Existe el foton?

[cazarecompensas]

hola,soy practicamente nuevo aqui, no he posteado mucho,
lo q queria saber es si las particulas como el foton o el electron existen o son modelos explicativos para ordenar nuestras experiencias cognitivas.?
q experimentos demuestran su existencia?

saludos.

[pod]

Esta es una pregunta más filosófica que científica. Si tenemos una teoría que contiene ciertas entidades que se comportan de determinada manera, y utilizamos esa teoría para realizar predicciones que resulta que se cumplen todas, sin excepción conocida, ¿significa eso que que las "entidades" de la teoría existen? ¿O son sólo herramientas que usamos para predecir resultados? ¿Existe diferencia entre las dos cosas? ¿Qué significa existir?

Lo único que podemos decir es que las mejores teorías que tenemos hoy en día, que jamás han dejado de predecir correctamente ningún experimento de los que se ha podido realizar, utilizan como piezas fundamentales del puzzle ciertos campos cuánticos. Y esos campos pueden tener excitaciones que, en determinadas circunstancias, se pueden interpretar como partículas. Como digo, hasta la fecha, esto jamás ha fallado ningún experimento; y de hecho ha servido para predecir "cosas nuevas" (el bosón de Higgs es un ejemplo recienta). Decir que esto significa que los campos y las partículas "existen" va más allá de la ciencia; la ciencia sólo puede tratar con lo observable. Y lo que observamos es que los experimentos funcionan.

[cazarecompensas]

Esta es una pregunta más filosófica que científica. Si tenemos una teoría que contiene ciertas entidades que se comportan de determinada manera, y utilizamos esa teoría para realizar predicciones que resulta que se cumplen todas, sin excepción conocida, ¿significa eso que que las "entidades" de la teoría existen? ¿O son sólo herramientas que usamos para predecir resultados? ¿Existe diferencia entre las dos cosas? ¿Qué significa existir?

Lo único que podemos decir es que las mejores teorías que tenemos hoy en día, que jamás han dejado de predecir correctamente ningún experimento de los que se ha podido realizar, utilizan como piezas fundamentales del puzzle ciertos campos cuánticos. Y esos campos pueden tener excitaciones que, en determinadas circunstancias, se pueden interpretar como partículas. Como digo, hasta la fecha, esto jamás ha fallado ningún experimento; y de hecho ha servido para predecir "cosas nuevas" (el bosón de Higgs es un ejemplo recienta). Decir que esto significa que los campos y las partículas "existen" va más allá de la ciencia; la ciencia sólo puede tratar con lo observable. Y lo que observamos es que los experimentos funcionan.

hola pod gracias por responder,
si, tengo una idea de filosofia mas q de fisica.mi conocimiento en fisica es solo un poco de divulgacion.
mi pregunta es como saben q el foton existe?o sea en q se diferencia entre ver una taza y comprobar su existencia a conocer la existencia de un foton?
como saben q hay un foton ahi?hay algun experimento q puedas pasarme o algun sitio o respuesta sobre el tema q sea asequible a mi poco entendimiento q tengo sobre la materia?

gracias.

[javisot20]

"El efecto Compton fue estudiado por el físico Arthur Compton en 1923, quien pudo explicarlo utilizando la noción cuántica de la radiación electromagnética como cuantos de energía y la mecánica relativista de Einstein. El efecto Compton constituyó la demostración final de la naturaleza cuántica de la luz tras los estudios de Planck sobre el cuerpo negro y la explicación de Albert Einstein del efecto fotoeléctrico."

[pod]

hola pod gracias por responder,
si, tengo una idea de filosofia mas q de fisica.mi conocimiento en fisica es solo un poco de divulgacion.
mi pregunta es como saben q el foton existe?o sea en q se diferencia entre ver una taza y comprobar su existencia a conocer la existencia de un foton?
como saben q hay un foton ahi?hay algun experimento q puedas pasarme o algun sitio o respuesta sobre el tema q sea asequible a mi poco entendimiento q tengo sobre la materia?

gracias.

