Otras carreras Gran inquietud de una paradoja ya solucionada

[andrecho239]

Que tal a todos.
He estado estudiando principios de mecánica cuántica y vaya que es interesante, pero he llegado a una cuestión que aún no me he podido responder. Una gran paradoja de inicios del siglo pasado fue el de si una onda puede comportarse como particula y viceversa, lo que hoy dia se llama dualidad onda-particula y viendo un poco sobre el efecto fotoelectrico veo que al radiarse una cantidad de quantums sobre un metal y si la energía de los fotones es alta entonces los electrones del metal saldrán expulados generando asi el efecto fotoelectrico, según entiendo el foton en este caso se comporta como particula, pero por ahi leí que el efecto fotoelectrico no se produce cuando el fotón se comporta como onda, saben ustedes porque??? y además, a que se debe que un fotón escoja ser onda o partícula? o siempre se dan las dos al tiempo?, la verdad no se si estoy confundido, por eso necesito una manito.

Gracias gente.

[pichorro]

Re: Gran inquietud de una paradoja ya solucionada

Hola,

te respondo a tus dos dudas.

La primera es por qué una onda no podría producir el efecto fotoeléctrico. Esto lo podrás encontrar en muchos libros de texto. Te daré un argumento. En el efecto fotoeléctrico se observa que un aumento de la intensidad de la radiación incidente NO tiene efecto alguno sobre los electrones si la frecuencia de la misma no es superior a la umbral. Por otro lado, si una onda clásica se encontrara con los electrones del metal, su intensidad sería una medida de la cantidad de energía que le transmite por unidad de tiempo, por lo que a más intensidad se esperaría más electrones arrancados. Éste es uno de los argumentos contra la visión ondulatatoria clásica de la luz y su conflico con el efecto fotoeléctrico. La solución de Einstein fue suponer que si la radiación no es clásica, sino que son fotones, más intensidad significa más fotones, pero no fotones con más energía (aunque la energía total es mayor, la de cada fotón individual es la misma, pues solamente depende de la frecuencia). De ese modo, como el proceso real que está sucediendo es choque fotón - electrón, si cada fotón no tiene una energía mínima necesaria para sacar al electrón del metal, no servirá de nada enviar más fotones (más intensidad).

Y sobre tu segunda cuestión, lo de la dualidad onda-partícula está bastante superado hoy en día. Quiero con esto decirte que no es un concepto físico real, sino una analogía que por desgracia ha pasado a los libros de física como un hecho asentado. En realidad los entes elementales que conocemos no son ni ondas clásicas ni partículas clásicas. Son otra cosa. Unos te dirán que son campos, otros que cuerdas, pero en cuanto a su comportamiento todos te dirán que en ocasiones manifiestan fenómenos que nos recuerdan a ondas clásicas de toda la vida, mientras que otras veces su interacción se asemeja a la de las párticulas clásicas. Pero no son ni una cosa ni la otra (si así fuera tu última pregunta sería una paradoja irresoluble).

Un saludo

Pichorro

[pod]

Re: Gran inquietud de una paradoja ya solucionada

El tuyo es un mal entendido habitual en este tema. No es que un electrón a veces le dé comportarse como una onda y a veces le de por comportarse como una partícula. Ni mucho menos, eso sería una chorrada.

Resulta que tenemos dos descripción que pretenden explicar como se comporta la luz. Son descripciones equivalente en realidad, podemos pasar de una a la otra. Resulta que una de las descripciones es útil para explicar unos cuantos fenómenos; mientras que la otra descripción es útil para otros fenómenos.

Pero en el fondo, que exista esta dualidad (dos teorías diferentes para lo mismo), no significa que a veces sea una y otras veces sea otra; significa que la luz es algo más complicado, existe una teoría más potente que contiene propiedades de ambas. Esta teoría se llama electrodinámica clásica cuántica.

En el caso del efecto fotoeléctrico, la descripción útil es en términos de partículas, ya que el efecto fotoeléctrico involucra la interacción de la luz con otras partículas. Las interacciones son muy sencillas de escribir entre partículas, y muy difíciles de explicar entre ondas (si elijes la descripción ondulatoria, tienes que considerar que el electrón también es una onda... lo que contaba pichorro es la forma naïve de hacerlo, e historicamente la que se hacía a finales del siglo 19, que no funcionaba por ese detalle). En cambio, para las propiedades en que sólo depende la propagación de la luz, las ondas son más útiles.

En definitiva, un fotón no escoge nada, lo que ocurre es que nosotros hemos encontrado dos explicaciones diferentes para lo mismo, y a veces una funciona mejor que la otra.

[polonio]

Re: Gran inquietud de una paradoja ya solucionada

Pero en el fondo, que exista esta dualidad (dos teorías diferentes para lo mismo), no significa que a veces sea una y otras veces sea otra; significa que la luz es algo más complicado, existe una teoría más potente que contiene propiedades de ambas. Esta teoría se llama electrodinámica clásica.

¿No será la Electrodinámica Cuántica?

(Para mí que el finde te ha dejado agotado, amigo pod.)

[pod]

Re: Gran inquietud de una paradoja ya solucionada

¿No será la Electrodinámica Cuántica?

(Para mí que el finde te ha dejado agotado, amigo pod.)

Ahhhh, si disculpad.