Upload
david-alvarez-cornejo
View
218
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
8/16/2019 Einstein y los fotones.doc
http://slidepdf.com/reader/full/einstein-y-los-fotonesdoc 1/21
1
Sede del Pacífco.
Diplomado en Producción Industrial.
Química General I
Trabajo de investigación
(Einstein los !otones"
Pro!esor#
Ing. Luis A. Rojas Montealegre
Presentado por#David Alvarez Cornejo
Steve Marín Solórzano
Leonardo Badilla
$% de septiembre de $%1&
'ndice
Introducción... &
1. )lbert Einstein.... *
8/16/2019 Einstein y los fotones.doc
http://slidepdf.com/reader/full/einstein-y-los-fotonesdoc 2/21
8/16/2019 Einstein y los fotones.doc
http://slidepdf.com/reader/full/einstein-y-los-fotonesdoc 3/21
1
modelos de partículas no pudieran e>plicar !enómenos como
la di!racción; la re!racción o la birre!ringencia de la lu<; 8i<o =ue muc8os
cientí7cos propusieron di!erentes teorías para la lu<.
) principios del siglo 9I9 T8omas ?oung )ugust
@resnel demostraron con claridad =ue los !enómenos
de inter!erencia di!racción se daban tambi,n para la lu<; para 132%
los modelos ondulatorios 8abían sido generalmente aceptados. En 13/2;
las predicciones de Aa>Bell1/ sobre la naturale<a de la lu< como onda
electromagn,tica; =ue serían posteriormente con7rmadas
e>perimentalmente por Ceinric8 Cert< en 1333; parecieron signi7car el7nal del modelo de partículas.
in embargo; la teoría ondulatoria de Aa>Bell no e>plicaba todas
las propiedades de la lu<. Predecía =ue la energía de una onda luminosa
dependía solamente de su intensidad; no de su !recuencia; pero diversos
e>perimentos demostraron =ue la energía aportada por la lu< a los
6tomos dependía sólo de su !recuencia; no de su intensidad. Porejemplo; algunas reacciones =uímicas eran provocadas; si la !recuencia
no alcan<aba dic8o valor; la reacción no se producía;
independientemente de la intensidad de la lu<; así se podían e>traer
electrones de una placa met6lica ilumin6ndola con radiación de una
!recuencia su7cientemente alta la energía con la =ue los electrones
abandonaban la placa era !unción nicamente de la !recuencia de la lu<
incidente; no de su intensidad.
1. Albert Einstein
)lbert Einstein nació en Flm; )lemania el 1* de mar<o de 134 !ue
un !ísico alem6n de origen judío; nacionali<ado despu,s sui<o
8/16/2019 Einstein y los fotones.doc
http://slidepdf.com/reader/full/einstein-y-los-fotonesdoc 4/21
1
estadounidense. Est6 considerado como el cientí7co m6s importante del
siglo 99.
)un=ue es considerado por algunos como el padre de la bombaatómicaH; abogó en sus escritos por el paci7smo; el socialismo el
sionismo. @ue proclamado como el personaje del siglo 99H el m6s
prominente cientí7co por la revista Time. onocido por# Teoría de la
5elatividad =ue engloba a la teoría de la relatividad general a la Teoría
de la relatividad especial; Aovimiento broBniano el E!ecto
!otoel,ctrico.
2. ¿Qué es un otón?
En !ísica moderna; el !otón es la partícula elemental responsable
de las mani!estaciones cu6nticas del !enómeno electromagn,tico. Es la
partícula portadora de todas las !ormas de radiación electromagn,tica;
incluendo a los raos gamma; los raos 9; la lu< ultravioleta; la lu<visible (espectro electromagn,tico"; la lu< in!rarroja; las microondas;
las ondas de radio. El !otón tiene una masa invariante cero; viaja en el
vacío con una velocidad constante . omo todos los cuantos; el !otón
presenta tanto propiedades corpusculares como ondulatorias (dualidad
ondaJcorpsculo". e comporta como una onda en !enómenos como la
re!racción =ue tiene lugar en una lente; o en la cancelación por
inter!erencia destructiva de ondas reKejadasL sin embargo; se comporta
como una partícula cuando interacciona con la materia para trans!erir
una cantidad 7ja de energía.
