particulas y ondas documentales andres gx
Summary
TLDREl guion explora la revolucionaria teoría de la física cuántica, donde la luz y las partículas muestran comportamientos dualistas. Desde la constatante de Planck y la ecuación de Einstein para el efecto fotoeléctrico, hasta la ola-particula de de Broglie y la mecánica ondulatoria de Schrödinger, se desentraña cómo la luz y los electrones pueden actuar como ondas y partículas. El principio de incertidumbre de Heisenberg y la polarización de la luz son explicados de una manera sencilla y accesible, invitando a los espectadores a reflexionar sobre las profundas implicaciones de la física cuántica en el universo y la materia.
Takeaways
- 🧐 El script comienza hablando de cómo, a principios del siglo XX, los científicos comenzaron a darse cuenta de la necesidad de ideas atrevidas para entender la estructura del átomo.
- 💡 Max Planck, en Alemania, se enfrentó al problema de la radiación de cuerpos brillantes y propuso que la luz es emitida en paquetes discretos de energía, lo que llevó a la introducción de la constante de Planck.
- 🌟 La teoría de Planck sugiere que la energía de la luz está relacionada con su frecuencia, lo que desafió la teoría de Maxwell y llevó a la idea de que la luz es absorbida y emitida en cantidades discretas.
- 🔬 El efecto fotoeléctrico, descrito por Einstein, confirmó la idea de Planck sobre los paquetes de energía y ganó a Einstein el Premio Nobel de Física.
- 🌌 Louis de Broglie propuso que, si las ondas de luz pueden ser partículas, también podrían los electrones ser ondas, lo que llevó a la teoría de la mecánica ondulatoria.
- 🌀 La teoría de Schrödinger sugiere que las partículas, al igual que las ondas, tienen propiedades de ambas, y que su comportamiento puede describirse por probabilidades.
- 🚫 Werner Heisenberg, con su principio de incertidumbre, estableció que no se puede conocer simultáneamente la posición y la cantidad de movimiento de una partícula con precisión.
- 🔄 La física cuántica, con sus fundamentos en las teorías de Planck, Einstein, de Broglie, Schrödinger y Heisenberg, describe un universo donde la luz y las partículas muestran comportamientos de partículas y ondas.
- 🎲 La teoría cuántica introduce la idea de que los fenómenos a nivel subatómico están gobernados por probabilidades, en lugar de determinismo clásico.
- 🕊️ La aceptación de la física cuántica ha sido lenta, incluso por parte de quienes contribuyeron a su desarrollo, como Planck y Einstein, quienes cuestionaron sus implicaciones filosóficas.
Q & A
¿Qué fenómeno común desencadenó la curiosidad científica sobre la estructura del átomo?
-El fenómeno del brillo de los cuerpos incandescentes, como una bombilla, donde cuanto más caliente está su filamento, más intensidad tiene, fue el punto de partida para indagar en la estructura del átomo.
¿Qué teoría de la luz era predominante antes de los descubrimientos del siglo XX mencionados en el guion?
-La teoría de James Clerk Maxwell, que trataba sobre la luz y otras formas de radiación electromagnética, era la teoría principal antes de los nuevos descubrimientos.
¿Qué problema no podía explicar la teoría de Maxwell con respecto a los cuerpos brillantes?
-La teoría de Maxwell no podía explicar por qué los cuerpos brillantes, al calentarse, emitían luz predominantemente de frecuencias bajas y no también de frecuencias más altas.
¿Qué hipótesis revolucionaria propuso Max Planck para explicar el problema de la radiación de cuerpos brillantes?
-Max Planck propuso que la luz es absorbida o emitida en paquetes discretos de energía, lo que se conoce como la hipótesis de la cuantización de la energía.
¿Cuál es la relación entre la energía de una partícula de luz y su frecuencia según la ecuación de Planck?
-Según la ecuación de Planck, la energía de una partícula de luz (E) es igual a una constante (h) multiplicada por la frecuencia (ν) de la luz, E = hν.
¿Qué fenómeno demuestra la existencia de los paquetes de energía de Planck en el campo electromagnético?
-El efecto fotoeléctrico, que fue explicado por Albert Einstein, demuestra la existencia de los paquetes de energía de Planck, ya que los electrones requieren de una cantidad específica de energía para escapar de un metal.
¿Qué teoría propuso Louis de Broglie sobre la naturaleza de las partículas y las ondas?
