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Tio Petros

Einstein, annus mirabilis. Jornada 4 y última (1)

PRIMERA CHARLA DE LA MAÑANA

PEDRO PASCUAL Universidad Central, Barcelona

EINSTEIN Y LOS CUANTOS DE LUZ

En esta charla el profesor Pascual nos explica las dos contribuciones de Einstein sobre los licht quanten , como denominó a los fotones.

Por supuesto, el primero de los trabajos es el ya innumerables veces a lo largo del congreso nombrado trabajo de 1.905 sobre el efecto termoiónico que le llevó a recoger el Premio Nobel en 1.921 tras las confirmaciones del efecto Compton.

En el efecto fotoeléctrico había una mezcla de eectos, algunos de los cuales podían ser bien explicados a la luz de la teoría clásica, pero otros no.

De la primera clase eran los efectos siguientes:

1.- El número de electrones producidos es proporcional a la intensidad de la luz.

2.- La emisión de electrones es instantánea con la luz.

Pero no podían explicarse en absoluto los siguientes.

3.- Por debajo de una frecuencia umbral de luz monocromática no se producía la emisiñon de electrón alguno.

4.- La energía cinética de los electrones producidos era proporcional a la frecuencia de la luz monocromática utilizada.

Einstein postula que los cuantos de luz monocromática ceden energía a los electrones para liberarse (hoy diríamos para abandonar su órbita). Los cuantos de luz portan una energía directamente proporcional a su frecuencia (color).Por debajo de una energía (o frecuencia) mínima para hacerlo simplemente no hay electrones que se puedan liberar. Por encima de dicha energía, el resto de energía sobrante es la energía cinética que se llevará el electrón. Dado que la interacción es de un cuanto de luz con un electrón, el aumento de frecuencia (energía) del cuanto no implicará más electrones, sino electrones más energéticos, con una energía igual a la del cuanto menos la necesaria para liberarse.

La reticencia para aceptar estos resultados, que fueron catalogados por el propio Einstein como la más revolucionaria de sus ideas cinetíficas no sólo no fué inmediata, sino que tardó 16 años en llegar.

Muestra de la reticencia es una carta de recomentación para Einstein que escribió en 1.913 Max Plank, en la que se podía leer:

Que algunas veces se haya equivocado en sus especulaciones, como por ejemplo con los cuantos de luz no puede ser tenido en contra suya..."

Poco a poco la comunidad cientñifica va admitiendo la hipótesis de los cuantos de luz. Millikan por ejemplo admite que tras desperdiciar 10 años de su vida luchando contra la idea termina por aceptarla por buena.

Los estudios de Arthur Compton sobre el efecto que lleva su nombre terminarán por levantar los imodimentos a una aceptación completa, lo que provoca la concesión del premio Nobel para Einstein en 1.921

La palabra fotón sin embargo no se hará un lugar en la ciencia hasta 1.925, año en que la introducirá con fortuna Lewis.

El otro gran trabajo deEinstein sobre los cuantos de luz es de 1.927 y tiene relación con los cálculos de los coeficientes de absorción inducida y emisión espomtánea e inducida en un gas atómico radiado por luz.

Este trabajo es el gérmen de las teorías del laser y el maser, que desarrollaron Schawlow y Townes en 1958. Ninguno de los dos pensó realmente en aplicaciones prácticas del laser, tan ubicuo hoy en día."
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2 comentarios

Tio Petros -

BUeno, la verdad es que han sido cuatro días increíbles: tres ponencias por la mañana y otras tantas por la tarde, tomando notas como un loco. En el intermedio,una hamburguesa y derecho a un ciber para escribir la crónica de cada charla...
Por la noche, a completarlas. Sin embargo no te extrañará saber que he sido inmensamente feliz durante este tiempo.
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Remo -

¡Vaya hartá de escribir que te estás dando estos días! Me parecen interesantísimas todas las charlas. ¡Y está medio escalafón de los Nobel de Física! Por cierto, Nacho Cirac será Nobel de Física, atento a esta predicción.
Gran trabajo el que haces, tío Petros, y que sigo al minuto. Saludos desde CPI...
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