esté bien que así deba ser. Puede que intimide a la raza humana para que ponga orden en sus asuntos internacionales, lo que sin la presión del miedo, no ocurriría. – Albert Einstein

·         “LOS CUANTICOS”

Todo tiene una historia y un origen, la ciencia es posiblemente la que ha sufrido más cambios a lo largo del tiempo.
Dentro de las magníficas ramas de la ciencia se encuentra la mecánica cuántica,es un tema que sin duda alguna, en la actualidad  es lo más importante dentro de las conversaciones científicas,porque el creciente campo de la mecánica cuántica era de particular interés; la mecánica cuántica alteró completamente los conceptos fundamentales de la física, gracias a ella se han descubierto y resuelto preguntas que han sembrado una gran semilla de incertidumbre en la humanidad.
A continuación en este blog encontraras información sobre la mecánica cuántica a forma de que tú como lector no solo captes, sino que también te intereses por adentrarte más sobre las bases y aplicaciones de ella así como de la ciencia en general en cuestiones de la realidad en la que vivimos.
La mecánica cuántica surgió en los albores del siglo XX, cuando en la última década del siglo anterior se puso en clara evidencia que las leyes de la física clásica eran incapaces de explicar el comportamiento de varios sistemas cuando eran sometidos a un análisis basado en las propiedades de los átomos o moléculas que los constituyen; y ahí comienza el viaje hacia un nuevo mundo dentro de la física.
Comienza quizás con estos personajes, solo por mencionar algunos y sus contribuciones:
1900 - Max Planck sugirió que la radiación está cuantificada (aparece en cantidades discretas.)
 1905 - Albert Einstein, uno de los pocos científicos que tomó en serio las ideas de Planck; propuso un cuanto de luz (el fotón) que se comporta como una partícula. Las otras teorías de Einstein explicaron la equivalencia entre la masa y la energía, la dualidad partícula-onda de los fotones, el principio de equivalencia, y especialmente la relatividad.
 1909 - Hans Geiger y Ernest Marsden, bajo la supervisión de Ernest Rutherford, dispersaron partículas alfa mediante una hoja de oro y observaron grandes ángulos de dispersión; sugirieron que los átomos tienen un núcleo pequeño y denso, cargado positivamente.
 1911 - Ernest Rutherford infirió la existencia del núcleo como resultado de la dispersión de las partículas alfa en el experimento realizado por Hans Geiger y Ernest Marsden.
 1912 - Albert Einstein explicó la curvatura del espacio-tiempo.
 1913 - Niels Bohr tuvo éxito al construir una teoría de la estructura atómica, basándose en ideas cuánticas.
 1919 - Ernest Rutherford encontró la primera evidencia de un protón.
 1921 - James Chadwick y E.S. Bieler concluyeron que alguna fuerza fuerte tiene que mantener unido el núcleo.
 1923 - Arthur Compton descubrió la naturaleza cuántica (partícula) de los rayos x, confirmando de este modo al fotón como partícula.
 1924  - Louis de Broglie propuso que la materia tiene propiedades ondulatorias.
 1925 (Jan)  - Wolfgang Pauli formuló el principio de exclusión para los electrones de un átomo.
 1925 (April) - WaltherBothe y Hans Geiger - Demostraron que la energía y la masa se conservan en los procesos atómicos.
 1926 - Erwin Schroedinger - desarrolló la mecánica ondulatoria, que describe el comportamiento de sistemas cuánticos constituidos por bosones. Max Born le dió una interpretación probabilística a la mecánica cuántica. G.N. Lewis propuso el nombre de "fotón" para el cuanto de luz. Usando el postulado de de Broglie sobre las ondas de electrones (1924), desarrolló una "ecuación de onda" que representa matemáticamente la distribución de una carga de un electrón distribuido a través del espacio, siendo esféricamente simétrica o prominente en ciertas direcciones, es decir, dirigida a los enlaces de valencia, la cual dio el correcto valor para las líneas espectrales del átomo de hidrógeno.
1927 - Walter Heitler - Usó la ecuación de onda de Schrödinger (1926) para mostrar cómo dos átomos hidrógenos se unen en función de ondas, con más, menos y términos de intercambio, para formar un enlace covalente.
1927 - Robert S. Mullike - trabajó en conjunto con Hund para desarrollar una teoría orbital molecular, donde los electrones son asignados a los estados que se extienden sobre toda la molécula, y en 1932 introdujo muchas nuevas terminologías de orbitales moleculares, como el enlace sigma, enlace pi y enlace delta.
1927 - Se observó que ciertos materiales emiten electrones (decaimiento beta). Dado que ambos, el átomo y el núcleo, tienen niveles discretos de energía, es difícil entender por qué los electrones producidos en esta transición, pueden tener un espectro continuo (vea 1930 para tener una respuesta.)
1928      Linus Pauling - Resumió la naturaleza del enlace químico, usando el modelo de mecánica cuántico del enlace covalente de Heitler (1927) para sentar las bases de la mecánica cuántica para todos los tipos de estructuras y enlaces moleculares, y sugerir que diferentes tipos de enlaces en moléculas pueden ser igualados por el rápido desplazamiento de electrones, un proceso llamado "resonancia" (1931), como las resonancias híbridas conteniendo contribuciones de diferentes configuraciones electrónicas posibles.
                                                                                                                                                                                        1929 - John Lennard-Jones - Introdujo una aproximación de la combinación lineal de orbitales atómicos para el cálculo de orbitales moleculares.
1932 - Werner Heisenberg - Aplicó la teoría de perturbación para el problema de los dos electrones y mostró como derivados de la resonancia del intercambio de electrones podía explicar la interacción de intercambio.