-Louis de Broglie propuso que, si las ondas de luz pueden ser partículas (fotones), entonces las partículas (como los electrones) también pueden comportarse como ondas, sugiriendo una conexión entre la energía de una partícula y la frecuencia de su onda.
¿Qué modelo del átomo fue explicado y reforzado por la teoría de de Broglie sobre las partículas y las ondas?
-La teoría de de Broglie ayudó a explicar y reforzar el modelo de Bohr del átomo, donde los electrones solo pueden existir en órbitas con longitudes de onda enteras que producen interferencias constructivas.
¿Qué principio fundamental de la naturaleza propuso Werner Heisenberg?
-Werner Heisenberg propuso el principio de incertidumbre, que establece que es imposible conocer simultáneamente la posición exacta y la cantidad de movimiento exacta de una partícula.
¿Cómo funciona la polarización de la luz y cómo se relaciona con la naturaleza ondulatoria de la luz?
-La polarización de la luz implica permitir que solo pasen a través de un filtro, como un polaroid, las oscilaciones del campo electromagnético en una dirección determinada, mostrando que la luz es una onda transversal que oscila perpendicular a la dirección de propagación.
¿Cómo se puede explicar la aparición de la luz después de pasar por tres cristales polaroid en diferentes ángulos?
-La luz reaparece en la pantalla debido a las probabilidades de polarización de los fotones, que pueden pasar a través de los filtros dependiendo de su orientación, demostrando tanto la naturaleza ondulatoria como la naturaleza particulate de la luz.
Outlines
🔬 La Revolución Cuántica y la Estructura del Átomo
El primer párrafo introduce el inicio de la revolución cuántica a principios del siglo XX, donde los científicos comenzaron a entender la necesidad de ideas atrevidas para resolver el misterio de la estructura del átomo. Se menciona la luz, la bombilla y cómo la temperatura afecta el color de un cuerpo brillante. El doctor Max Planck, influido por la teoría de James Maxwell, desarrolló una ecuación que relacionaba la energía de la luz con su frecuencia, lo que llevó a la idea disruptiva de que la luz es absorbida y emitida en paquetes discretos de energía, conocidos como fotones.
🌟 El Desarrollo del Modelo Cuántico y la Luz como Partícula
El segundo párrafo explora el efecto fotoeléctrico, que confirmó la teoría de Planck y mostró que la luz llega en partículas llamadas fotones. Se discute cómo la energía de un fotón puede ser absorbida por un electrón para escapar de un metal, según la ecuación del efecto fotoeléctrico de Einstein. Además, se menciona la contribución de de Broglie, quien propuso que las partículas pueden comportarse como ondas, lo que fue un paso crucial hacia una nueva perspectiva en la física.
🌌 La Teoría de Schrödinger y la Naturaleza Ondulada de la Materia
El tercer párrafo se enfoca en la mecánica ondulatoria, donde Schrödinger desarrolló una teoría que describía la naturaleza de los fotones y electrones como ondas con propiedades probabilísticas. Se describe cómo la luz, compuesta por fotones, puede producir interferencias ondulatorias, lo que plantea la cuestión de cómo la luz, considerada como partículas, puede mostrar comportamientos ondulatorios.
🚫 El Principio de Incertidumbre de Heisenberg
El cuarto párrafo introduce el principio de incertidumbre de Heisenberg, que establece que no es posible conocer simultáneamente la posición y la cantidad de movimiento de una partícula con precisión. Esta idea desafía la comprensión clásica de la física y es un pilar fundamental de la mecánica cuántica, lo que llevó a una comprensión más profunda de la naturaleza de la luz y la materia.
🕵️♂️ La Polarización de la Luz y su Comportamiento Cuántico
El quinto párrafo explica el concepto de polarización de la luz, mostrando cómo la luz puede ser ondulada y a la vez particulada. Se ilustra cómo los filtros polaroides pueden controlar la dirección de oscilación de la luz y cómo esto se relaciona con el comportamiento probabilístico de los fotones, demostrando una vez más la dualidad onda-partícula de la luz.
🔮 La Predicción Cuántica y su Confirmación Experimental
El sexto y último párrafo presenta un experimento de polarización de la luz que desafía la comprensión clásica de la luz como una onda o una partícula. Se sugiere que la predicción cuántica puede ser confirmada experimentalmente, lo que demuestra la eficacia de la física cuántica y su capacidad para explicar fenómenos que no se ajustan a la física clásica.