)dem6s de energía; los !otones llevan tambi,n asociado un
momento lineal tienen una polari<ación. iguen las lees de la
8/16/2019 Einstein y los fotones.doc
http://slidepdf.com/reader/full/einstein-y-los-fotonesdoc 5/21
1
mec6nica cu6ntica; lo =ue signi7ca =ue a menudo estas propiedades no
tienen un valor bien de7nido para un !otón dado. Ma idea de la lu< como
partícula retornó con el concepto moderno de !otón; =ue !ue
desarrollado gradualmente entre 14%2 141 por )lbert Einstein
apo6ndose en trabajos anteriores de PlancN; en los cuales se introdujo
el concepto de cu6nto. on el modelo de !otón podían e>plicarse
observaciones e>perimentales =ue no encajaban con el modelo
ondulatorio cl6sico de la lu<. En particular; e>plicaba cómo la energía de
la lu< dependía de la !recuencia (dependencia observada en el e!ecto
!otoel,ctrico" la capacidad de la materia la radiación
electromagn,tica para permanecer en e=uilibrio t,rmico.
El concepto de !otón 8a llevado a avances mu importantes en
!ísica teórica e>perimental; tales como la teoría cu6ntica de campos; el
condensado de OoseJEinstein la interpretación probabilística de la
mec6nica cu6ntica; a inventos como el l6ser. De acuerdo con el
modelo est6ndar de !ísica de partículas los !otones son los responsables
de producir todos los campos el,ctricos magn,ticos; a su ve< son el
resultado de =ue las lees !ísicas tengan cierta simetría en todos los
puntos del espacioJtiempo. Mos !otones se aplican a muc8as 6reas; como
la !oto=uímica; el microscopio !otónico la medición de distancias
moleculares. Incluso se los 8a estudiado como componentes de
computadoras cu6nticas en aplicaciones so7sticadas de comunicación
óptica como por ejemplo en criptogra!ía cu6ntica.
2.1 Co!osición de los otones
8/16/2019 Einstein y los fotones.doc
http://slidepdf.com/reader/full/einstein-y-los-fotonesdoc 6/21
1
Mos !otones se clasi7can como partículas elementales estas son los
constituentes elementales de la materia; m6s precisamente son
partículas =ue no est6n constituidas por partículas m6s pe=ueas ni se
conoce =ue tengan estructura interna. Pertenece a la !amilia Oosón; en
!ísica de partículas; un bosón es uno de los dos tipos b6sicos de
partículas elementales de la naturale<a; se caracteri<an por#
1. Tener un espín entero (%; 1;$;...".
$. 0o cumplen el principio de e>clusión de Pauli siguen la
estadística de OoseJEinstein. Esto 8ace =ue presenten un
!enómeno llamado condensación de OoseJEinstein (el desarrollo
de m6seres l6seres !ue posible puesto =ue los !otones de la lu<
son bosones".
&. Ma !unción de onda cu6ntica =ue describe sistemas de bosones es
sim,trica respecto al intercambio de partículas.
? !orman parte del grupo bosón de gauge el cuales un bosón =ue acta
como portador de una interacción !undamental de la naturale<a.
lasi7cació
n
Partícula
elemental
@amilia Oosón
Grupo Oosón de gauge
Interacción Electromagnetismo
ímbolos ; 8R; o S
)ntipartícul Ella misma
8/16/2019 Einstein y los fotones.doc
http://slidepdf.com/reader/full/einstein-y-los-fotonesdoc 7/21
1
a
Aasa %
:ida media Estable
arga
el,ctrica
%
". #oenclatura
El !otón !ue llamado originalmente por )lbert Einstein $cuanto de
lu%&' en !ísica; el !otón se representa normalmente con el símbolo (la
letra griega gamma". En =uímica e ingeniería óptica; los !otones se
simboli<an 8abitualmente por ; =ue representa tambi,n la energía
asociada a un !otón; donde es la constante de PlancN la letra griega
es la !recuencia de la partícula.
(. Pro!iedades ísicas de los otones
4.1 Emisión
Mos !otones se emiten en muc8os procesos naturales; por ejemplo;
cuando se acelera una partícula con carga el,ctrica o durante una
transición molecular.
4.2 Absorción
Mos !otones se absorben en los procesos de reversión temporal =ue
se corresponden con los a mencionados# por ejemplo; en la producción
de pares partículaJantipartícula.
