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Índice

Introducción…………………………………………………………………... 3

1. Albert Einstein…………………………………………………………….... 4

2. ¿Qué es unfotón?........................................................................................... 4

2.1 Com osición de los fotones……………………………………………… !

3. "omencl#tur#………………………………………………………………. $

4. %ro ied#des f&sic#s de los fotones………………………………………… $

'. Estructur# del fotón………………………………………………………… (

!. A lic#ciones tecnoló)ic#s…………………………………………………..(

$. Efecto fotoeléctrico …………………………………………………………. *

Conclusión……………………………………………………………………... 2+

,eferenci#s biblio)r- c#s……………………………………………………. 21

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Introducción

En l# m#/or&# de l#s teor&#s 0#st# el si)lo III l# lu seconsider#b# 5ue est#b# form#d# or #rt&cul#s. El 0ec0o de 5ue losmodelos de #rt&cul#s no udier#n e6 lic#r fenómenos comol# difr#cción l#refr#cción o l# birrefrin)enci# de l# lu 0i o 5ue muc0oscient& cos ro usieron diferentes teor&#s #r# l# lu .

A rinci ios del si)lo I 70om#s 8oun) / Au)ust9resnel demostr#ron con cl#rid#d 5ue los fenómenosde interferenci# / difr#cción se d#b#n t#mbién #r# l# lu / #r# 1('+los modelos ondul#torios 0#b&#n sido )ener#lmente #ce t#dos. En 1(!'l#s redicciones de :#6;ell 1! sobre l# n#tur#le # de l# lu como ond#electrom#)nétic# 5ue ser&#n osteriormente con rm#d#s

e6 eriment#lmente or <einric0 <ert en 1((( #recieron si)ni c#r eln#l del modelo de #rt&cul#s.

=in emb#r)o l# teor&# ondul#tori# de :#6;ell no e6 lic#b# tod#sl#s ro ied#des de l# lu . %redec&# 5ue l# ener)&# de un# ond# luminos#

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de end&# sol#mente de su intensid#d no de su frecuenci# ero di>ersose6 erimentos demostr#ron 5ue l# ener)&# # ort#d# or l# lu # los-tomos de end&# sólo de su frecuenci# / no de su intensid#d. %ore em lo #l)un#s re#cciones 5u&mic#s er#n ro>oc#d#s si l# frecuenci#no #lc#n #b# dic0o >#lor l# re#cción no se roduc&#inde endientemente de l# intensid#d de l# lu #s& se od&#n e6tr#erelectrones de un# l#c# met-lic# ilumin-ndol# con r#di#ción de un#frecuenci# su cientemente #lt# / l# ener)&# con l# 5ue los electrones#b#ndon#b#n l# l#c# er# función @nic#mente de l# frecuenci# de l# luincidente / no de su intensid#d.

1. Albert Einstein

Albert Einstein n#ció en lm Alem#ni# el 14 de m#r o de 1($* fueun f&sico #lem-n de ori)en ud&o n#cion#li #do des ués sui o /est#dounidense . Est- consider#do como el cient& co m-s im ort#nte delsi)lo .

Aun5ue es consider#do or #l)unos como el B #dre de l# bomb##tómic# #bo)ó en sus escritos or el #ci smo el soci#lismo / elsionismo . 9ue rocl#m#do como el B erson# e del si)lo / el m-s

rominente cient& co or l# re>ist# 7ime . Conocido orD 7eor&# de l#,el#ti>id#d 5ue en)lob# # l# teor&# de l# rel#ti>id#d )ener#l / # l# 7eor&#de l# rel#ti>id#d es eci#l :o>imiento bro;ni#no / el Efectofotoeléctrico .

2. ¿Qué es un fotón?