Mindmap
Keywords
💡Luz
💡Partículas
💡Ondas
💡Teoría cuántica
💡Constante de Planck
💡Efecto fotoeléctrico
💡Principio de incertidumbre de Heisenberg
💡Mecánica ondulatoria
💡Polarización
💡Filtro polarizado
Highlights
Los científicos comenzaron a darse cuenta de la necesidad de ideas atrevidas para resolver el problema de la estructura del átomo.
La luz incandescente de una bombilla y su relación con la temperatura del filamento fue un indicio inesperado que llevó a la teoría cuántica.
El color de un cuerpo brillante depende únicamente de su temperatura, independientemente del material.
Max Planck trabajó en la teoría de la radiación y encontró que la energía de la luz está relacionada con su frecuencia mediante la constante de Planck.
La teoría de Planck sugiere que la luz es absorbida o emitida en paquetes discretos de energía, lo que fue radical en ese momento.
El efecto fotoeléctrico demuestra que la luz tiene un componente partícula, lo que confirmó la teoría de Planck.
Albert Einstein explicó el efecto fotoeléctrico con la fórmula E=hf, ganando el Premio Nobel de Física.
La teoría de la relatividad de Einstein y la teoría cuántica de Planck se combinan para entender la naturaleza de la luz como partículas y ondas.
Louis de Broglie propuso que las partículas, al igual que las ondas, pueden tener comportamientos ondulatorios.
La teoría de de Broglie sugiere que la cantidad de movimiento de una partícula está relacionada con su longitud de onda.
El modelo de Bohr del átomo se ve afectado por la teoría ondulatoria, lo que explica las órbitas de electrones con longitudes de onda enteras.
La mecánica ondulatoria de Schrödinger describe la naturaleza de los fotones y electrones como ondas con probabilidades de distribución.
La polarización de la luz muestra cómo la luz, siendo una onda, también puede ser manipulada como si fuera una partícula.
El principio de incertidumbre de Heisenberg establece un límite fundamental en la precisión con la que se pueden conocer la posición y la cantidad de movimiento de una partícula.
La teoría cuántica, a pesar de sus orígenes en la búsqueda de la verdad universal, no fue completamente aceptada por sus creadores, como Planck y Einstein.
La nueva física cuántica, aunque compleja, es demostrable en experimentos caseros usando gafas de sol polarizadas.
La polarización de la luz y su manipulación por filtros polaroides ilustra la dualidad onda-partícula de la luz.
El experimento con tres filtros polaroides muestra cómo la luz, considerada como partículas (fotones), puede ser polarizada y manipulada.
Transcripts
00:00y más
00:05allá partículas y
00:15ondas a principios de este siglo un
00:18reducido número de científicos
00:21comenzaron a darse cuenta de que nuevas
00:23y atrevidas ideas serían necesarias para
00:26resolver el desconcertante problema de
00:28la estructura del átomo
00:30pero incluso antes de eso aparecieron
00:33indicios de que había algo que iba mal
00:36esos indicios vinieron del lugar más
00:39inesperado
00:43posible al principio fue la luz con el
00:47tiempo fue una bombilla y el hecho de
00:49que Cuanto más caliente esté su
00:51filamento con más intensidad
00:55brilla Quién habría podido pensar que un
00:58fenómeno tan corriente podía poner en
01:00ascas la imaginación
01:03científica de hecho todos los cuerpos
01:05brillantes desde el carbón en un horno
01:08hasta una brasa en el fuego desde el
01:11hierro fundido en una
01:12acería hasta el filamento de una
01:15bombilla
01:17incandescente tienen un comportamiento
01:19muy
01:23semejante independientemente del
01:25material de que esté hecho el color con
01:26que brilla un cuerpo depende solamente
01:28de su temperatura
01:31en realidad Si todos esos cuerpos
01:33tuviesen la misma temperatura brillaría
01:35con el mismo
01:37color es un hecho sorprendente y en
01:40Alemania el doctor Max planck pensó que
01:43merecía una buena
01:45explicación en su autobiografía
01:48escribió siempre he considerado la
01:51búsqueda de lo absoluto como la meta más
01:52elevada de toda la actividad científica
01:54y
01:57añadió y me puse a trabajar con
02:01y es innecesario decir que su trabajo le
02:03iba a la
02:07medida el problema de pl resultaba de
02:10aplicar la teoría de maswell para
