1. Si la luz era una onda se presentaría un comportamiento similar al que vemos en el agua; se imaginan dos placas solidas, la primera con una ranura en el centro y la siguiente con dos paralelas. Si agitamos el agua se producen ondas que se propagaran sobre el agua hasta atravesar a la primera placa sin inconveniente y posteriormente la segunda produciéndose ondas que se interceptaran entre si desde las dos ranuras.
Si se observan los puntos de intersección de una imagen en la trayectoria (esto se hace mediante una pantalla fotosensible) entonces se observa un patrón de interferencia.
2. Si la luz se comporta como una partícula entonces atravesara las ranuras y se observara en la pantalla un patron de un unico pico.
Si repetimos el experimento ahora disparando muchos electrones (partículas de materia), vemos que se genera un patrón de interferencia, pero ¿cómo es posible?, los científicos pensaron que los electrones chocaban entre sí, así que repitieron el experimento ahora disparando electrones uno por uno, sin embargo el patrón de interferencia volvió a presentarse. Asombrados decidieron observar a las partículas justo antes de pasar por las dos rendijas, pero algo extraño ocurrió, el patrón de interferencia desapareció y en su lugar se formaron dos líneas solamente, es decir, el electrón se comportó como materia esta vez.
El resultado fue que la luz posee una naturaleza onda-partícula ; sin embargo lo más asombroso era observar como esta cambiaba su naturaleza dependiendo si se encuentra en un intervalo de su trayectoria o si esta incidiendo sobre la materia.
La partícula fundamental de las manifestaciones cuánticas del fenómeno electromagnético se conoce como Foton. Es la partícula portadora de todas las formas de radiación electromagnética; La luz visible tiene sólo una longitud de onda de entre cuarenta y ochenta millonésimas de
centímetro. Las ondas con todavía menores longitudes se conocen como radiación ultravioleta, rayos X y rayos gamma.
PROPIEDADES DEL FOTON
- No tiene masa
- Viaja con una velocidad constante c
- Se comporta como una onda en fenómenos como la refracción , sin embargo se comporta como una partícula cuando interacciona con la materia para transferir una cantidad fija de energía.
- Vida media estable
- No tiene antipartícula
- Tiene carga eléctrica y colora nula
Einstein en 1905 basándose en el trabajo de Planck propuso que la energía E relacionada con un foton es
E = hF = hc/ λ
En 1917 einstein fue mas allá, y a cada foton le asigno un momento lineal de magnitud
p = h/λ
En las ecuaciones anteriores F y λ son respectivamente, la frecuencia y la longitud de onda de la luz incidente, h es la constante de planck.
h = 6.626 x 10- 34 j.s
Sabemos que la corriente eléctrica es el movimiento de electrones, siendo éstos portadores de cargas eléctricas negativas. Cuando los electrones se mueven, se origina una corriente eléctrica. La corriente es igual al número de cargas en movimiento entre un intérvalo de tiempo.
i = d(Q)/dt
i: Es la corriente electrica
Q: Es la carga eléctrica que atraviesa el área transversal de un conductor.
d/dt: Variación de cargas eléctricas respecto del tiempo. Siendo entonces la intensidad la pendiente de dicha variacion.
Cuando el fotón choca con un electrón de un átomo de la lámina metálica, desaparece y cede toda su energía al electrón, expulsándolo hacia otro átomo. Esta expulsión electrónica es precisamente la corriente eléctrica.
Como el fotón desaparece durante la colisión, se hace fácil comprender que la energía de movimiento absorbida por el electrón depende de un solo fotón. Esto nos indica que la electricidad resultante no depende de la intensidad de la luz, sino más bien de la energía que porta el fotón.
E = hF
Si producimos una diferencia de potencial adecuada entre el emisor y el receptor, podemos recoger los electrones lanzados y medirlos como una corriente fotoeléctrica i en el circuito externo.
BIBLIOGRAFIA
Química Raymond Chang 10ma Edición
A hombros de gigantes - Stephen Hawking
http://bibliotecadigital.ilce.edu.mx/sites/ciencia/volumen1/ciencia2/19/htm/sec_12.htm
http://curiosidades.batanga.com/4619/que-es-el-efecto-fotoelectrico
Historia del Tiempo - Stephen Hawking
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