1 00:00:07,089 --> 00:00:10,949 En este vídeo vamos a hablar sobre la dualidad onda-partícula de la luz, 2 00:00:11,929 --> 00:00:15,150 en concreto sobre el efecto fotoeléctrico y cuándo fue descubierto. 3 00:00:16,370 --> 00:00:19,730 Para hacernos una idea, aquí tenemos una línea de tiempo 4 00:00:19,730 --> 00:00:24,309 y vamos a señalar el contexto científico de la época. 5 00:00:24,550 --> 00:00:34,399 Por aquí, en 1687, Newton publicó su libro 6 00:00:34,399 --> 00:00:40,500 que se conoce popularmente como Principia, donde describía las leyes de Newton. 7 00:00:40,960 --> 00:00:46,619 Newton se hizo muy famoso con este libro y entonces fue uno de los grandes referentes. 8 00:00:47,920 --> 00:00:55,740 Muy poquito después, un científico llamado Huygens, aquí en 1690, 9 00:00:59,549 --> 00:01:02,009 Huygens dijo que la luz era una onda. 10 00:01:03,450 --> 00:01:05,069 Entonces vamos a poner aquí onda. 11 00:01:05,069 --> 00:01:24,840 Que más adelante fue la teoría más aceptada, pero resulta que justo en 1700, Newton, que era muy famoso, dijo que la luz era un corpúsculo. 12 00:01:30,430 --> 00:01:32,930 Entonces aquí vamos a poner partícula. 13 00:01:32,930 --> 00:01:57,480 Y resulta que, como Newton era muy famoso, fue la teoría más aceptada hasta que Young, en 1801, hizo el experimento de la doble rendija y se observó un patrón de interferencia. 14 00:01:58,280 --> 00:02:04,799 Todo el siglo XVIII se pensó que la luz era un corpúsculo, gracias a que Newton era tan famoso. 15 00:02:04,799 --> 00:02:13,659 Después, en el siglo XIX, todo el mundo pensó que la luz era una partícula, perdón, una onda 16 00:02:13,659 --> 00:02:18,159 porque ya habíamos descubierto el experimento de la doble rendija, entonces ahora era una onda 17 00:02:19,300 --> 00:02:32,680 Hasta llegar a 1905, en el que Einstein dio una explicación al efecto fotoeléctrico 18 00:02:32,680 --> 00:02:39,780 entonces vamos a hablar ahora del efecto fotoeléctrico y entonces aquí la luz pasó a ser ambas cosas 19 00:02:39,780 --> 00:02:44,860 tanto una onda como una partícula, una onda tenía que ser porque ya se había demostrado 20 00:02:44,860 --> 00:02:46,719 esta fue una demostración 21 00:02:46,719 --> 00:02:55,740 pero Einstein dio una explicación a un fenómeno que solamente se podía comprobar si la luz era una partícula 22 00:02:55,740 --> 00:03:01,139 por lo tanto esto fue una demostración de un fenómeno que se había descubierto poco antes en 1902 23 00:03:01,139 --> 00:03:07,039 Pues vamos a hablar entonces de este fenómeno conocido como el efecto fotoeléctrico 24 00:03:07,039 --> 00:03:11,860 La primera vez que se vio, lo vio un científico llamado Hertz 25 00:03:11,860 --> 00:03:18,550 Que observó que las partículas se descargaban 26 00:03:18,550 --> 00:03:24,930 Simplemente por estar en el vacío y se descargaban más deprisa si recibían luz ultravioleta 27 00:03:24,930 --> 00:03:27,389 Esto fue un fenómeno muy cualitativo 28 00:03:27,389 --> 00:03:36,189 Pero entonces un colaborador suyo, Lennart, hizo un experimento con la siguiente distribución 29 00:03:36,189 --> 00:03:47,069 tenía un tubo de rayos catódicos en el que había abierto una ventana esta 30 00:03:47,069 --> 00:03:53,569 ventana era una ventana de cuarzo no quitaba el vacío del interior del tubo y 31 00:03:53,569 --> 00:04:02,099 colocaba colocó aquí dos láminas metálicas estas láminas 32 00:04:02,099 --> 00:04:07,199 metálicas las conectó a través de un amperímetro 33 00:04:07,199 --> 00:04:18,899 y con una pila y esta pila le podíamos cambiar el potencial lo que 34 00:04:18,899 --> 00:04:26,420 hizo a continuación fue lanzar luz de diferentes frecuencias a través de la 35 00:04:26,420 --> 00:04:31,639 ventana de cuarzo de manera que incidiesen sobre una lámina metálica lo 36 00:04:31,639 --> 00:04:37,560 que se descubrió más tarde es que esto arrancaba electrones 37 00:04:37,560 --> 00:04:43,240 que salían hacia allá esto en realidad se había descubierto ya lo había descubierto thompson 38 00:04:43,240 --> 00:04:47,699 cuando descubrió el electrón lo que se descubrió es que dependía de qué tipo de luz lanzarse nos 39 00:04:47,699 --> 00:04:54,779 estos electrones que les llamamos fotoelectrones