Experimentos cuya explicación se basa en que existe una partícula llamada fotón hay muchísimos. Javisot te ha citado unos cuantos que históricamente fueron importantes. Experimentos que se explican con la electrodinámica cuántica (donde lo que tenemos es el campo electromagnético, cuyas excitaciones se pueden considerar -en ciertas condiciones- partículas llamadas fotones) los hay todavía más.

Ahora bien, sigue aplicando lo que dije en el primer mensaje: hasta qué punto el hecho de que la teoría funcione experimentalmente implica la existencia de sus entes teóricos... eso es una cuestión que ya queda fuera de la ciencia.

[cazarecompensas]

"El efecto Compton fue estudiado por el físico Arthur Compton en 1923, quien pudo explicarlo utilizando la noción cuántica de la radiación electromagnética como cuantos de energía y la mecánica relativista de Einstein. El efecto Compton constituyó la demostración final de la naturaleza cuántica de la luz tras los estudios de Planck sobre el cuerpo negro y la explicación de Albert Einstein del efecto fotoeléctrico."

se agradece la informacion,en cuanto tenga tiempo le echare una ojeada al expermiento

[cazarecompensas]

Experimentos cuya explicación se basa en que existe una partícula llamada fotón hay muchísimos. Javisot te ha citado unos cuantos que históricamente fueron importantes. Experimentos que se explican con la electrodinámica cuántica (donde lo que tenemos es el campo electromagnético, cuyas excitaciones se pueden considerar -en ciertas condiciones- partículas llamadas fotones) los hay todavía más.

Ahora bien, sigue aplicando lo que dije en el primer mensaje: hasta qué punto el hecho de que la teoría funcione experimentalmente implica la existencia de sus entes teóricos... eso es una cuestión que ya queda fuera de la ciencia.

ok,pero en los experimentos como saben q hay un foton ahi?
lo pregunto porq a mi me dijieron q uno puede dudar del foton,pero q eso implicaria no poder predecir y conocer el fenomeno de la vision por ejemplo.
me dijieron q para saber q hay un foton uno tiene q bombardear una placa de metal,y si sube la temperatura es porq reacciono a un foton.

[Julián]

ok,pero en los experimentos como saben q hay un foton ahi?

Es simple la respuesta. Por que se midió un fotón. Toda medición es una interacción entre el sistema (en este caso sería radiación) y un instrumento de medida. Si vamos modificando los parámetros del sistema, en este caso la radiación, observaremos que la interacción se da entre cuantos y no en forma continua.

[carroza]

Hola. Entiendo que cazarecompensas tiene un nivel muy básico en física. Por tanto, tenemos el reto los demás de contestar usando argumentos entendibles a su nivel.

Voy a intentar empezar con conceptos muy básicos:

1) ¿Por qué el aire existe? Porque lo notamos en nuestra piel, o sea que lo percibimos directamente nuestros sentidos.

2) El aire está hecho de átomos (oxígeno, nitrógeno). Esto no lo percibimos directamente, pero sí que nos creemos que, desde Dalton en adelante, mucha gente ha hecho experimentos para comprobarlo. Además, como desde pequeños vemos dibujos de átomos en los libros de primaria, nos resultan muy familiares.

3) Si la pregunta fuera "cómo saben que hay átomos en el aire", la respuesta corta sería decir "porque todos los experimentos que hacemos con el aire son consistentes con el hecho de que el aire está hecho de átomos". Sin embargo, es muy poco probable que nadie, en el siglo XXI, se haga esa pregunta, aunque debería ser muy común en el siglo XIX.

4) ¿Por qué la luz existe? Porque la vemos con nuestros ojos, o sea que la percibimos directamente con nuestros sentidos.