02:12predecir la cantidad de luz que un
02:13cuerpo brillante radiara a cada
02:17frecuencia por supuesto la teoría de
02:19James cl Maxwell era todavía la última
02:21palabra sobre la luz y otras formas de
02:23radiación
02:24electromagnética Y con razón
02:30pero no podía explicar el hecho de que
02:32cuando un cuerpo se calienta lo
02:34suficiente como para Que brille se ponga
02:36de color rojo por qué Por qué no emitía
02:39también una luz de frecuencia más alta
02:42una luz
02:44azul Por qué en todos los cuerpos
02:47brillantes había menos luz a una
02:48frecuencia más
02:54alta la intuición le decía a planck que
02:57todo tendría explicación si hiciera
02:58falta más energía para producir luz a
03:01frecuencias más
03:02altas aun cuando en la teoría de maswell
03:05no había nada que sugiriera que la
03:07energía de la luz podía estar
03:08relacionada con su frecuencia plan
03:10escribió una ecuación que plasmas su
03:14intuición la energía de la luz e es
03:18igual a una constante H multiplicada por
03:21la frecuencia
03:23F plan no emprendió esa tarea para
03:26desafiar las leyes de la física por el
03:29contrario su intención era preservar no
03:31destruir la teoría de
03:35marwell en su intento planck dio una
03:38solución que resultó ser notablemente
03:40semejante a la solución dada al viejo
03:42problema de la velocidad
03:47instantánea en ese caso H era una
03:50cantidad que tendería a cero en
03:52exactamente el momento preciso del
03:55cálculo si sucediese lo mismo en la
03:57teoría de pl
03:59las ecuaciones de marswell serían
04:01compatibles con la evidencia
04:02experimental y el problema de la
04:04radiación estaría
04:08resuelto pero H no tendía Cero en lugar
04:12de anularse como plan que esperaba
04:14resultó que tenía un valor
04:17definido cuando encontró ese valor
04:20llamado ahora constante de plank
04:22encontró algo más importante que una
04:24explicación a los cuerpos
04:27brillantes encontró una verdad nueva y
04:30sobre la naturaleza la luz es absorbida
04:32o emitida en paquetes discretos de
04:35energía lo mismo en el caso de un
04:38dispositivo eléctrico que en el caso del
04:43sol la idea era radical y perturbadora
04:46pero estaba al llegar una evidencia que
04:48la confirmaría y aún Hoy podemos ver esa
04:51evidencia en el comportamiento de un
04:54electroscopio de panes de oro
05:00cuando el electroscopio está cargado la
05:02laminilla se eleva y se mantiene en alto
05:05hasta que es alcanzada por un rayo de
05:07luz
05:13ultravioleta una pieza corriente de
05:15vidrio deja pasar la luz visible pero
05:17impide el paso de la luz ultravioleta de
05:19alta
05:21frecuencia cuando se interpone el vidrio
05:23el electroscopio no se descarga pero
05:26cuando quitamos el vidrio la laminilla
05:28vuelve a caer esto prueba que la luz
05:30ultravioleta hace su tarea y se llama
05:34efecto
05:39fotoeléctrico fue la explicación del
05:42efecto fotoeléctrico y no su teoría de
05:44la relatividad lo que haría que alber
05:46Einstein ganara el premio Nobel de
05:50física y en términos modernos Esto fue
05:53lo que dijo un electrón para poder
05:56escapar de un metal necesita energía
05:59hasta una cantidad llamada trabajo de
06:10extracción pero si un electrón absorbe
06:12La luz ultravioleta que llega en un
06:14paquete con la energía dada por la
06:16fórmula de plank entonces puede ganar
06:18energía más que suficiente para escapar
06:20del
06:25metal si es así puede salir con enería
06:28cin
06:30H M F menos el trabajo de
06:34extracción Esta es la llamada ecuación
06:37del efecto fotoeléctrico de
06:41Einstein era la solución perfecta y fue
06:45comprobada por Robert a milikan en su
06:47laboratorio de
06:50Chicago cuando midió las energías de los
06:52electrones despedidos de distintos
06:54metales por luz de diferentes
06:55frecuencias milikan verificó que
06:59mientras que cada metal tiene un trabajo
07:01de extracción diferente la constante de
07:03plan tiene el mismo valor universal para
07:05todos
07:08ellos pero esta explicación del efecto
07:10fotoeléctrico no solo confirmaba la
07:12teoría de plan sino que además mostraba
07:14directamente que los paquetes de energía
07:17ya existían en el campo
07:21electromagnético En otras palabras la