1938 - Charles Coulson Realizó el primer cálculo preciso de una función de onda de orbitales moleculares con la molécula de hidrógeno.
1951      Roothaan y Hall - Obtuvieron las ecuaciones de Roothaan-Hall, colocando rigurosos métodos de orbitales moleculares sobre una sólida base.
1927 - Werner Heisenberg formuló el principio de incerteza: cuanto más sabe ud. sobre la energía de una partícula, menos sabrá sobre el tiempo en el que tiene esa energía (y vice versa.) La misma incertidumbre se aplica al ímpetu y la coordenada.
 1928 - Paul Dirac combinó la mecánica cuántica y la relatividad especial para describir al electrón
1930 - La mecánica cuántica y la relatividad especial están bien establecidas. Hay tres partículas fundamentales: protones, electrones, y fotones. Max Born, después de tomar conocimiento de la ecuación de Dirac, dijo, "La física, como la conocemos, será obsoleta en seis meses."
1930 - Wolfgang Pauli sugirió el neutrino para explicar el espectro continuo de los electrones en el decaimiento beta.
 1931 - Paul Dirac comprendió que las partículas cargadas positivamente requeridas por su ecuación eran nuevos objetos (el los llamó "positrones"). Son exactamente como electrones, pero cargados positivamente. Este es el primer ejemplo de antipartículas.
1931 - James Chadwick descubrió el neutrón. Los mecanismos de las uniones nucleares y los decaimientos se convirtieron en problemas principales.
1933-34 - Enrico Fermi desarrolló una teoría del decaimiento beta, que introdujo las interacciones débiles. Ésta es la primera teoría que usa explícitamente los neutrinos y los cambios de sabor de las partículas.
1933-34 - Hideki Yukawa combinó la relatividad y la teoría cuántica, para describir las interacciones nucleares sobre la base del intercambio, entre protones y neutrones, de nuevas partículas (mesones llamados "piones"). A partir del tamaño del núcleo, Yukawa concluyó quela masa de las supuestas partículas (mesones) es superior a la masa de 200 electrones. Éste es el comienzo de la teoría mesónica de las fuerzas nucleares.
 1937 - Una partícula con una masa de 200 electrones es descubierta en los rayos cósmicos. Mientras que al principio, los físicos pensaron que era el pión de Yukawa, se descubrió más tarde que era un muón.
1938 - E.C.G. Stuckelberg observó que los protones y los neutrones no decaen hacia ninguna combinación de electrones, neutrinos, muones, o sus antipartículas. La estabilidad del protón no puede ser explicada en términos de conservación de energía o de carga; propuso la conservación independiente del número de partículas pesadas.
1941 - C. Moller y Abraham Pais introdujeron el termino "nucleón" como un término genérico para los protones y los neutrones.
1947 - Los físicos desarrollan procedimientos para calcular las propiedades electromagnéticas de los electrones, positrones, y fotones. Introducción de los diagramas de Feynman.
 1949 - Enrico Fermi y C.N. Yang sugieren que un pión es una estructura compuesta por un nucleón y un antinucleón. Esta idea de partículas compuestas es completamente revolucionaria.
 1950 -  Es descubierto el pión neutro.
 1951 - Se descubren dos nuevos tipos de partículas en los rayos cósmicos. Son descubiertas mientras se observan unas trazas en forma de V;se las descubre al reconstruir los objetos eléctricamente neutros, que tenían que haber decaído, para producir los dos objetos cargados, que dejaron las trazas. Las partículas fueron llamadas la lambda0 y la K0.
1952 - Descubrimiento de la partícula delta: eran cuatro partículas similares (delta++, delta+, delta0, y delta-.)
1953 - El comienzo de la "explosión del número de partículas"-- una verdadera proliferación de partículas.
1953 – 57 - La dispersión de electrones por un núcleo, revela una distribución de la densidad de carga dentro de los protones, y neutrones. La descripción de esta estructura electromagnética de los protones y neutrones, sugiere cierta estructura interna en estos objetos; a pesar de eso se los sigue considerando como partículas fundamentales.
1954 -C.N. Yang y Robert Mills desarrollan un nuevo tipo de teoría, llamada "teorías de calibre (o de Gauge)." Aunque no fueron aceptadas en ese momento, este tipo de teorías constituyen actualmente la base del Modelo Standard.
Cada personaje mencionado aportó mucho para que la mecánica cuántica pudiera tomar forma, uno de ellos que continuo con los trabajos e investigaciones del padre de la mecánica cuántica Max Planck, fue Albert Einstein siendo que en 1905, basándose en el trabajo de Planck, publicó su teoría sobre el fenómeno conocido como efecto fotoeléctrico. Dados los cálculos de Planck, Einstein demostró que las partículas cargadas absorbían y emitían energías en cuantos finitos que eran proporcionales a la frecuencia de la luz o radiación. Con este descubrimiento Einstein gano el premio Nobel. A pesar de esto a Einstein no le gustaba la interpretación que se le daba a la mecánica cuántica de hecho pensaba que debía suceder que los mecanismos clásicos que explicaban esos procesos aún no habían sido descubiertos. Por ejemplo, para él, la incertidumbre era sólo un paso provisional en el desarrollo de la física, ya que existía una realidad subyacente en la que las partículas tienen velocidades y posiciones bien definidas, evolucionando de acuerdo a leyes perfectamente deterministas, en lo que se conoce con el nombre de teoría de variables ocultas, la idea de que sólo pueden calcularse probabilidades, en particular, provocaba en Einstein un cierto disgusto, de ahí parte la frase tan celebre de él: “Dios no juega a los dados”.
Sus dos contribuciones más importantes fueron:

·         La teoría de la relatividad, donde se mencionaba la estructura, el espacio, el tiempo y su relación entre ellas.

·         La descripción  del efecto fotoeléctrico, era más relacionada con la mecánica por lo cuantos ya que hablaba de la cubanización  de Planck a los niveles energéticos del electrón y de la conservación de la energía.

Con ello los siguientes avances importantes en la teoría cuántica se debieron a Albert Einstein, que empleó el concepto del cuanto introducido por Planck para explicar determinadas propiedades del efecto fotoeléctrico, un fenómeno experimental en el que una superficie metálica emite electrones cuando incide sobre ella una radiación.

Según la teoría clásica, la energía de los electrones emitidos —medida por la tensión eléctrica que generan— debería ser proporcional a la intensidad de la radiación. Sin embargo, se comprobó que esta energía era independiente de la intensidad —que sólo determinaba el número de electrones emitidos— y dependía exclusivamente de la frecuencia de la radiación. Cuanto mayor es la frecuencia de la radiación incidente, mayor es la energía de los electrones; por debajo de una determinada frecuencia crítica, no se emiten electrones. Einstein explicó estos fenómenos suponiendo que un único cuanto de energía radiante expulsa un único electrón del metal. La energía del cuanto es proporcional a la frecuencia, por lo que la energía del electrón depende de la frecuencia.