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En f&sic# modern# el fotón es l# #rt&cul# element#l res ons#blede l#s m#nifest#ciones cu-ntic#s del fenómeno electrom#)nético . Es l#

#rt&cul# ort#dor# de tod#s l#s form#s de r#di#ción electrom#)nétic#inclu/endo # los r#/os )#mm# los r#/os l# lu ultr#>iolet# l# lu>isible es ectro electrom#)nético F l#lu infr#rro # l#smicroond#s /l#s ond#s de r#dio . El fotón tiene un# m#s# in>#ri#nte cero / >i# # en el>#c&o con un# >elocid#d const#nte . Como todos los cu#ntos el fotón

resent# t#nto ro ied#des cor uscul#res como ondul#tori#s G du#lid#dond#Hcor @sculoGF. =e com ort# como un# ond# en fenómenos como l#refr#cción 5ue tiene lu)#r en un# lente o en l# c#ncel#ción orinterferenci# destructi># de ond#s re e #d#s J sin emb#r)o se com ort#

como un# #rt&cul# cu#ndo inter#ccion# con l# m#teri# #r# tr#nsferirun# c#ntid#d # de ener)&#.

Adem-s de ener)&# los fotones lle>#n t#mbién #soci#do unmomento line#l / tienen un# ol#ri #ción. =i)uen l#s le/es de l#mec-nic# cu-ntic# lo 5ue si)ni c# 5ue # menudo est#s ro ied#des notienen un >#lor bien de nido #r# un fotón d#do. K# ide# de l# lu como

#rt&cul# retornó con el conce to moderno de fotón 5ue fuedes#rroll#do )r#du#lmente entre 1*+' / 1*1$ or Albert Einstein# o/-ndose en tr#b# os #nteriores de %l#ncL en los cu#les se introdu oel conce to de cu-nto . Con el modelo de fotón od&#n e6 lic#rseobser>#ciones e6 eriment#les 5ue no enc# #b#n con el modeloondul#torio cl-sico de l# lu . En #rticul#r e6 lic#b# cómo l# ener)&# del# lu de end&# de l# frecuenci# de endenci# obser>#d# en el efectofotoeléctrico F / l# c# #cid#d de l# m#teri# / l# r#di#ción

electrom#)nétic# #r# erm#necer en e5uilibrio térmico .

El conce to de fotón 0# lle>#do # #>#nces mu/ im ort#ntes enf&sic# teóric# / e6 eriment#l t#les como l# teor&# cu-ntic# de c#m os elcondens#do de MoseHEinstein / l# inter ret#ción rob#bil&stic# de l#

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mec-nic# cu-ntic# / # in>entos como el l-ser . Ne #cuerdo con elmodelo est-nd#r de f&sic# de #rt&cul#s los fotones son los res ons#blesde roducir todos los c#m os eléctricos / m#)néticos / # su >e son elresult#do de 5ue l#s le/es f&sic#s ten)#n ciert# simetr&# en todos los

untos del es #cioHtiem o. Kos fotones se # lic#n # muc0#s -re#s comol# foto5u&mic# el microsco io fotónico / l# medición de dist#nci#smolecul#res . Incluso se los 0# estudi#do como com onentes decom ut#dor#s cu-ntic#s / en # lic#ciones so stic#d#s de comunic#ciónó tic# como or e em lo en cri to)r#f&# cu-ntic# .

2.1 Composición de los fotones

Kos fotones se cl#si c#n como #rt&cul#s element#les est#s son losconstitu/entes element#les de l# m#teri# m-s recis#mente son

#rt&cul#s 5ue no est-n constituid#s or #rt&cul#s m-s e5ueO#s ni seconoce 5ue ten)#n estructur# intern#. %ertenece # l# f#mili# Mosón enf&sic# de #rt&cul#s un bosón es uno de los dos ti os b-sicos de

#rt&cul#s element#les de l# n#tur#le # se c#r#cteri #n orD

1. 7ener un es &n entero + 1 2 ...F.2. "o cum len el rinci io de e6clusión de %#uli / si)uen l#

est#d&stic# de MoseHEinstein. Esto 0#ce 5ue resenten unfenómeno ll#m#do condens#ción de MoseHEinstein el des#rrollode m-seres / l-seres fue osible uesto 5ue los fotones de l# luson bosonesF.

3. K# función de ond# cu-ntic# 5ue describe sistem#s de bosones essimétric# res ecto #l interc#mbio de #rt&cul#s.

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8 form#n #rte del )ru o bosón de )#u)e el cu#les un bosón 5ue #ct@#como ort#dor de un# inter#cción fund#ment#l de l# n#tur#le #.