07:24Luz llega en partículas partículas que
07:27actualmente reciben el nombre de fotones
07:31pero un
07:33momento Un siglo antes Thomas Jong había
07:37probado que la luz viaja en
07:38ondas es que iba a resultar ahora que la
07:41luz después de todo está constituida por
07:45partículas quizás todo este asunto de
07:48las partículas y las ondas estaba
07:49necesitando una perspectiva
07:51completamente
07:54nueva Luis de br intentando hacer
07:57carrera en el gobierno francés título en
08:00historia un nuevo enfoque de la física
08:01verdaderamente
08:03nuevo quizás sea esa la razón por la que
08:07en la década de 1920 él fue el único que
08:09planteó una pregunta
08:11crucial si las ondas de la luz pueden
08:14ser partículas es posible que partículas
08:16tales como los electrones puedan ser
08:18también
08:21ondas para empezar las partículas tienen
08:24energía y cantidad de movimiento
08:26mientras que las ondas tienen frecuencia
08:28y longitud de onda
08:31evidentemente esas entidades tienen
08:33diferentes tipos de propiedades pero de
08:36broy sospechaba que había algún tipo de
08:40conexión y la teoría de plan había dado
08:43una pista de cuál podía ser Max plan
08:47había asociado la energía de una
08:48partícula de luz con la frecuencia de su
08:50onda dando un paso más de broil combinó
08:54esto con la energía de una partícula de
08:56acuerdo con la teoría de la relatividad
08:58de Einstein
09:01e = m * c
09:06cu esta atrevida combinación de las
09:08propiedades de la onda y de la partícula
09:10sugirió El Paso siguiente podrían unas
09:14partículas que viajan A menos velocidad
09:15que la luz tener su cantidad de
09:17movimiento relacionada con la longitud
09:19de onda de broy así lo creía pensaba que
09:23igual que la energía de una partícula
09:24está relacionada con una frecuencia la
09:27cantidad de movimiento de una partícula
09:28está con una longitud de
09:33onda era una idea
09:36radical no solo las ondas de la luz
09:39pueden comportarse como partículas sino
09:40que las partículas pueden comportarse
09:42como
09:43ondas Pero antes de un año los
09:46experimentos habían verificado que los
09:47aces de electrones podían ser difractado
09:50en forma muy similar a los rayos de
09:54luz incluso más la idea de de bril
09:58pareció explicar de los aspectos más
10:00misteriosos del modelo de nils bor del
10:05átomo la teoría de bor estaba construida
10:08sobre la idea de que los electrones
10:09solamente pueden existir en órbitas de
10:11determinados tamaños solo en esas
10:13órbitas y en ningún otro lugar entre
10:22ellas pero si se consideran los
10:25electrones como ondas dando vueltas
10:26alrededor del núcleo tienen que existir
10:29en en órbitas cuya longitud crezca según
10:31longitudes de onda
10:34enteras de esa forma cada órbita
10:37consiste en ondas del electrón que
10:39producen interferencias constructivas y
10:41se refuerzan a sí mismas en cada
10:45órbita cuando se combinó con las
10:47fórmulas de de broil esta idea reprodujo
10:50con exactitud las órbitas del modelo de
10:52bor del átomo porque el momento cinético
10:55de cada órbita sería un número entero
10:57multiplicado por h com
11:04barra que se define como H div por 2
11:10pi en resumidas cuentas la idea de Luis
11:13de broil había sido brillante había dado
11:16una explicación profunda y elegante del
11:18modelo de nils bor del
11:22átomo se había apoyado en una evidencia
11:25experimental sólida y no sorprende que
11:27llevara a otros físicos
11:29cada vez más en la naturaleza de la
11:34materia en
11:36Austria rodinger reflexionando sobre las
11:39implicaciones del trabajo del científico
11:41francés elaboró una teoría propia
11:43extraída de las ideas de
11:51deb una onda tiene una amplitud y una
11:54longitud de onda Pero no tiene ni
11:57principio ni
11:58final posición determinada de una
12:02partícula lo que continúa siendo cierto
12:05si se la suma una onda de la misma
12:07longitud de onda Ya sea en fase o fuera
12:09de
12:14fase pero si se suman ondas de distintas
12:16longitudes se altera la forma resultante
12:19si esas longitudes de ondas son próximas
12:22y especialmente si se suman más ondas de
12:24longitudes de onda próximas el resultado
12:27puede ser un tipo de onda concentrada en