tienen un cierto comportamiento en el que generan 40 00:04:54,779 --> 00:05:02,100 una corriente este este esta pila de potencial variable lo que nos sirve es para ver si podemos 41 00:05:02,100 --> 00:05:07,420 frenar este movimiento de electrones estableciendo una diferencia de potencial entre estas dos 42 00:05:07,420 --> 00:05:23,209 placas. Pues bien, lo que se esperaban cuando hicieron este experimento es que si pintamos 43 00:05:23,209 --> 00:05:31,990 una gráfica del potencial que yo doy con la pila y la intensidad que yo mido en el 44 00:05:31,990 --> 00:05:40,709 amperímetro, cuando yo haga un experimento con una cierta intensidad luminosa, yo esperaría 45 00:05:40,709 --> 00:05:52,699 que la intensidad fuese creciendo hasta un valor de saturación y si lo hago con otra cierta 46 00:05:52,699 --> 00:06:03,319 intensidad luminosa mayor lo que yo esperaría es que el valor de saturación creciese y 2 es 47 00:06:03,319 --> 00:06:09,620 grande comparada con y 1 también observamos que el cierto potencial que yo tengo que hacer para 48 00:06:09,620 --> 00:06:18,240 frenar estos electrones esperaban que fuese mayor si crecía la intensidad pues bien esto es lo 49 00:06:18,240 --> 00:06:29,970 esperado que fue lo que encontraron en realidad pues bien lo que encontraron en realidad fue lo 50 00:06:29,970 --> 00:06:44,709 siguiente cuando midieron voltaje contra intensidad vieron que si lanzaban luz vamos a poner un poco 51 00:06:44,709 --> 00:06:56,449 más de negativo hacia acá vieron que si lanzaban luz ultravioleta pero de poca energía que la 52 00:06:56,449 --> 00:07:07,639 pintamos roja, lo que veían es que con poca intensidad y sub 1, que es la pequeña, tenían 53 00:07:07,639 --> 00:07:18,120 esto, pero si subían la intensidad no cambiaban el potencial de frenado y sub 2. Vieron que 54 00:07:18,120 --> 00:07:26,870 este efecto que se esperaban encontrar no ocurría. Pero hicieron otra cosa más y es 55 00:07:26,870 --> 00:07:32,589 cambiar el tipo de luz a una más energética, es decir, con una longitud de onda menor. 56 00:07:32,949 --> 00:07:45,310 y lo que vieron es que cuando la longitud de onda era menor se conseguía el mismo valor de 57 00:07:45,310 --> 00:07:53,959 saturación y si ponían la misma intensidad que 2 se conseguía la misma intensidad que saturación 58 00:07:55,759 --> 00:08:02,379 pero cambiaba el potencial de frenado y el potencial de frenado sí que dependía de la 59 00:08:02,379 --> 00:08:09,759 frecuencia de la luz esto no tenía ningún tipo de sentido con lo que se había visto hasta el 60 00:08:09,759 --> 00:08:32,840 entonces había dos fallos, que el potencial de frenado no dependía de la intensidad luminosa, esta ahí es intensidad luminosa, intensidad lumínica o luminosa 61 00:08:32,840 --> 00:08:51,320 y también observaron que el potencial de frenado sí dependía, sí depende, de la longitud de onda o de la frecuencia de la luz incidente. 62 00:08:51,940 --> 00:09:03,120 Observar otra cosa que no se representa en estas gráficas, que es que esta corriente que se establece es aproximadamente instantánea. 63 00:09:03,120 --> 00:09:11,320 en realidad se ha llegado a medir que el tiempo que tarda en aparecer 64 00:09:11,320 --> 00:09:16,399 que tardan en aparecer electrones desde que iluminamos es más pequeño que 10 a la menos 9 segundos 65 00:09:16,399 --> 00:09:22,600 y si se hacen los cálculos adecuados con física clásica con la que se conocía hasta el momento 66 00:09:22,600 --> 00:09:32,299 hasta 1905 debería tardar alrededor de un minuto 67 00:09:32,299 --> 00:09:38,399 con una serie de asunciones que en realidad no son adecuadas 68 00:09:38,399 --> 00:09:42,679 con lo cual debería tardar bastante más que un minuto en empezar a emitir electrones. 69 00:09:43,620 --> 00:09:49,960 Estas tres incongruencias no se pudieron explicar en 1902 cuando Lennar hizo este experimento 70 00:09:49,960 --> 00:09:54,440 y fue Einstein en 1905 con su artículo sobre el efecto fotoeléctrico 71 00:09:54,440 --> 00:10:10,809 basándose en teorías de la época como la teoría de Planck para la radiación del cuerpo negro 72 00:10:10,809 --> 00:10:16,470 que consiguieron explicar por qué ocurría este fenómeno de esta manera.