Cl#si c#ción

%#rt&cul#element#l

9#mili# Mosón

Pru o Mosón de )#u)e

Inter#cción Electrom#)netis

mo

=&mbolos 0R oST

Anti #rt&cul#

Ell# mism#

:#s# +

id# medi# Est#ble

C#r)#eléctric#

+

3. Nomenclatura

El fotón fue ll#m#do ori)in#lmente or Albert Einstein cuanto delu!"# en f&sic# el fotón se re resent# norm#lmente con el s&mbolo l#letr# )rie)# )#mm# F. En 5u&mic# e in)enier&# ó tic# los fotones sesimboli #n 0#bitu#lmente or 5ue re resent# t#mbién l# ener)&#

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#soci#d# # un fotón donde es l# const#nte de %l#ncL / l# letr# )rie)# es l# frecuenci# de l# #rt&cul#.

$. %ropiedades f&sicas de los fotones

4.1 Emisión

Kos fotones se emiten en muc0os rocesos n#tur#les or e em locu#ndo se #celer# un# #rt&cul# con c#r)# eléctric# o dur#nte un#tr#nsición molecul#r.

4.2 Absorción

Kos fotones se #bsorben en los rocesos de re>ersión tem or#l 5uese corres onden con los /# mencion#dosD or e em lo en l# roducciónde #res #rt&cul#H#nti #rt&cul#.

'. Estructura del fotón

Ne #cuerdo con el cromo din-mico cu-ntic# un fotón re#l uedeinter#ctu#r como un# #rt&cul# untu#l o como un# colección de 5u#rLs/ )luones esto es como un 0#drón . K# estructur# de los fotones no sedetermin# or l#s tr#dicion#les distribuciones de 5u#rLs de >#lenci#como en un rotón sino or uctu#ciones del fotón untu#l en un#colección de #rtones .

(. Aplicaciones tecnoló)icas

Kos fotones tienen muc0#s # lic#ciones en tecnolo)&#. =e 0#nele)ido e em los 5ue ilustr#n l#s # lic#ciones de los fotones per se / no

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otros dis ositi>os ó ticos como lentes entre otros cu/o funcion#mientouede e6 lic#rse b# o un# teor&# cl-sic# de l# lu . El l-ser es un#

# lic#ción e6trem#d#mente im ort#nte. Kos fotones indi>idu#les uedendetect#rse or >#rios métodos. El tubo fotomulti lic#dor cl-sico se b#s#en el efecto fotoeléctrico J un fotón 5ue incide sobre un# l-min# de met#l#rr#nc# un electrón 5ue inici# # su >e un# #>#l#nc0# de electrones. Koscircuitos inte)r#dos CCN utili #n un efecto simil#r en semiconductores Jun fotón incidente )ener# un# c#r)# detect#ble en un condens#dormicroscó ico. Utros detectores como los cont#dores Pei)er utili #n l#c# #cid#d de los fotones #r# ioni #r molécul#s de )#s lo 5ue d# lu)#r# un c#mbio detect#ble en su conducti>id#d. K# fórmul# de l# ener)&# de

%l#ncL es utili #d# # menudo or in)enieros / 5u&micos endiseOo t#nto #r# c#lcul#r el c#mbio de ener)&# result#nte de l##bsorción de un fotón como #r# redecir l# frecuenci# de l# lu emitid#en un# tr#nsición de ener)&# d#d#. %or e em lo el es ectro de emisiónde un# l-m #r# uorescente uede diseO#rse utili #ndo molécul#s de)#s con diferentes ni>eles de ener)&# electrónic# / # ust#ndo l# ener)&#t& ic# con l# cu#l un electrón c0oc# con l#s molécul#s de )#s en el

interior de l# l-m #r#.

M# o #l)un#s condiciones se uede e6cit#r un# tr#nsición deener)&# or medio de dos fotones no ocurriendo dic0# tr#nsición con losfotones or se #r#do. Esto ermite microsco ios con m#/oresresoluciones or5ue l# muestr# #bsorbe ener)&# @nic#mente en l#re)ión en l# 5ue los dos r#/os de colores diferentes se sol# #n de form#si)ni c#ti># 5ue uede ser muc0o menor 5ue el >olumen de e6cit#ción

de un r#/o indi>idu#l. Adem-s estos fotones c#us#n un menor d#Oo # l#muestr# uesto 5ue son de menor ener)&#.