12:29una región limitada del
12:40espacio de manera que con una gama de
12:42longitudes de onda y por lo tanto una
12:44gama de cantidades de movimiento se
12:47puede construir algo parecido a una onda
12:49situada en un lugar bastante determinado
12:59que tiene una gama de cantidades de
13:00movimiento se extiende cuando se
13:03desplaza no Es verdaderamente una
13:05partícula y no Es verdaderamente una
13:07onda Qué es
13:12realmente es la descripción más clara
13:14posible de la naturaleza de los fotones
13:16y de los electrones de la materia que
13:19forma el universo y todo lo que hay en
13:21él Y como idea en 1926 fue el corazón y
13:25el alma de la mecánica ondulatoria de
13:27Ervin rodinger
13:32la luz al pasar por dos rendijas causa
13:34una evidente interferencia de ondas la
13:37cual se revela claramente como una
13:39configuración solamente las ondas se
13:41comportan de este modo de manera que la
13:43pregunta
13:46es cómo puede la luz estar formada por
13:49partículas y a pesar de eso producir
13:51interferencias como las ondas si la luz
13:54está formada por partículas fotones
13:56cosas pequeñas e individuales que no
13:58pueden llegar como una estructura
14:00extendida entonces cada partícula tiene
14:02que golpear sobre la pantalla en forma
14:04individual un único punto de luz aquí
14:07por ejemplo otro fotón allí es imposible
14:11predecir con exactitud dónde aparecerá
14:13un punto pero es posible ver que lleguen
14:16más fotones a unos lugares que a
14:19otros De hecho hay una probabilidad
14:22mayor de que lleguen más fotones a
14:23ciertas zonas y finalmente debido a esas
14:27probabilidades el resultado será una
14:29determinada estructura de difracción
14:32parecida a una onda y constituida por
14:41partículas esta fue la explicación
14:43propuesta por Max
14:48born los fotones pueden ser partículas
14:51dijo pero las estructuras que producen
14:53se rigen por probabilidades que crean
14:55interferencias como si se tratara de
14:57ondas
15:00uno de los colegas de bor werner
15:02heisenberg llevó esta idea un paso más
15:05adelante
15:07dijo como las partículas están asociadas
15:10con las probabilidades que crean
15:11interferencias lo mismo que las ondas es
15:14imposible conocer tanto la cantidad de
15:16movimiento exacta como la posición
15:18exacta de cualquier partícula al mismo
15:20tiempo la idea puede ser un poco difícil
15:23de captar pero ahí está justamente la
15:25cuestión las partículas al ser ondas al
15:28mismo son algo difíciles de
15:31captar es propio de una onda normal con
15:34una determinada longitud de onda el
15:36extenderse por el espacio si esta onda
15:39representa una partícula entonces su
15:41longitud de ond se traduce en una
15:43cantidad de movimiento
15:44determinada sin embargo no hay nada aquí
15:47que explique la ubicación de la
15:50partícula la posición de la partícula se
15:53puede hacer más determinada sumando una
15:56tras otra ondas de diferentes longitudes
15:59o cada nueva longitud de onda significa
16:01una nueva cantidad de movimiento En
16:03otras palabras Cuanto más se sabe acerca
16:06de la posición de una partícula menos se
16:08puede decir acerca de A dónde va y A qué
16:10velocidad va Cuanto más determinada se
16:13hace la posición de la onda menos
16:15determinada se hace la cantidad de
16:17movimiento de la
16:19partícula esa relación Delta x
16:22multiplicada por Delta p aproximadamente
16:24igual a h con barra recibe el nombre de
16:28principio de incertidum de
16:30heisenberg werner heisenberg buscando
16:33una verdad científica más profunda había
16:36elevado la incertidumbre al nivel de un
16:37principio fundamental de la
16:40naturaleza pero la ironía de esta
16:42historia está en otra
16:44parte Max plan interesado en buscar algo
16:48universal en la naturaleza de todos los
16:49cuerpos brillantes descubrió que la luz
16:52es irradiada en pequeños paquetes de
16:54energía
16:59cuando Albert Einstein resolvió el
17:01problema del efecto fotoeléctrico
17:02confirmó que los paquetes de energía de
17:04plank existen como partículas en el
17:06campo
17:09electromagnético combinando los puntos
17:11de vista de plan y Einstein de broil
17:14sugirió que no solo las ondas podrían