8/16/2019 Einstein y los fotones.doc
http://slidepdf.com/reader/full/einstein-y-los-fotonesdoc 8/21
1
). Estructura del otón
De acuerdo con el cromo din6mico cu6ntica; un !otón real puede
interactuar como una partícula puntual; o como una colección de =uarNs
gluones; esto es; como un 8adrón. Ma estructura de los !otones no se
determina por las tradicionales distribuciones de =uarNs de valencia
como en un protón; sino por Kuctuaciones del !otón puntual en una
colección de partones.
*. A!licaciones tecnoló+icas
Mos !otones tienen muc8as aplicaciones en tecnología. e 8an
elegido ejemplos =ue ilustran las aplicaciones de los !otones er se; no
otros dispositivos ópticos como lentes; entre otros; cuo !uncionamiento
puede e>plicarse bajo una teoría cl6sica de la lu<. El l6ser es una
aplicación e>tremadamente importante. Mos !otones individuales pueden
detectarse por varios m,todos. El tubo !otomultiplicador cl6sico se basa
en el e!ecto !otoel,ctricoL un !otón =ue incide sobre una l6mina de metalarranca un electrón; =ue inicia a su ve< una avalanc8a de electrones. Mos
circuitos integrados D utili<an un e!ecto similar en semiconductoresL
un !otón incidente genera una carga detectable en un condensador
microscópico. Utros detectores como los contadores Geiger utili<an la
capacidad de los !otones para ioni<ar mol,culas de gas; lo =ue da lugar
a un cambio detectable en su conductividad. Ma !órmula de la energía de
PlancN es utili<ada a menudo por ingenieros =uímicos en
diseo; tanto para calcular el cambio de energía resultante de la
absorción de un !otón; como para predecir la !recuencia de la lu< emitida
en una transición de energía dada. Por ejemplo; el espectro de emisión
de una l6mpara Kuorescente puede disearse utili<ando mol,culas de
gas con di!erentes niveles de energía electrónica ajustando la energía
8/16/2019 Einstein y los fotones.doc
http://slidepdf.com/reader/full/einstein-y-los-fotonesdoc 9/21
1
típica con la cual un electrón c8oca con las mol,culas de gas en el
interior de la l6mpara.
Oajo algunas condiciones; se puede e>citar una transición de
energía por medio de dos !otones; no ocurriendo dic8a transición con los!otones por separado. Esto permite microscopios con maores
resoluciones; por=ue la muestra absorbe energía nicamente en la
región en la =ue los dos raos de colores di!erentes se solapan de !orma
signi7cativa; =ue puede ser muc8o menor =ue el volumen de e>citación
de un rao individual. )dem6s; estos !otones causan un menor dao a la
muestra; puesto =ue son de menor energía.
,. Eecto otoeléctrico
Durante varios aos despu,s de la publicación del trabajo de
PlancN no se 8i<o nada con respecto a la 8ipótesis de la cuanti<ación
=ue 8abía introducido.
En 14%2; )lbert Einstein publicó un trabajo llamado obre un
punto de vista 8eurístico concerniente a la producción
trans!ormación de lu<; m6s conocido como el trabajo sobre el e!ecto
!otoel,ctrico. @ue en este mismo ao =ue Einstein publicó sus otros
dos celebrados trabajos# uno en el =ue presentó la teoría de la
relatividad especial otro en el =ue trató acerca del movimiento
broBniano.
PlancN 8abía considerado =ue la energía de las partículas =ue
!orman las paredes de la cavidad =ue produce la radiación de cuerpo
negro solamente podía ser emitida o absorbida en mltiplos enteros
de un cuanto o elemento de energía. Es m6s; llegó a esta 8ipótesis
como una argucia matem6tica; sin maor realidad !ísica; para poder
8/16/2019 Einstein y los fotones.doc
http://slidepdf.com/reader/full/einstein-y-los-fotonesdoc 10/21
1
obtener la distribución =ue a 8abía encontrado usando argumentos
empíricos de naturale<a puramente termodin6mica.
@ue Einstein el primero =ue; con su trabajo de 14%2; dio
signi7cado !ísico a la 8ipótesis de la cuanti<ación de la energía.
) PlancN nunca se le ocurrió la idea de e>tender la 8ipótesis de
la cuanti<ación a la radiación; es decir; no se le ocurrió suponer =ue
la radiación electromagn,tica tenía car6cter discreto.