*. Efecto fotoeléctrico

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Nur#nte >#rios #Oos des ués de l# ublic#ción del tr#b# o de%l#ncL no se 0i o n#d# con res ecto # l# 0i ótesis de l# cu#nti #ción5ue 0#b&# introducido.

En 1*+' Albert Einstein ublicó un tr#b# o ll#m#do G=obre ununto de >ist# 0eur&stico concerniente # l# roducción /

tr#nsform#ción de lu G m-s conocido como el tr#b# o sobre el efectofotoeléctrico. 9ue en este mismo #Oo 5ue Einstein ublicó sus otrosdos celebr#dos tr#b# osD uno en el 5ue resentó l# teor&# de l#rel#ti>id#d es eci#l / otro en el 5ue tr#tó #cerc# del mo>imientobro;ni#no.

%l#ncL 0#b&# consider#do 5ue l# ener)&# de l#s #rt&cul#s 5ueform#n l#s #redes de l# c#>id#d 5ue roduce l# r#di#ción de cuer one)ro sol#mente od&# ser emitid# o #bsorbid# en m@lti los enterosde un cu#nto o elemento de ener)&#. Es m-s lle)ó # est# 0i ótesiscomo un# #r)uci# m#tem-tic# sin m#/or re#lid#d f&sic# #r# oderobtener l# distribución 5ue /# 0#b&# encontr#do us#ndo #r)umentosem &ricos de n#tur#le # ur#mente termodin-mic#.

9ue Einstein el rimero 5ue con su tr#b# o de 1*+' diosi)ni c#do f&sico # l# 0i ótesis de l# cu#nti #ción de l# ener)&#.

A %l#ncL nunc# se le ocurrió l# ide# de e6tender l# 0i ótesis del# cu#nti #ción # l# r#di#ción es decir no se le ocurrió su oner 5uel# r#di#ción electrom#)nétic# ten&# c#r-cter discreto.

K# ide# de 5ue l# lu / m-s )ener#lmente l# r#di#ción

electrom#)nétic#F estu>ier# com uest# or un con unto de#rt&cul#s 0#b&# sido ro uest# or "e;ton como se >io en el

c# &tulo . =in emb#r)o como t#mbién se >io e6isten en l#n#tur#le # fenómenos como l# interferenci# / l# difr#cción 5ue

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sol#mente se ueden e6 lic#r si l# r#di#ción es de n#tur#le #ondul#tori#.

Einstein en su tr#b# o su)irió 5ue l# su osición de 5ue l# lu

est- form#d# de cu#ntos discretos de ener)&# od&# ser # lic#d# ##l)unos fenómenos 5ue l# teor&# ondul#tori# de l# lu no od&#e6 lic#r como or e em lo l# uorescenci# / el efecto fotoeléctrico.

Con res ecto # l# uorescenci# Einstein su)irió l# e6 lic#ciónsi)uiente. C#d# cu#nto de r#di#ción o fotón #l ser #bsorbido or los-tomos de l# sust#nci# uorescente )ur# 2$F estimul# l# emisiónde uno o m-s fotones. K# sum# de l#s ener)&#s de los fotones

emitidos tiene 5ue ser i)u#l # l# ener)&# del fotón #bsorbido /# 5uel# ener)&# se debe conser>#r. %or t#nto si or e em lo se reemitendos fotones éstos deben com #rtir sus ener)&#s de t#l m#ner# 5uesu sum# se# i)u#l # l# del fotón #bsorbido. Ko cu#l si)ni c# 5ue l#ener)&# de c#d# fotón emitido es menor 5ue l# del #bsorbido.

7om#ndo en cuent# 5ue l# ener)&# de un fotón es ro orcion#l # sufrecuenci# lo #nterior si)ni c# entonces 5ue l# frecuenci# de l#

r#di#ción emitid# ser- menor 5ue l# de l# r#di#ción #bsorbid#. Vstees ust#mente el result#do e6 eriment#l 5ue /# se 0#b&# obtenido#nteriormente en #rticul#r or =toLes / 5ue no se 0#b&# odidoe6 lic#r con b#se en l# teor&# de :#6;ell.

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+i)ura 2*. As& e,plica Einstein la -uorescencia. n /tomo

absorbe un fotón 0 lue)o emite dos o m/s fotones. e este

modo# la ener)&a ue absorbió la del fotón incidente4 la

comparten los dos fotones emitidos.