17:16comportarse como partículas sino que las
17:18partículas podrían comportarse como
17:22ondas Ervin rodinger pensó que si se
17:26suman un número suficiente de ondas de
17:28diferentes longitudes el resultado es
17:30una onda que está concentrada en uno u
17:33otro lugar como una
17:35partícula entonces Max bor vio que
17:37mientras que es evidentemente imposible
17:40para una partícula crear una estructura
17:41de onda visible un grupo de partículas
17:44cuyo comportamiento está determinado por
17:46las probabilidades puede desembocar en
17:48una estructura que se asemeje muchísimo
17:51a una interferencia de
17:55ondas y werner se envió en ese mismo
18:00hecho el intercambio entre las
18:01características de la luz como partícula
18:03y las características de la luz como
18:05onda cuando las incertidumbres de
18:07posición y cantidad de movimiento se
18:09combinan el producto Es aproximadamente
18:11igual a la constante de plank y esto
18:14comienza con la constante de Max plan y
18:16cerrando el circuito acaba en la
18:18constante de plan Esa es la
18:23ironía la búsqueda de la verdad se
18:25convirtió para pl en un viaje que conduc
18:28al corazón de la física
18:31cuántica sin embargo hasta el final
18:33nunca aceptó las profundas implicaciones
18:35de su propio
18:40trabajo y El caso es que tampoco lo hizo
18:42Albert Einstein quien dijo parece
18:45difícil ver las cartas de Dios pero no
18:48puedo ni por un momento creer que él
18:50juega los dados como pretende la teoría
18:53cuántica
18:56actual harían falta nuevas generaciones
18:59de brillantes científicos jóvenes para
19:01aceptar completamente las implicaciones
19:03asombrosas de la nueva
19:05teoría ellas honran y obedecen a las
19:08leyes de la mecánica clásica pero
19:09adoptan también la teoría
19:12cuántica hasta ahora Nadie puede negar
19:15la perfección teórica de la nueva física
19:17ni el hecho de que realmente
19:25funciona tengo aquí una demostración deo
19:28funciona la nueva física que es muy
19:31elegante pero tan simple que pueden
19:33hacerla en casa ustedes mismos con unas
19:36gafas de sol polar hoy antes de
19:38mostrársela voy a recordarles En qué
19:40consiste la
19:42polarización Recuerden que la luz es una
19:45onda Pero una onda transversal si
19:47tenemos la luz moviéndose en esta
19:49dirección el campo eléctrico está en
19:51realidad oscilando perpendicularmente a
19:53esa dirección ya sea hacia arriba y
19:56hacia abajo ya sea de lado hacia dentro
19:57y hacia fuera de La pizarra u
19:59oblicuamente a esa dirección de hecho en
20:01una bombilla incandescente ordinaria la
20:04luz que emite está oscilando en todas
20:06las direcciones posibles perpendiculares
20:08a la dirección en la que la luz se
20:10propaga la dirección en la cual oscila
20:13la luz se llama dirección de
20:15polarización y una luz normal no está
20:19polarizada la polarización consiste en
20:22permitir que pasen a través del filtro
20:24polaroide solamente las oscilaciones del
20:26campo electromagnético en una dirección
20:29determinada ahora voy a intentar ilustr
20:56cársica girando este mango pero cuando
20:59lo hago ustedes no notan absolutamente
21:01nada en la pantalla porque el ojo es
21:04Insensible a la polarización de la
21:07luz para demostrarles que la luz está
21:10polarizada debo introducir un segundo
21:12cristal polaroide en el Rayo lo voy a
21:16hacer Pongo aquí el segundo cristal
21:20polaroide ahora la luz se vuelve de
21:22nuevo más débil pero esta vez Es
21:24realmente solo porque el cristal está
21:25sucio este segundo cristal está en la
21:29misma dirección que el primero y así
21:31todo lo que pasa a través del primer
21:33cristal pasa también a través del
21:34segundo Para que vean Cómo funciona la
21:38polarización debo rotar La dirección de
21:40este segundo cristal cuando lo hago
21:43observen Cómo la luz se vuelve más y más
21:46y más débil hasta que ya no pasa luz en
21:49absoluto lo que ocurre ahora es que solo
21:52pasa la luz polarizada en sentido
21:54vertical a través del primer cristal el
21:56segundo cristal dejaría pasar solamente
21:59luz polarizada en sentido horizontal y
22:01no la hay de modo que al no pasar la
22:04pantalla está limpia lo que es más
22:07difícil de comprender es lo que sucede
