Dualidad Onda-Partícula

Desde el principio se publicó el debate acerca de si la luz estaba compuesta de partículas u ondas. Luego, se encontró que la misma naturaleza dual era también una característica del electrón. En el cambio de siglo, estando bien establecida la evidencia de la descripción de la luz como onda, el efecto fotoeléctrico introdujo igualmente una firme evidencia de su naturaleza de partícula. Por otro lado cuando la hipótesis de DeBroglie y los subsiguientes experimentos de Davisson y Germer establecieron la naturaleza ondulatoria del electrón, las propiedades de partículas de los electrones estaban bien documentadas.

El Efecto Fotoeléctrico

Los detalles del efecto fotoeléctrico, entraron en contradicción directa con las expectativas de la muy bien desarrollada física clásica. La explicación marcó uno de los pasos más importantes hacia la teoría cuántica.

Los notables aspectos del efecto fotoeléctrico cuando se observó primeramente fueron: 1. Los electrones se emitían inmediatamente ¡sin retraso de tiempo! 2. El aumento de la intensidad de la luz aumentaba el número de fotoelectrones, pero ¡no su energía cinética máxima! 3. La luz roja no causa eyección de electrones, ¡no importa cual sea la intensidad! 4. Una débil luz violeta expulsa sólo unos pocos electrones, pero sus energías cinéticas máximas, ¡son mayores que las de la luz intensa de mayor longitud de onda

Efecto Fotoeléctrico

Experimento

El análisis de datos del experimento fotoeléctrico mostró que la energía de los electrones emitidos, era proporcional a la frecuencia de la luz de iluminación. Esto demostraba que lo que anulaba la salida de electrones, tenía una energía proporcional a la frecuencia de la luz. El hecho notable que la energía de expulsión fuera independiente de la energía de iluminación total, mostraba que la interacción debería ser igual que la de una partícula que diera ¡toda su energía al electrón! Esto encaja bien con la hipótesis de Planck de que la luz en el experimento de radiación de cuerpo negro, solo podía existir en paquetes discretos de energía. E = hν Ilustración y Ejemplo

Dualidad Onda-Partícula: la Luz

¿La luz son ondas o partículas? Cuando uno se centra en los diferentes tipos de fenómenos observados con luz, la proposición de una imagen de onda puede tener una base fuerte:

Interferencia

Difracción

Polarización

Al comienzo del siglo 20, la mayoría de los físicos estaban convencidos por fenómenos como los de arriba, de que la luz podría ser completamente descrita por una onda, sin necesidad de invocar una naturaleza de partícula. Pero la historia no había terminado.

Fenómeno	Puede ser explicado en términos de Ondas.	Puede ser explicado en términos de Partículas.
Reflexión
Refracción
Interferencia
Difracción
Polarización
Efecto fotoeléctrico

Los fenómenos más comúnmente observados con luz, se puede explicar como ondas. Pero el efecto fotoeléctrico sugiere una naturaleza corpuscular de la luz. Mas tarde, se encontró que los electrones también exhibían una naturaleza dual.

Efecto Fotoeléctrico

Los fenómenos más comúnmente observados con luz, se puede explicar como ondas. Pero el efecto fotoeléctrico sugiere una naturaleza corpuscular de la luz.