Este #cuerdo # o/# el modelo de Einstein en el cu#l los cu#ntos delu o fotones se #bsorben o emiten en unid#des enter#s.

Con res ecto #l efecto fotoeléctrico Einstein escribió en su tr#b# oD

K# conce ción usu#l de 5ue l# lu est- distribuid#continu#mente en el es #cio en el 5ue se ro #)# encuentr#

di cult#des mu/ seri#s cu#ndo uno intent# e6 lic#r losfenómenos fotoeléctricos t#l como los # untó Ken#rd en sutr#b# o ionero.

Ne #cuerdo con el conce to de 5ue l# lu incidente consistede cu#ntos de ener)&# de m#)nitud i)u#l #l roducto de l#const#nte de %l#ncL 0 or l# frecuenci# de l# lu sinemb#r)o uno uede concebir l# e6 ulsión de electrones orl# lu de l# m#ner# si)uiente. Cu#ntos de lu enetr#n l# c# #su er ci#l del cuer o )ur# 2(F / su ener)&# se tr#nsform#

or lo menos en #rte en ener)&# cinétic# de los electrones.K# m#ner# m-s sencill# de im#)in#r esto es 5ue un cu#nto delu entre)# tod# su ener)&# # un solo electrónJ su ondremos5ue esto es lo 5ue sucedeW...X n electrón #l 5ue se le 0#im #rtido ener)&# cinétic# dentro del cuer o 0#br- erdido

#rte de est# ener)&# #l tiem o 5ue lle)ue # l# su er cie.Adem-s su ondremos 5ue #r# oder esc# #r del met#lelectrón tiene 5ue 0#cer un# determin#d# c#ntid#d detr#b# o c#r#cter&stico de l# sust#nci# en cuestión.

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+i)ura 25. E,plicación de Einstein del efecto fotoeléctrico.

n fotón de la radiación es absorbido por un electrón de

un /tomo 0 como consecuencia es despedido.

Einstein e6 licó este fenómeno como l# colisión de dos#rt&cul#sD el fotón / el electrón del -tomo. Einstein redi o deest# m#ner# 5ue l# ener)&# cinétic# m-6im# 5ue debe tener unelectrón emitido or un met#l debe #ument#r #l #ument#r l#frecuenci# de l# r#di#ción incidente. Este 0ec0o se muestr# en l#)r- c# de l# )ur# 2*. K# l&ne# 1 corres onde #l met#l 1 / #s& sucesi>#mente. Consideremos or e em lo el met#l 3. %#r#frecuenci#s menores 5ue f +3 no se emite nin)@n electrón delmet#l. Al #ument#r l# frecuenci# de l# r#di#ción incidente elelectrón ># #d5uiriendo c#d# >e m-s ener)&# cinétic# /# 5ue0#br- c0oc#do con fotones m-s ener)éticos / éstos le tr#ns erensu ener)&#. "ot#mos 5ue l# m&nim# frecuenci# f + es c#r#cter&stic#de c#d# met#l / como lo su)irió Einstein est- rel#cion#d# con el

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tr#b# o neces#rio #r# 5ue el electrón #b#ndone su su er cie.Ubser>#mos 5ue en est# descri ción l# intensid#d de l# r#di#ciónno inter>iene #r# n#d#.

+i)ura 26. %redicción de Einstein del comportamiento de

la ener)&a cinética de los fotones despedidos por 7arios

metales. 8as l&neas son rectas 0 todas tienen la mismainclinación# ue est/ relacionada con la constante de

%lanc9.

K# redicción #dem-s nos indic# 5ue #r# c#d# met#l l# l&ne#corres ondiente tiene 5ue ser recis#mente un# l&ne# rect#. Esm-s l#s rect#s 5ue corres onden # distintos met#les deben ser

#r#lel#s. Einstein encontró 5ue l# inclin#ción de est#s rect#s esuni>ers#l o se# l# mism# #r# tod#s l#s sust#nci#s / est-rel#cion#d# con l# const#nte de %l#ncL.