Ma idea de =ue la lu< ( m6s generalmente la radiación
electromagn,tica" estuviera compuesta por un conjunto de
partículas 8abía sido propuesta por 0eBton; como se vio en elcapítulo :. in embargo; como tambi,n se vio; e>isten en la
naturale<a !enómenos como la inter!erencia la di!racción =ue
solamente se pueden e>plicar si la radiación es de naturale<a
ondulatoria.
Einstein en su trabajo sugirió =ue la suposición de =ue la lu<
est6 !ormada de cuantos discretos de energía podía ser aplicada a
algunos !enómenos =ue la teoría ondulatoria de la lu< no podíae>plicar; como por ejemplo; la Kuorescencia el e!ecto !otoel,ctrico.
on respecto a la Kuorescencia; Einstein sugirió la e>plicación
siguiente. ada cuanto de radiación o !otón al ser absorbido por los
6tomos de la sustancia Kuorescente (7gura $" estimula la emisión
de uno o m6s !otones. Ma suma de las energías de los !otones
emitidos tiene =ue ser igual a la energía del !otón absorbido; a =ue
la energía se debe conservar. Por tanto; si por ejemplo se reemiten
dos !otones; ,stos deben compartir sus energías de tal manera =ue
su suma sea igual a la del !otón absorbido. Mo cual signi7ca =ue la
energía de cada !otón emitido es menor =ue la del absorbido.
Tomando en cuenta =ue la energía de un !otón es proporcional a su
8/16/2019 Einstein y los fotones.doc
http://slidepdf.com/reader/full/einstein-y-los-fotonesdoc 11/21
1
!recuencia; lo anterior signi7ca entonces =ue la !recuencia de la
radiación emitida ser6 menor =ue la de la radiación absorbida. Vste
es justamente el resultado e>perimental =ue a se 8abía obtenido
anteriormente; en particular por toNes; =ue no se 8abía podido
e>plicar con base en la teoría de Aa>Bell.
-i+ura 2,. Así e!lica Einstein la /uorescencia. 0n too
absorbe un otón lue+o eite dos o s otones. 3e este
odo' la ener+ía 4ue absorbió 5la del otón incidente6 la
co!arten los dos otones eitidos.
Este acuerdo apoa el modelo de Einstein en el cual los cuantos de
lu<; o !otones; se absorben o emiten en unidades enteras.
on respecto al e!ecto !otoel,ctrico; Einstein escribió en su trabajo#
Ma concepción usual; de =ue la lu< est6 distribuida
continuamente en el espacio en el =ue se propaga; encuentra
di7cultades mu serias cuando uno intenta e>plicar los
!enómenos !otoel,ctricos; tal como los apuntó Menard en su
trabajo pionero.
De acuerdo con el concepto de =ue la lu< incidente consiste
de cuantos de energía de magnitud igual al producto de la
constante de PlancN 8 por la !recuencia de la lu<; sin
8/16/2019 Einstein y los fotones.doc
http://slidepdf.com/reader/full/einstein-y-los-fotonesdoc 12/21
1
embargo; uno puede concebir la e>pulsión de electrones por
la lu< de la manera siguiente. uantos de lu< penetran la capa
super7cial del cuerpo (7gura $3" su energía se trans!orma;
por lo menos en parte; en energía cin,tica de los electrones.
Ma manera m6s sencilla de imaginar esto es =ue un cuanto de
lu< entrega toda su energía a un solo electrónL supondremos
=ue esto es lo =ue sucedeW...X Fn electrón al =ue se le 8a
impartido energía cin,tica dentro del cuerpo 8abr6 perdido
parte de esta energía al tiempo =ue llegue a la super7cie.
)dem6s; supondremos =ue para poder escapar del metal
electrón tiene =ue 8acer una determinada cantidad de
trabajo; característico de la sustancia en cuestión.
-i+ura 27. E!licación de Einstein del eecto otoeléctrico.
0n otón de la radiación es absorbido !or un electrón de
un too coo consecuencia es des!edido.
