El efecto fotoeléctrico
* El experimento: Brilla la luz sobre una superficie de metal. Si la luz tiene suficiente energía, los electrones son expulsados del metal.
* El problema: La teoría de las olas clásicas predijo que la intensidad de la luz debe determinar cuántos electrones se expulsan, y que cualquier frecuencia de luz eventualmente debería poder expulsar electrones.
* Einstein's Solution (1905): La luz se comporta como si estuviera hecha de pequeños paquetes de energía llamados fotones. La energía de un fotón es proporcional a la frecuencia de la luz (E =Hf, donde E es energía, H es la constante de Planck y F es frecuencia).
* Observación clave: La * frecuencia * de la luz determina si los electrones son expulsados, no la intensidad. Esto se debe a que la energía de un fotón está directamente relacionada con su frecuencia. Solo los fotones con suficiente energía para superar la "función de trabajo" del metal (la energía requerida para liberar un electrón) pueden expulsar electrones.
Otra evidencia de luz como partículas:
* Compton dispersión: Los rayos X dispersan los electrones, y las radiografías dispersas tienen una longitud de onda más larga que las radiografías incidentes. Esto puede explicarse considerando los fotones de rayos X como partículas que chocan con los electrones.
* Radiación de cuerpo negro: Este fenómeno describe la radiación electromagnética emitida por un objeto calentado. La física clásica no pudo explicar la forma del espectro del cuerpo negro, pero Planck la explicó con éxito al suponer que se cuantificó la energía de la radiación emitida, lo que significa que existía en paquetes discretos.
* Producción de par: Los fotones de alta energía pueden convertirse en un electrón y un positrón (un anti-electrones). Esto demuestra que la energía se puede convertir en materia, apoyando aún más la naturaleza de las partículas de la luz.
dualidad de partículas de onda
Es importante tener en cuenta que la luz no siempre se comporta como una corriente de partículas, ni siempre se comporta como una ola. La luz exhibe propiedades tanto en forma de partículas como en forma de onda, un concepto llamado dualidad de partículas de onda. Este es un principio fundamental en la mecánica cuántica.
Piense en ello así:
La luz es como un camaleón, cambiando su "apariencia" dependiendo de la situación. A veces actúa como una onda, a veces actúa como una partícula. No es uno u otro; Es ambos al mismo tiempo.