Einstein diceD

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Ne lo 5ue me uedo cercior#r no 0#/ contr#dicción entreest#s conce ciones / l#s ro ied#des del efecto fotoeléctricoobser>#d#s e6 eriment#lmenteF or Ken#rd. =i c#d# cu#ntode ener)&# de l# lu incidente inde endientemente de todo lodem-s entre)# tod# su ener)&# # un solo electrón entoncesl# distribución de l# ener)&# cinétic# de los electronese6 uls#dos ser- inde endiente de l# intensid#d de l# luincidente.

Est#s redicciones 0ec0#s or Einstein son ust#mente l#s 5uese 0#b&#n encontr#do #nteriormente de result#dos e6 eriment#les

>é#se el c# &tulo IIF / su)ieren un# e6 lic#ción de tod#s l#sobser>#ciones 5ue #rec&#n ser #r#dó ic#s en el conte6to de l#teor&# de :#6;ell.

Kos d#tos e6 eriment#les dis onibles en 1*+' sol#mentesu)irieron 5ue l#s conclusiones de Einstein er#n correct#s ero #r#1*1! l# >#lide de l# rel#ción de Einstein entre l# m-6im# ener)&#

cinétic# de los electrones / l# frecuenci# de l# r#di#ción #bsorbid# se0#b&# con rm#do len#mente.

E. K#denbur) demostró e6 eriment#lmente en 1*+3 5ue l#ener)&# de los electrones e6 uls#dos es inde endiente de l#intensid#d de l# lu ero ro orcion#l # su frecuenci#.%osteriormente en 1*12 A. K. <u)0es midió l# m-6im# ener)&#cinétic# de los electrones emitidos or un buen n@mero de

elementosD ot#sio c#lcio m#)nesio c#dmio cinc lomo bismuto /#rsénico. Encontró en rimer lu)#r 5ue efecti>#mente l# ener)&#cinétic# de los electrones d#b# un# l&ne# rect# #l c#mbi#r l#frecuenci# de l# lu . Adem-s encontró 5ue l# inclin#ción de est#srect#s #r# tod#s l#s sust#nci#s con l#s 5ue tr#b# ó er# i)u#l es

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decir er# un# inclin#ción uni>ers#l >er )ur# 2*F. 9ue ,obert:illiL#n 5uien en un# brill#nte serie de e6 erimentos mu/det#ll#dos eliminó cu#l5uier dud# #cerc# de l# >#lide de l#sconclusiones obtenid#s or Einstein. Al recibir el remio "obel de9&sic# en 1*23 or su tr#b# o :illiL#n di oD

Nes ués de die #Oos de rob#r c#mbi#r # render / # >ecese5ui>oc#rse todos los esfuer os 0#biendo est#do diri)idosdesde el rinci io # l# medición e6 eriment#l recis# de l#sener)&#s de emisión de los fotoelectrones or# como funciónde l# tem er#tur# or# de l# frecuenci# or# del m#teri#l este

tr#b# o resultó contr#diciendo mis ro i#s es er#n #s en l#rimer# rueb# e6 eriment#l direct# en 1*14 de l# >#lide

e6#ct# dentro de mu/ estrec0os l&mites de errorese6 eriment#les de l# ecu#ción de Einstein / de l# rimer#determin#ción fotoeléctric# direct# de l# const#nte 0 de%l#ncL.

Est# @ltim# determin#ción # l# 5ue se re ere :illiL#n resultó ##rtir de l# inclin#ción de l#s rect#s 5ue como >imos #rrib# est-

rel#cion#d# con l# const#nte de %l#ncL.

El efecto fotoeléctrico resent#b# otr# )r#n di cult#d #r# l#teor&# de l# r#di#ción de :#6;ell. En 1*1! lord ,#/lei)0 estimó 5uede #cuerdo con l# teor&# de :#6;ell # un electrón dentro de unmet#l le deber&# de lle>#r un eriodo de >#ri#s 0or#s #bsorber l#

ener)&# su ciente de un 0# de r#di#ción #r# oder esc# #r. =inemb#r)o como /# lo 0#b&#n not#do Y. Elster / <. Peitel en 1*++ l## #rición de fotoelectrones ocurre r-ctic#mente en form#simult-ne# con l# ilumin#ción de l# su er cie del met#l. En 1*2( E.U. K#;rence / Y. Z. Me#ms encontr#ron 5ue el inter>#lo entre l#