8/16/2019 Einstein y los fotones.doc
http://slidepdf.com/reader/full/einstein-y-los-fotonesdoc 13/21
1
Einstein e>plicó este !enómeno como la colisión de dos
partículas# el !otón el electrón del 6tomo. Einstein predijo de
esta manera =ue la energía cin,tica m6>ima =ue debe tener un
electrón emitido por un metal debe aumentar al aumentar la
!recuencia de la radiación incidente. Este 8ec8o se muestra en la
gr67ca de la 7gura $4. Ma línea 1 corresponde al metal 1; así
sucesivamente. onsideremos; por ejemplo; el metal &. Para
!recuencias menores =ue ! %& no se emite ningn electrón del
metal. )l aumentar la !recuencia de la radiación incidente; el
electrón va ad=uiriendo cada ve< m6s energía cin,tica a =ue
8abr6 c8ocado con !otones m6s energ,ticos ,stos le trans7eren
su energía. 0otamos =ue la mínima !recuencia ! % es característica
de cada metal; como lo sugirió Einstein est6 relacionada con el
trabajo necesario para =ue el electrón abandone su super7cie.
Ubservamos =ue en esta descripción la intensidad de la radiación
no interviene para nada.
-i+ura 28. Predicción de Einstein del co!ortaiento de
la ener+ía cinética de los otones des!edidos !or 9arios
8/16/2019 Einstein y los fotones.doc
http://slidepdf.com/reader/full/einstein-y-los-fotonesdoc 14/21
1
etales. :as líneas son rectas todas tienen la isa
inclinación' 4ue est relacionada con la constante de
Planc;.
Ma predicción adem6s nos indica =ue para cada metal la líneacorrespondiente tiene =ue ser precisamente una línea recta. Es
m6s; las rectas =ue corresponden a distintos metales deben ser
paralelas. Einstein encontró =ue la inclinación de estas rectas es
universal; o sea la misma para todas las sustancias est6
relacionada con la constante de PlancN.
Einstein dice#
De lo =ue me puedo cerciorar; no 8a contradicción entre
estas concepciones las propiedades del e!ecto !otoel,ctrico
observadas (e>perimentalmente" por Menard. i cada cuanto
de energía de la lu< incidente; independientemente de todo lo
dem6s; entrega toda su energía a un solo electrón; entonces
la distribución de la energía cin,tica de los electrones
e>pulsados ser6 independiente de la intensidad de la lu<incidente.
Estas predicciones 8ec8as por Einstein son justamente las =ue
se 8abían encontrado anteriormente de resultados e>perimentales
(v,ase el capítulo :II" sugieren una e>plicación de todas las
observaciones =ue parecían ser paradójicas en el conte>to de la
teoría de Aa>Bell.
Mos datos e>perimentales disponibles en 14%2 solamente
sugirieron =ue las conclusiones de Einstein eran correctas; pero para
141/ la valide< de la relación de Einstein entre la m6>ima energía
8/16/2019 Einstein y los fotones.doc
http://slidepdf.com/reader/full/einstein-y-los-fotonesdoc 15/21
1
cin,tica de los electrones la !recuencia de la radiación absorbida se
8abía con7rmado plenamente.
E. Madenburg demostró e>perimentalmente en 14%& =ue la
energía de los electrones e>pulsados es independiente de laintensidad de la lu<; pero proporcional a su !recuencia.
Posteriormente; en 141$; ). M. Cug8es midió la m6>ima energía
cin,tica de los electrones emitidos por un buen nmero de
elementos# potasio; calcio; magnesio; cadmio; cinc; plomo; bismuto
ars,nico. Encontró; en primer lugar =ue e!ectivamente la energía
cin,tica de los electrones daba una línea recta al cambiar la
!recuencia de la lu<. )dem6s encontró =ue la inclinación de estasrectas; para todas las sustancias con las =ue trabajó; era igual; es
decir; era una inclinación universal (ver 7gura $4". @ue 5obert
AilliNan =uien; en una brillante serie de e>perimentos mu
detallados; eliminó cual=uier duda acerca de la valide< de las
conclusiones obtenidas por Einstein. )l recibir el premio 0obel de
@ísica en 14$& por su trabajo; AilliNan dijo#
Despu,s de die< aos de probar; cambiar; aprender a vecese=uivocarse; todos los es!uer<os; 8abiendo estado dirigidos
desde el principio a la medición e>perimental precisa de las
energías de emisión de los !otoelectrones; ora como !unción
de la temperatura; ora de la !recuencia; ora del material; este
trabajo resultó; contradiciendo mis propias esperan<as; en la
primera prueba e>perimental directa en 141* de la valide<
e>acta; dentro de mu estrec8os límites de errorese>perimentales; de la ecuación de Einstein; de la primera
determinación !otoel,ctrica directa de la constante 8 de
PlancN.