5) La luz está hecha de fotones. Esta frase, simple y lapidaria, debe ser matizada en una discusión a nivel más alto, pero a efectos de esta discusión básica es suficientemente correcta. De nuevo, esto no lo percibimos directamente, pero hay toda una serie de experimentos que lo muestran con todo lujo de detalles, Algunos los habeis mencionado. No obstante, afortunadamente, en los libros de primaria no ponen dibujos de fotones, por lo que no es un concepto con el que estemos familiarizados desde pequeños.

6) A la pregunta de cazarecompensas "como saben que hay fotones (en la luz)", la respuesta corta, de nuevo, es "porque muchos (no todos) de los experimentos que hacemos con la luz son consistentes con que la luz está hecha de fotones". Y es prefectamente entendible de cazarecompensas, y otros estudiantes curiosos del siglo XXI,se planteen esta pregunta.

Saludos

[javisot20]

Para una respuesta no muy compleja y que pueda satisfacer a cazarecompensas podríamos hacer según lo que dijo Carroza 2 porques's, me explico,

1- ¿ por qué saben que hay fotones (en la luz) ?

R= porque muchos (no todos) los experimentos que hacemos con la luz son consistentes con que la luz está hecha de fotones.


2- ¿ por qué muchos (no todos) los experimentos que hacemos con la luz son consistentes con que la luz está hecha de fotones ?

R=....(la correspondiente respuesta)




Se puede ir más lejos que 2 porques's, pero solo con la primera frase de Carroza y una especificación más diría que es suficiente para tener algo en lo que apoyarse sin entrar en cosas que requieren estudios específicos.

[Alancitus2]

Hola. Entiendo que cazarecompensas tiene un nivel muy básico en física. Por tanto, tenemos el reto los demás de contestar usando argumentos entendibles a su nivel.

Voy a intentar empezar con conceptos muy básicos:

1) ¿Por qué el aire existe? Porque lo notamos en nuestra piel, o sea que lo percibimos directamente nuestros sentidos.

2) El aire está hecho de átomos (oxígeno, nitrógeno). Esto no lo percibimos directamente, pero sí que nos creemos que, desde Dalton en adelante, mucha gente ha hecho experimentos para comprobarlo. Además, como desde pequeños vemos dibujos de átomos en los libros de primaria, nos resultan muy familiares.

3) Si la pregunta fuera "cómo saben que hay átomos en el aire", la respuesta corta sería decir "porque todos los experimentos que hacemos con el aire son consistentes con el hecho de que el aire está hecho de átomos". Sin embargo, es muy poco probable que nadie, en el siglo XXI, se haga esa pregunta, aunque debería ser muy común en el siglo XIX.

4) ¿Por qué la luz existe? Porque la vemos con nuestros ojos, o sea que la percibimos directamente con nuestros sentidos.

5) La luz está hecha de fotones. Esta frase, simple y lapidaria, debe ser matizada en una discusión a nivel más alto, pero a efectos de esta discusión básica es suficientemente correcta. De nuevo, esto no lo percibimos directamente, pero hay toda una serie de experimentos que lo muestran con todo lujo de detalles, Algunos los habeis mencionado. No obstante, afortunadamente, en los libros de primaria no ponen dibujos de fotones, por lo que no es un concepto con el que estemos familiarizados desde pequeños.

6) A la pregunta de cazarecompensas "como saben que hay fotones (en la luz)", la respuesta corta, de nuevo, es "porque muchos (no todos) de los experimentos que hacemos con la luz son consistentes con que la luz está hecha de fotones". Y es prefectamente entendible de cazarecompensas, y otros estudiantes curiosos del siglo XXI,se planteen esta pregunta.

Saludos

hola,
quisiera saber si podrias pasarme algunos experimentos.sobre el tema?
llendo al grano,el aire existe porq lo notamos en nuestros sentidos.
y el foton por que existe?
creo q ernst mach dudaba de todo lo q haya a escala atomica:
https://es.wikipedia.org/wiki/Ernst_Mach

[carroza]

Voy a reiterar el argumento, para tratar de separar filosofía (epistemología, en este caso) y física. Thenemos tres afirmaciones, que a priori podrían ser verdaderas o falsas:

A) La luz existe.
B) La luz está hecha de fotones.
C) Los fotones existen.

