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LUZ, DUALIDAD ONDA-PARTICULA.

En 1887 Heinrich Hertz observo que en su experimento de producción y recepción de ondas noto que la chispa se generaba con mayor facilidad si se fijaba sobre el sistema un haz de luz ultravioleta. Hertz se limito a publicar su descubrimiento pero no fue sino hasta 1905 que Albert Einstein dio una explicación a este fenómeno, basándose en la idea de Max Planck sobre la cuantización de la energía. Einstein dijo que la luz también se comportaba como partícula, retomando la teoría corpuscular de la luz y fusionándola con la teoría ondulatoria.

Radiación del cuerpo negro

El cuerpo negro es un objeto ideal que absorbe toda la luz dirigida hacia él, tiene también la propiedad de emitir energía a diferentes temperaturas. Se hicieron experimentos para obtener el valor de la longitud de onda a distintas temperaturas, los resultados experimentales no se podían explicar con las bases físicas que se tenían hasta el momento. Este problema se resolvió cuando Max Planck dijo que la radiación electromagnética se llevaba a acabo en pequeños paquetes de energía. Con este concepto, en el que la energía no es continua sino que tiene niveles, Planck consiguió un planteamiento matemático que logro simular los resultados experimentales.

Teoría ondulatoria

Las primeras teorías sobre la naturaleza de la luz la describían como partículas siendo Isaac Newton el primero en desarrollar esta idea. Luego de algunos experimentos con la luz se llego a la conclusión de que era una onda. Para la teoría ondulatoria, la luz se manifiesta como un campo eléctrico y un campo magnético variables en el tiempo. Tiene fenómenos como la interferencia, difracción y polarización. Estas propiedades no explicaban por que al acercar el haz de luz al experimento de Hertz se producía con mayor facilidad la chispa.

Dualidad

Para explicar el efecto fotoeléctrico, Einstein postulo la idea de que la luz no solo tiene propiedades ondulatorias sino también tiene propiedades corpusculares al momento de reaccionar con la materia. Entonces se definió el concepto de fotón, el cual es una partícula sin masa que viaja a la velocidad de la luz y hace parte de las ondas electromagnéticas. Estas partículas se generan por cambios de niveles de energía en átomos y moléculas, también al acelerar una partícula y cuando se aniquila una partícula con su antipartícula.

La luz se comporta como onda en fenómenos como la difracción y la interferencia, pero se comporta como partícula cuando interacciona con la materia.