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Ideas y Experimentos en Fsica Moderna

El fotn.

Es una partcula que no tiene carga, ni tampoco masa , que transporta la energa electromagntica. La luz visible, por ejemplo, es un flujo de fotones de diferentes calidades (frecuencias). La luz azul tieneuna determinada frecuencia, la luz roja tiene otra frecuencia, etc. La velocidad con que se desplaza un fotn en el espacio vaco es aproximadamente 300 mil kilmetros por segundo y hasta el momento, es la velocidad mxima con que se puede transmitir una informacin.

A fines del siglo IXX el concepto de fotn no exista y los experimentos y conocimientos de la poca haban cimentado la idea que la luz era una onda (onda electromagntica). Muchos fenmenos naturales pueden ser explicados considerando las propiedades ondulatorias de la luz pero, alrededor de 1895, se llevaron a cabo experimentos que no pudieron ser explicados de acuerdo con las ideas ondulatorias.

Experimento de radiacin de Cuerpo Negro. La forma de curva de emisin de radiacin de un cuerpo a temperatura T no pudo ser explicada en base a las ideas clsicas. Max Planck se di cuenta que para explicar los experimentos se deba aceptar que el intercambio de energa entre el campo de radiacin en equilibrio con la cavidad que la contena, deba realizarse en paquetes discretos, cuyo tamao deba ser proporcional a la frecuencia de la radiacin. La constante de proporcionalidad la dedujo Planck exigiendo que las predicciones de su teora coincidieran con los datos experimentales.

Efecto fotoelctrico e interpretacin de Einstein. Los experimentos realizados haciendo incidir luz sobre una superficie limpia de un metal, indicaban que cuando la frecuencia de la luz incidente sobrepasaba cierto valor mnimo (caracterstico del metal utilizado) electrones son liberados de la placametlica y si la frecuencia aumenta ms, los electrones liberados tienen mayor energa. Einstein expliceste experimento suponiendo que la radiacin que incida sobre la placa no era otra cosa que un flujo de partculas cuya energa es la que le haba asignado Planck a los paquetes que se intercambiaban en elexperimento de radiacin de cuerpo negro entre el cuerpo caliente y la radiacin en equilibrio con l.