8/16/2019 Einstein y los fotones.doc
http://slidepdf.com/reader/full/einstein-y-los-fotonesdoc 16/21
1
Esta ltima determinación a la =ue se re7ere AilliNan resultó a
partir de la inclinación de las rectas; =ue como vimos arriba; est6
relacionada con la constante de PlancN.
El e!ecto !otoel,ctrico presentaba otra gran di7cultad para lateoría de la radiación de Aa>Bell. En 141/; lord 5aleig8 estimó =ue
de acuerdo con la teoría de Aa>Bell a un electrón dentro de un
metal le debería de llevar un periodo de varias 8oras absorber la
energía su7ciente de un 8a< de radiación para poder escapar. in
embargo; como a lo 8abían notado Y. Elster C. Geitel en 14%%; la
aparición de !otoelectrones ocurre pr6cticamente en !orma
simult6nea con la iluminación de la super7cie del metal. En 14$3; E.U. MaBrence Y. Z. Oeams encontraron =ue el intervalo entre la
incidencia de la radiación la aparición de los electrones era menor
=ue & 9 1%J4 segundos. En 1422; ). T. @orrester colaboradores
establecieron; al trabajar con maor precisión; =ue este intervalo
debería ser menor =ue l%J1% segundos. Ma e>plicación de este 8ec8o
es mu sencilla de acuerdo con las ideas de Einstein. i el e!ecto
!otoel,ctrico se debe a la colisión entre un !otón un electrón dentro
del metal; entonces la trans!erencia de la energía es pr6cticamente
instant6nea.
Es así como el trabajo de Einstein pudo e>plicar algunos
!enómenos =ue no se podían e>plicar con la teoría de la radiación de
Aa>Bell. in embargo; se presentaba una gran contradicción. Por un
lado e>istían !enómenos en la naturale<a; como por ejemplo la
inter!erencia la di!racción; =ue se e>plicaban solamente con una
teoría ondulatoria; mientras =ue por otro lado 8abía otros
!enómenos; como el e!ecto !otoel,ctrico; =ue solamente se podían
e>plicar suponiendo =ue la lu< estaba compuesta de corpsculos
Entonces +=u, era la lu<; onda o partícula- 0os adelantaremos un
8/16/2019 Einstein y los fotones.doc
http://slidepdf.com/reader/full/einstein-y-los-fotonesdoc 17/21
8/16/2019 Einstein y los fotones.doc
http://slidepdf.com/reader/full/einstein-y-los-fotonesdoc 18/21
1
correspondiente a las Kuctuaciones de ondas de otro =ue
corresponde a las Kuctuaciones de partículas.
)l anali<ar con cuidado las características de los t,rminos
obtenidos por Einstein se encuentra uno con lo siguiente# para
!recuencias mu grandes el t,rmino =ue domina es el
correspondiente a las partículas; mientras =ue para !recuencias mu
pe=ueas; el =ue domina es el correspondiente a ondas. in
embargo; con las !recuencias cuos valores no son ni altos ni bajos;
los dos t,rminos son comparables; por lo =ue ambos contribuen
si!ult"nea!ente. Esto signi7ca =ue [la radiación se comporta al
mismo tiempo como si !uera onda partícula\ Es decir; =ue 8a una
dualidad ondaJcorpsculo.
+Teoría ondulatoria o teoría corpuscular de la lu<- Todos los
!ísicos de esa ,poca; a e>cepción de uno; seguían convencidos de la
naturale<a ondulatoria de la lu<. ólo Yo8annes tarN creía en las
partículas de Einstein. Pero para todos; incluido tarN; regía el
principio de o lo uno o lo otro. in embargo; Einstein se 8abía dado
cuenta de =ue tenía =ue ser tanto lo uno como lo otro.
