Young's double slit experiment || Wave-particle duality || OSAL

Summary

A finales del siglo XVII, se pensaba que la luz estaba formada por partículas microscópicas, cada una representando un color diferente. Sin embargo, en el siglo XIX, se demostró que la luz también tiene comportamiento ondulatorio, gracias al experimento de Young. Al recrear este experimento en el laboratorio, se observan patrones de interferencia, algo que solo ocurre con las ondas. Esto desmentía la teoría de las partículas. Hoy sabemos que la luz tiene una naturaleza dual: tanto de partícula como de onda, dependiendo de cómo se observe. Este descubrimiento transformó nuestra comprensión de la luz y su comportamiento.

Takeaways

• 😀 A finales del siglo XVII, se pensaba que la luz estaba compuesta por partículas diminutas, como pequeñas bolas que se movían rápidamente.
• 😀 En el siglo XIX se demostró que la luz también se comporta como una onda.
• 😀 El experimento de Young jugó un papel clave en la revolución de la comprensión de la naturaleza de la luz.
• 😀 Para realizar el experimento, se necesitan dos fuentes de luz, que deben ser fuentes puntuales (muy pequeñas y que emiten luz en todas direcciones).
• 😀 Utilizamos una lámpara de sodio, que emite luz monocromática (de un solo color).
• 😀 Al colocar una rendija diminuta en la fuente de luz, obtenemos dos imágenes virtuales de la rendija mediante un prisma de Fresnel.
• 😀 Si la luz fuera una corriente de partículas, esperaríamos ver una iluminación constante en todas partes, pero observamos un patrón de interferencia.
• 😀 El patrón de interferencia muestra bandas brillantes (máximos) y oscuras (mínimos), lo que demuestra que la luz tiene comportamiento ondulatorio.
• 😀 Las ondas que llegan al mismo tiempo se suman, aumentando la intensidad, mientras que las ondas opuestas se cancelan entre sí, creando áreas oscuras.
• 😀 Si usamos luz formada por muchos colores, cada color crea su propio patrón de interferencia, con una línea blanca en el centro como combinación de todos ellos.
• 😀 Aunque en la época se pensaba que la luz era solo una onda, hoy sabemos que la luz tiene una naturaleza dual, tanto de partícula como de onda, dependiendo de cómo la observemos.

Q & A

¿Qué se pensaba sobre la naturaleza de la luz a finales del siglo XVII?

A finales del siglo XVII se pensaba que la luz estaba compuesta por partículas diminutas, como pequeñas bolas que viajaban a gran velocidad. Además, se creía que cada color tenía su propia partícula.

¿Cómo se descubrió que la luz también se comporta como una onda?

Fue durante el siglo XIX que se confirmó que la luz también se comporta como una onda. El experimento de Young, que se menciona en el video, jugó un papel muy importante en esta revolución en el concepto de la naturaleza de la luz.

¿Qué materiales y dispositivos se utilizaron para realizar el experimento en el laboratorio?

En el laboratorio se utilizaron dos fuentes de luz, un lámpara de sodio que emite luz monocromática, una rendija diminuta, y un prisma de Fresnel que permite formar dos imágenes virtuales idénticas de la rendija, creando efectivamente dos rendijas.

¿Qué tipo de fuentes de luz se necesitaban para el experimento y por qué?

Se necesitaban fuentes de luz puntuales, es decir, fuentes muy pequeñas que emiten luz en todas direcciones, para asegurarse de que la luz tuviera una distribución adecuada para observar el fenómeno de interferencia.

¿Qué se esperaba observar si la luz se comportara como partículas?

Si la luz fuera una corriente de partículas, se esperaría ver una iluminación constante en la pantalla, sin patrones de variación en la intensidad de la luz.

¿Qué fenómeno se observó realmente en el experimento y qué lo explicó?

Se observaron bandas de interferencia, un patrón característico de la interferencia de ondas. Este patrón solo se puede explicar si la luz se comporta como una onda.

¿Cómo se forman las bandas de interferencia en el experimento?

Las bandas de interferencia se forman porque las ondas de luz llegan a diferentes puntos de la pantalla en momentos diferentes. En los puntos donde las ondas llegan al mismo tiempo, la intensidad se duplica (máximos), y en los puntos donde las ondas se aniquilan entre sí, la intensidad es mínima (mínimos).

¿Qué ocurre si se utiliza luz de múltiples colores en lugar de luz monocromática?

Si se utiliza luz formada por varios colores, cada color crea su propio patrón de interferencia. Esto resulta en una línea blanca en el centro, que es la combinación de todos los patrones de interferencia de los colores.

¿Qué diferencia se observa cuando se utiliza un láser en lugar de una lámpara de sodio?

Cuando se utiliza un láser, la luz es mucho más intensa, lo que permite observar más fácilmente los patrones de interferencia en la pared, donde se ven nuevamente bandas verticales de luz y oscuridad.

¿Cuál fue la conclusión de los físicos después de observar el experimento de interferencia?

Los físicos concluyeron que la luz no era solo una partícula, sino que también se comportaba como una onda. Sin embargo, con el tiempo se descubrió que la luz puede ser tanto una partícula como una onda, dependiendo de cómo se observe.