Al hacer los análisis basados en átomos o moléculas. La dinámica de estas partículas microscópicas no correspondía a los derivados de dichas leyes en la física clásica. Esto llevo a Albert Einstein, principalmente a sugerir una nueva dinámica asociada a las partículas que forman el microcosmos contrariamente a lo que habitualmente se supone, las ideas subyacentes a la formulación de esta nueva rama de la física teórica, no son difíciles de comprender ni tampoco requieren del concurso de métodos matemáticos sofisticados, decía Einstein. Empleando sus herramientas, calculo que en ciertas condiciones debían ser observables al microscopio movimientos debidos a las moléculas. Si se suspendían en un líquido partículas de determinadas masa y dimensiones, sus movimientos reflejarían sus colisiones con las moléculas de que estuviera compuesto el líquido. El movimiento medio de una seria el mismo que el de la otra. Así, Einstein hizo una predicción, basándose en la hipótesis de la existencia de las moléculas, la hipótesis que sustentaba sus leyes estadísticas como las de boltzmann. Podría realizarse un experimento con el fin de ver si la predicción era correcta.
En realidad el experimento ya había sido hecho (cosa Einstein no supo hasta después). Un botánico ingles, Robert Brown, había advertido el continuo movimiento zigzagueante de minúsculas partículas de polen suspendidas en liquido, movimiento que no era causado por ninguna influencia externa. Ahora Einstein explicaba aquel movimiento de acuerdo con la hipótesis molecular. Renovadas observaciones del moviendo browniano mostraron que las predicciones de Einstein eran correctas en detalle las partículas se movían precisamente  como debieran hacerlo en caso de existir las moléculas. Al mismo tiempo, demostraba la importancia de las herramientas matemáticas dispuestas de ante mano por boltzmann, Gibbs, Einstein y otros.
La teoría fotoeléctrica (un trabajo de investigación realizado por el solo) tiene que ver con la estructura de la luz Einstein llevaba algún tiempo reflexionando por un tiempo acerca de algunas ideas de las raíces de la física que se contradecían unas a otras por un lado estaba la metería, compuesta de partículas discretas, atómica, discontinua.
Poca duda cabía que la estructura de la radiación, cuando viajaba por el espacio, era ondulatoria (y continua, pues las dos cosas van juntas). Un haz de luz, por ejemplo, puede ser resuelto de tal manera que luz sumada a luz de oscuridad. Solo un cuadro ondulatorio puede explicar tal comportamiento: la cresta de una onda, al coincidir con el valle de otra, anula la luz.
En estas circunstancias, la luz debe ser un fenómeno continuo. Ante este panorama considero Einstein el problema de la radiación del cuerpo negro este fenómeno se llamó cuantización, y los intervalos posibles más pequeños entre los valores discretos son llamados quanta (singular: quantum, de la palabra latina para "cantidad", de ahí el nombre de mecánica cuántica). El tamaño de los cuantos varía de un sistema a otro. Einstein lo reconoció como prueba experimental de algo nuevo. Sus cálculos, como los de planck, llevaban a la conclusión de que la luz era emitida por un cuerpo negro en porciones y absorbida en porciones.

Esta línea de pensamiento condujo a Einstein a la obra de un experimentador alemán, philipp lenard, que había estudiado la absorción de la luz de alta frecuencia (como la ultravioleta) por ciertos metales. En estas condiciones es trasferidas tanta energía luminosa a los electrones de metal, que algunos de ellos son arrancados de la superficie metálica. Este arrancamiento de electrones por luz de lata frecuencia es lo que se llama “efecto fotoeléctrico”.

·         Nota: ¿Qué es un foton?
Son las partículas o “cuantos” de radiación electromagnética o luz.
"partícula" - quiere decir un objeto que puede ser localizado en una región especial del Espacio

Al golpear el metal, un foton de luz transferiría su energía a un electrón, ya fuera mandándolo mas adentro del metal o arrancándolo de éste. Cada foton, cada cuanto, pudiera tener solo una cantidad definida de energía, ni mas ni menos. A causa del mayor número de colisiones, el número de electrones liberados crecería también. Como hemos visto, la solución de planck al problema del cuerpo negro descansaba en la ecuación de Planck:

E = h f

·          Donde E es la energía y f la frecuencia o inverso de la longitud de onda respecto a su velocidad 
Haciendo que la energía de un cuanto dependiese de la frecuencia de una onda correspondiente. La hipótesis cuántica rendía cuentas de las observaciones del efecto fotoeléctrico, lo mismo que explicaba las energías de la radiación del cuerpo negro. Este era el modo como Einstein extendió la idea cuántica de planck y con ello ensancho la brecha que la apartaba de la física clásica de sus necesidades científicas.