A) Podemos considerarla evidente, ya que la luz la captamos con los sentidos. Habrá quien cuestione A, pero desde luego este no es el foro para discutirlo.

B) Esta es una afirmación no evidente, y cae de lleno dentro de la física y de este foro.

C) Si se cumplen A) y B), entonces C) es verdadera. Espero que este silogismo resulte evidente, pero si alguien lo cuestiona, de nuevo este no es el foro para discutirlo.

Yo esperaría que los participantes en este hilo, cazarecompensas incluido, estén de acuerdo en lo anterior. Si este es el caso, podemos centrarnos en argumentar B). Yo particularmente, esperaría a que acordemos esto, antes de entrar en una discusión sobre B).

Saludos

[cazarecompensas]

Voy a reiterar el argumento, para tratar de separar filosofía (epistemología, en este caso) y física. Thenemos tres afirmaciones, que a priori podrían ser verdaderas o falsas:

A) La luz existe.
B) La luz está hecha de fotones.
C) Los fotones existen.

A) Podemos considerarla evidente, ya que la luz la captamos con los sentidos. Habrá quien cuestione A, pero desde luego este no es el foro para discutirlo.

B) Esta es una afirmación no evidente, y cae de lleno dentro de la física y de este foro.

C) Si se cumplen A) y B), entonces C) es verdadera. Espero que este silogismo resulte evidente, pero si alguien lo cuestiona, de nuevo este no es el foro para discutirlo.

Yo esperaría que los participantes en este hilo, cazarecompensas incluido, estén de acuerdo en lo anterior. Si este es el caso, podemos centrarnos en argumentar B). Yo particularmente, esperaría a que acordemos esto, antes de entrar en una discusión sobre B).

Saludos

si,estoy de acuerdo

[carroza]

Ok, rematemos este tema. Para responder "Existe el fotón", tenemos que justificar la afirmación "La luz está hecha de fotones". Esencialmente, Javisot en el #4 ya lo ha indicado, pero recapitulo:

1) En el siglo XIX se consideraba la luz como un campo electromagnético. Son las ecuaciones de Maxwell. No se hablaba de fotones.

2) En 1900, Planck, para explicar el espectro (básicamente el color) de la luz en equilibrio con un cuerpo negro a una temperatura dada, tuvo que introducir los cuantos: La luz aparecía en ciertos paquetes de energía, de valor $h \nu$.

3) En 1905, Einstein, para explicar el efecto fotoeléctrico (básicamente, por qué cierto tipo de luz arrancaba electrones de cierta energía, y otra no, por muy intensa que fuera), aplicó la idea de Planck, en la que esos "paquetes" de energía eran los que se cedían a los electrones.

4) En 1923, Compton explicó la dispersión de la luz por los electrones, considerando partículas de luz, con un momento y una energía determinada. No sé si Compton fue el primero en hablar de fotones, pero para enctonces el concepto estaba plenamente consolidado.

5) Entre 1940 y 1950 se desarrolló la Electrodinámica cuántica, QED, que es una teoría en la que los fotones surgen naturalmente de la cuantización del campo electromagnético. Básicamente, se conciliaban las ecuaciones de maxwell con la presencia de los fotones, y todo sale de una teoría cuántica del campo electromagnético.

6) A partir de 1960, se desarrollan sistemas de detección (tubos fotomultiplicadores), que actualmente tienen la capacidad de detectar fotones individuales. Mira, por ejemplo, https://en.wikipedia.org/wiki/Photon_counting

Así que ahora no hay ninguna duda, ni teórica, ni experimental, ni conceptual, de que los fotones existen.

saludos