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incidenci# de l# r#di#ción l# # #rición de los electrones er# menor5ue 3 1+ H* se)undos. En 1*'' A. 7. 9orrester / col#bor#doresest#blecieron #l tr#b# #r con m#/or recisión 5ue este inter>#lodeber&# ser menor 5ue l+ H1+ se)undos. K# e6 lic#ción de este 0ec0oes mu/ sencill# de #cuerdo con l#s ide#s de Einstein. =i el efectofotoeléctrico se debe # l# colisión entre un fotón / un electrón dentrodel met#l entonces l# tr#nsferenci# de l# ener)&# es r-ctic#menteinst#nt-ne#.

Es #s& como el tr#b# o de Einstein udo e6 lic#r #l)unosfenómenos 5ue no se od&#n e6 lic#r con l# teor&# de l# r#di#ción de

:#6;ell. =in emb#r)o se resent#b# un# )r#n contr#dicción. %or unl#do e6ist&#n fenómenos en l# n#tur#le # como or e em lo l#interferenci# / l# difr#cción 5ue se e6 lic#b#n sol#mente con un#teor&# ondul#tori# mientr#s 5ue or otro l#do 0#b&# otrosfenómenos como el efecto fotoeléctrico 5ue sol#mente se od&#ne6 lic#r su oniendo 5ue l# lu est#b# com uest# de cor @sculosEntonces ¿5ué er# l# lu ond# o #rt&cul#? "os #del#nt#remos un

oco en este rel#to #r# continu#r el tem# del des#rrollo conce tu#lde l# n#tur#le # de l# lu .

El mismo %l#ncL se mostró renuente # #ce t#r l# e6tensión deEinstein # l# r#di#ción electrom#)nétic#. En 1*1+ %l#ncL escribióD G=iel conce to de fotón se #ce t#r# l# teor&# de l# lu re)res#r&# orsi)los # l# é oc# en l# 5ue los se)uidores de "e;ton / <u/)ensdis ut#b#n sobre l# cuestión de #rt&cul# contr# l# teor&# ondul#tori#de l# lu . 7odos los frutos del )r#n tr#b# o de :#6;ell est#r&#n#men# #dos or un#s cu#nt#s es ecul#ciones m-s bien dudos#sG.

K#s ide#s de Einstein des# #b#n de m#ner# fund#ment#l tod#l# teor&# electrom#)nétic# entonces conocid#. =e resent#ron l#ssi)uientes cuestionesD #F ¿%or medio de 5ué roceso se #bsorben /

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se emiten los fotones?J bF los fotones no tienen l# erm#nenci# 5uetienen l#s #rt&cul#s m#teri#les. Ne l#s ide#s de Einstein #recer&#5ue los fotones se ueden destruir / cre#r de un# m#ner# 5ue noocurre con otr#s #rt&cul#sJ cF ¿cómo se uede #soci#r un#

eriodicid#d # los fotones si son #rt&cul#s?J dF si l# lu est#com uest# de fotones ¿cómo uede entonces d#r lu)#r #fenómenos como l# interferenci# / l# difr#cción?

En 1*+* Einstein ublicó un tr#b# o con el 5ue se inició l##rdu# com rensión rofund# de l# n#tur#le # de l# lu . Consideró l#r#di#ción contenid# en un >olumen d#do / c#lculó l#s uctu#ciones

en los >#lores de l# ener)&# con res ecto # su >#lor romedio.Encontró un result#do mu/ sor rendente. Est#s uctu#ciones soni)u#les # l# sum# de dos términosD uno de ellos es i)u#l #l 5ue seobtendr&# con b#se en l# teor&# ondul#tori# de :#;ellJ el otrotérmino es i)u#l #l 5ue se obtendr&# de #cuerdo con l# teor&#cor uscul#r de l# lu . Es decir Einstein encontró el result#do de 5uel#s uctu#ciones de l# r#di#ción son l# sum# de un términocorres ondiente # l#s uctu#ciones de ond#s / de otro 5uecorres onde # l#s uctu#ciones de #rt&cul#s.