La mecánica cuántica o física cuántica comenzó como todo en la ciencia con preguntas al universo en el que nos encontramos. Una de las dudas surgidas fue la radiación de un cuerpo negro donde surgió que si todo cuerpo sometido a un calentamiento (metales, hornos, etc.), radia energía, pero ¿y en otras circunstancias? ¿Los argumentos a favor de loa continuidad eran finitivos? Estas fueron quizá las principales preguntas que la física clásica no pudo responder con exactitud y comenzó una búsqueda por saciar su curiosidad y saber lo que sucedía en la radiación de un cuerpo negro, plack, kirchhff, Stefan- boltzmann contribuyeron en las investigaciones para obtener resultados positivos, y no fue hasta Einstein donde se concreto esa investigación y como resultado de todos esos trabajos surgió para la actualidad la tan dispensable mecánica cuántica.

Pero… que es la mecánica cuántica???

También se podría decir que es la ciencia que tiene por objeto el estudio y comportamiento de la materia a escala reducida. El concepto reducido se refiere aquí a tamaños a partir de los cuales empiezan a notarse efectos. A grandes rasgos la mecánica se refiere al movimiento. Y lo de cuántica se refiere a algo cuantificado en una cantidad finita representada con un número entero, es decir nunca habrá decimales. Pensemos  en monedas de cinco pesos, si solo tengo monedas de cinco y voy aumentando una y otra y otra, que obtendremos al final? Solo cantidades de múltiplos de cinco 5, 10, 15, 20, 25……. Etc.….
Diciendo que el intercambio de energía entre átomos y partículas solo puede ocurrir en paquetes de energía de cantidad discreta (Fuerzas e Interacciones)

·         Las ondas de luz, en algunas circunstancias se pueden comportar como si fueran partículas          (fotones).
·         Las partículas elementales, en algunas circunstancias se pueden comportar como si fueran ondas.

Así, los principios fundamentales de la mecánica cuántica establecen con mayor exactitud el comportamiento y la dinámica de sistemas irreversibles. Algunos fundamentos importantes de la teoría son que la energía no se intercambia de forma continua. En todo intercambio energético hay una cantidad mínima involucrada, llamada cuanto. Aunque la estructura formal de la teoría está bien desarrollada, y sus resultados son coherentes con los experimentos, no sucede lo mismo con su interpretación, que sigue siendo objeto de controversias.

La mecánica cuántica describe el estado instantáneo de un sistema (estado cuántico) con una función de ondas que codifica la distribución de probabilidad de todas las propiedades medibles, u observables. Algunos observables posibles sobre un sistema dado son la energía, posición, momento y momento angular. La mecánica cuántica no asigna valores definidos a los observables, sino que hace predicciones sobre sus distribuciones de probabilidad. Las propiedades ondulatorias de la materia son explicadas por la interferencia de las funciones de onda. Estas funciones de onda pueden transformarse con el transcurso del tiempo. Por ejemplo, una partícula moviéndose en el espacio vacío puede ser descrita mediante una función de onda que es un paquete de ondas centrado alrededor de alguna posición media. Según pasa el tiempo, el centro del paquete puede trasladarse, cambiar, de modo que la partícula parece estar localizada más precisamente en otro lugar.