E!ectivamente era un prejuicio creer =ue todo ente !ísico tenía =ue
ser o bien partícula o bien onda; por cierto; un prejuicio 7rmemente
establecido en la mente de todo el mundo. De 8ec8o la mec6nica de
0eBton se 8abía desarrollado tomando en cuenta las partículas;
mientras =ue el electromagnetismo de Aa>Bell las ondas. 0o e>istía;
ni se concebía entonces; una teoría para entes =ue !ueran tanto lo
uno como lo otro. on ello Einstein se adelantó a sus colegas.
e encuentra uno a8ora ante una situación aparentemente
paradójica en la cual parece =ue la naturale<a de la radiación
electromagn,tica es tal =ue dos comportamientos irreconciliables; el
8/16/2019 Einstein y los fotones.doc
http://slidepdf.com/reader/full/einstein-y-los-fotonesdoc 19/21
1
ondulatorio el corpuscular; se aplican a di!erentes dominios. En
ciertas condiciones e>perimentales la radiación se comporta #o!o si
$uera una onda; mientras =ue en otras condiciones e>perimentales
se comporta #o!o si $uera una partícula. )sí; para los !enómenos
macroscópicos de reKe>ión; re!racción; inter!erencia; di!racción la
radiación se comporta como si !uera onda; mientras =ue para otros
!enómenos; microscópicos; en =ue se ven involucradas interacciones
entre la radiación los 6tomos de sustancias; la radiación se
comporta como si !uera un corpsculo. Ma lu< es entonces de
naturale<a dual.
En el mismo ao de 14%4 Einstein presentó este ltimo trabajoen un congreso =ue se llevó a cabo en al<burgo; )ustria; el primero
al =ue asistió. )l terminar Einstein de presentar sus conclusiones
PlancN; como director de debates; 8i<o uso de la palabra. on valor
o7cial; por ser la gran autoridad de la !ísica; PlancN negó su
aprobación a la 8ipótesis de los cuanta de lu<. 0o obstante; =uedó
patente pblicamente la alta consideración =ue PlancN tributó al
joven Einstein. Ma ponencia de Einstein ante el !oro de cientí7cos la
respuesta de PlancN !ueron una demostración de un duelo entre
caballeros. Einstein !ue recibido; a la vista de todos; entre los
primeros !ísicos del momento.
Einstein a estaba destacando de una manera mu singular.
0o se le podía medir con criterios normales. Cabía puesto en marc8a
]8acía a cuatro aos] el derrumbamiento de la imagen =ue del
mundo a nuestro alrededor se tenía en la !ísica. Pero en contraste
con las revoluciones políticas =ue arman muc8o ruido; esta
subversión cientí7ca llegó mu silenciosa. Pocos !ísicos =ue
escuc8aron a Einstein en al<burgo se dieron cuenta de =ue estaban
en medio de una revolución.
8/16/2019 Einstein y los fotones.doc
http://slidepdf.com/reader/full/einstein-y-los-fotonesdoc 20/21
1
Conclusión
)ctualmente se cree comprender teóricamente la naturale<a
!undamental del !otón. El modelo est6ndar predice =ue el !otón es un
bosón de gauge de spin 1; sin masa ni carga; =ue media la interacción
electromagn,tica =ue resulta de la simetría gauge local F(1". in
embargo; los !ísicos continan buscando discrepancias entre los
e>perimentos las predicciones del modelo est6ndar; buscando nuevas
posibilidades para la !ísica m6s all6 del modelo est6ndar. En particular;
8a cotas de maor precisión en los e>perimentos para los límites
superiores para una 8ipot,tica carga masa del !otón.
e 8a investigado muc8o las posibles aplicaciones de los !otones
en óptica cu6ntica. Mos !otones parecen adecuados como elementos de
un ordenador cu6ntico; el entrela<amiento cu6ntico de los !otones es
un campo de investigación. Utra 6rea de investigación activa son
los procesos ópticos no lineales; con tópicos tales como la absorción de
dos !otones; auto modulación de !ases los osciladores ópticos
parametri<ados. @inalmente; los !otones son esenciales en algunos
aspectos de la comunicación óptica; especialmente en criptogra!ía
cu6ntica.
8/16/2019 Einstein y los fotones.doc
http://slidepdf.com/reader/full/einstein-y-los-fotonesdoc 21/21
<eerencias =iblio+rfcas
• 8ttp#^^es.BiNipedia.org^BiNi^@ot_&_O&n • 8ttp#^^BBB.portalplanetasedna.com.ar^!otoelectrico.8tm