22:09cuando el segundo cristal está oblicuo
22:11así entonces parte de la luz pasa a
22:14través de él porque la luz que llega
22:16oscila en sentido vertical y este deja
22:18pasar la luz que oscila de este modo
22:21pero cada vector tiene una componente En
22:23esa dirección y esa parte del vector esa
22:26parte de la onda pasa a través esa es la
22:28explicación de cómo funciona un filtro
22:30polarizado y es fácil de comprender
22:33siempre que aceptemos que la luz es una
22:35onda pero recuerden que la luz es
22:38también una partícula y como tal debe
22:40haber también una explicación de Por qué
22:42ocurre esto permítanme que se lo
22:45explique el problema ahora es que no se
22:47puede decir que parte de la luz pasa a
22:49través del segundo filtro cuando está
22:50oblicuo porque una partícula o pasa a
22:53través o no pasa cada fotón o pasa a
22:56través o no pasa a
22:59Esta es la forma en la que funciona
23:01llegan los fotones las partículas de luz
23:04llegan al primer filtro y el primer
23:07filtro dice muchachos cada uno de
23:09vosotros está polarizado verticalmente u
23:12horizontalmente no se permite nada más
23:16Pero lo estáis vertical o
23:17horizontalmente con una cierta
23:19posibilidad la mitad verticalmente y la
23:21otra mitad horizontalmente
23:23entonces la luz pasa a través del
23:26primero los que oscilan verticalmente no
23:28los fotones polarizados horizontalmente
23:30luego entre los dos cristales Solo tengo
23:32fotones polarizados
23:34verticalmente este otro cristal Mientras
23:37esté en dirección horizontal dice
23:39fotones oscila verticalmente yo solo
23:41permito el paso a los que oscilan
23:42horizontalmente así que no pasa Luz si
23:45lo giro Así dice chicos vosotros oscil
23:48verticalmente y yo dejo pasar a los
23:50fotones que oscilan verticalmente así
23:52que todos pasan y se ve la luz en la
23:54pantalla lo difícil es cuando giro el
23:56cristal en dirección oblicua
23:58así porque ahora dice vosotros pensabais
24:02que oscilaba todos verticalmente pero no
24:04es verdad cada uno está oscilando
24:06oblicuamente de este modo u oblicuamente
24:09De este otro según su probabilidad
24:11pensabais que oscilaba verticalmente
24:13porque la mitad de vosotros oscil de
24:15esta forma y la otra mitad de esta el
24:17cristal deja pasar solo los que están
24:19polarizados de esta forma Esta es la
24:22explicación de la polarización en el
24:24caso de partículas ahora me gustaría
24:26intentar otro experimento con ustedes
24:27pondré un segundo cristal de modo que no
24:29pase nada de
24:31luz pondré un tercer cristal en
24:33dirección oblicua a los otros dos el
24:35primero deja pasar los que oscilan
24:38verticalmente el segundo los
24:40horizontales y el tercero los que
24:41oscilan oblicuos a los otros pondré el
24:43cristal oblicuo entre los otros dos
24:46ahora sucederá lo siguiente solo
24:48atravesarán el primero los fotones que
24:49oscilan verticales avanzan hasta el
24:51oblicuo y este dice no sois verticales
24:54tenéis un 50% de probabilidades de ser
24:56oblicuos de este modo y pasar y un 50%
24:58de ser oblicuos de esta otra forma y no
25:00pasar los que son de ese modo atraviesan
25:04y llegan a este cristal y este dice eh
25:07vosotros creéis que sois oblicuos pero
25:08no lo sois cada uno de vosotros tiene un
25:1050% de probabilidades de ser
25:12horizontales y pasar y un 50% de oscilar
25:15verticalmente y así no podéis pasar
25:18solamente pasan los horizontales Y eso
25:21significa naturalmente que la luz
25:23reaparece en la
25:24pantalla Creen ustedes que sucederá eso
25:28un científico tiene que estar preparado
25:30para hacer sus predicciones veamos
25:31Cuáles son las suyas Cuántos de ustedes
25:34piensan que el rayo de luz reaparecerá
25:36en la pantalla levanten las manos
25:38Cuántos piensan que no reaparecerá en la
25:40pantalla muy bien anotaré sus nombres
25:43hagamos Pues el experimento tomo esto lo
25:46pongo nuevamente en el Rayo y aseguro
25:49que la luz reaparecerá en la pantalla
25:51preparados ahí está ese es en esencia el
25:57modo en que funciona la nueva física
26:00continuaremos con esto en la próxima
26:27clase
26:57al i
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