Como lo que pasa en el experimento de la doble rendija, que al principio lanzan canicas con una sola rendija pasando a través de ella aun chocando entre ellas, en la siguiente lamina se insertan marcando la forma de la rendija, después hacen lo mismo con dos rendijas y sucede lo mismo pero cuando lo hacen con agua cambia cuando hay dos rendijas porque las ondas de agua chocan entre si insertando en la siguiente lamina varias líneas. Lo interesante de esto que el mismo experimento es realizado con electrones y esto se comportaban como la materia (canica) pero también como las ondas (agua), existiendo un sinnúmero de posibilidades en cuanto al comportamiento de los electrones.
Para esto se plantearon los principios de la mecánica cuántica:

·         Principio de Exclusión de Pauli. Es un principio cuántico enunciado por Wolfgang Ernst Pauli en 1925. Enuncia que, en un orbital atómico solo puede haber un máximo de dos electrones. Si en un orbital ya existen los dos electrones, cada uno debe tener sentidos de giro opuestos, o sea, uno tiene que girar hacia la derecha. Mientras que el otro lo debe hacer hacia la izquierda. En otras palabras, los dos electrones de un orbital deben tener spines opuestos.
Esto asegura que ningún electrón dentro de un átomo tendrá los mismos cuatro números cuánticos que otro.

·         Principio de Incertidumbre de Heissemberg. Este principio afirma que es imposible medir simultáneamente de forma precisa la posición y el momento lineal de una partícula, Aceleración y posición, esos son los datos asociados con el principio de incertidumbre, mientras más sabes de uno menos conoces del otro.

·         Principio de Dualidad Onda-Partícula de broglie. Demuestra que la luz puede poseer propiedades de partícula y propiedades ondulatorias, (lo que sucede con el experimento de la rendija).

Su trabajo comprobaba las propiedades ondulatorias de los electrones, basándose en la extraña naturaleza dual de la luz evidenciada en los experimentos de la radiación del cuerpo negro y el efecto fotoeléctrico.
Este desconcertante aspecto dual de la luz estrechamente vinculado con la existencia misma de los cuantos le sugirió la pregunta, ¿Puede la materia poseer propiedades tanto ondulatorias como corpusculares?. Dicho cuestionamiento estaba basado en la explicación del efecto fotoeléctrico que poco antes había dado Einstein sugiriendo la naturaleza cuántica de la luz.
Para Einstein, la energía transportada por las ondas luminosas estaba cuantizada. Es decir, distribuida en pequeños paquetes de energía o cuantos de luz que más tarde serían denominados fotones, cuya energía dependía de la frecuencia de la luz a través de la relación:

E=hv

Donde v es la frecuencia de la onda luminosa y h la constante de Planck. A partir de esta relación Einstein proponía que en determinados procesos las ondas electromagnéticas que forman la luz se comportan como corpúsculos.

·         Funciones de Onda (Scrödingier y su "gato"). es una forma de representar el estado físico de un sistema de partículas, Las propiedades mencionadas de la función de onda permiten interpretarla como una función de cuadrado integrable. La ecuación de Schrödinger proporciona una ecuación determinista para explicar la evolución temporal de la función de onda y, por tanto, del estado físico del sistema en el intervalo comprendido entre dos medidas, se interpretaba que las partículas podían ser representadas mediante una onda física que se propaga en el espacio. En la formulación moderna, la función de onda se interpreta como un objeto mucho más abstracto, que representa un elemento de un cierto espacio de Hilbert de dimensión infinita que agrupa a los posibles estados del sistema.

Estos son los principios fundamentales de la mecánica cuántica, con las que se han podido encontrar o al menos acercase a una respuesta  de tantas dudas.
Por ultimo, de esta extensa pero importante investigación, Albert Einstein estudio la mecánica cuántica a su manera y a pesar de ser uno de los hombres de ciencia con más contribuciones a ella, él no estuvo de acuerdo por el concepto que con el tiempo le fue dado teniendo discusiones interminables con Neils Bhor.

La física cuántica seguirá en el camino de la humanidad recorriendo junto a ella, un mundo y realidades, llenas de dudas y de preguntas, quizás las respondamos quizá no pero el proceso de encontrar respuestas será un excelente aprendizaje para nosotros como seres humanos, seres que sin duda alguna por naturaleza, curiosos.  



Bibliografía:
·         Leopoldo García- colín Scherer y Mariano Bauer. Mecánica cuántica: orígenes y algunas aplicaciones, (pág.87 p.p 9-27). (1ª edición), (México D.F 2006).
·         Barbara Lovett Cline, Los creadores de la nueva física, (pág. 333 p.p 90-277) (1ª edición) (México, 2004 )