Al #n#li #r con cuid#do l#s c#r#cter&stic#s de los términosobtenidos or Einstein se encuentr# uno con lo si)uienteD #r#frecuenci#s mu/ )r#ndes el término 5ue domin# es elcorres ondiente # l#s #rt&cul#s mientr#s 5ue #r# frecuenci#s mu/

e5ueO#s el 5ue domin# es el corres ondiente # ond#s. =inemb#r)o con l#s frecuenci#s cu/os >#lores no son ni #ltos ni b# oslos dos términos son com #r#bles or lo 5ue #mbos contribu/ensimultáneamente. Esto si)ni c# 5ue [l# r#di#ción se com ort# #l

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mismo tiem o como si fuer# ond# / #rt&cul#\ Es decir 5ue 0#/ un#du#lid#d ond#Hcor @sculo.

¿7eor&# ondul#tori# o teor&# cor uscul#r de l# lu ? 7odos los

f&sicos de es# é oc# # e6ce ción de uno se)u&#n con>encidos de l#n#tur#le # ondul#tori# de l# lu . =ólo Yo0#nnes =t#rL cre&# en l#s

#rt&cul#s de Einstein. %ero #r# todos incluido =t#rL re)&# elrinci io de Go lo uno o lo otroG. =in emb#r)o Einstein se 0#b&# d#do

cuent# de 5ue ten&# 5ue ser Gt#nto lo uno como lo otroG.Efecti>#mente er# un re uicio creer 5ue todo ente f&sico ten&# 5ueser o bien #rt&cul# o bien ond# / or cierto un re uicio rmemente

est#blecido en l# mente de todo el mundo. Ne 0ec0o l# mec-nic# de"e;ton se 0#b&# des#rroll#do tom#ndo en cuent# l#s #rt&cul#smientr#s 5ue el electrom#)netismo de :#6;ell l#s ond#s. "o e6ist&#ni se conceb&# entonces un# teor&# #r# entes 5ue fuer#n Gt#nto louno como lo otroG. Con ello Einstein se #del#ntó # sus cole)#s.

=e encuentr# uno #0or# #nte un# situ#ción # #rentemente#r#dó ic# en l# cu#l #rece 5ue l# n#tur#le # de l# r#di#ción

electrom#)nétic# es t#l 5ue dos com ort#mientos irreconcili#bles elondul#torio / el cor uscul#r se # lic#n # diferentes dominios. Enciert#s condiciones e6 eriment#les l# r#di#ción se com ort# como si

fuera un# ond# mientr#s 5ue en otr#s condiciones e6 eriment#lesse com ort# como si fuera un# #rt&cul#. As& #r# los fenómenosm#croscó icos de re e6ión refr#cción interferenci# difr#cción l#r#di#ción se com ort# como si fuer# ond# mientr#s 5ue #r# otrosfenómenos microscó icos en 5ue se >en in>olucr#d#s inter#ccionesentre l# r#di#ción / los -tomos de sust#nci#s l# r#di#ción secom ort# como si fuer# un cor @sculo. K# lu es entonces den#tur#le # du#l.

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En el mismo #Oo de 1*+* Einstein resentó este @ltimo tr#b# oen un con)reso 5ue se lle>ó # c#bo en =#l bur)o Austri# el rimero#l 5ue #sistió. Al termin#r Einstein de resent#r sus conclusiones%l#ncL como director de deb#tes 0i o uso de l# #l#br#. Con >#loro ci#l or ser l# )r#n #utorid#d de l# f&sic# %l#ncL ne)ó su# rob#ción # l# 0i ótesis de los cu#nt# de lu . "o obst#nte 5uedó

#tente @blic#mente l# #lt# consider#ción 5ue %l#ncL tributó #l o>en Einstein. K# onenci# de Einstein #nte el foro de cient& cos / l#res uest# de %l#ncL fueron un# demostr#ción de un duelo entrec#b#lleros. Einstein fue recibido # l# >ist# de todos entre los

rimeros f&sicos del momento.

Einstein /# est#b# dest#c#ndo de un# m#ner# mu/ sin)ul#r."o se le od&# medir con criterios norm#les. <#b&# uesto en m#rc0#]0#c&# /# cu#tro #Oos] el derrumb#miento de l# im#)en 5ue delmundo # nuestro #lrededor se ten&# en l# f&sic#. %ero en contr#stecon l#s re>oluciones ol&tic#s 5ue #rm#n muc0o ruido est#sub>ersión cient& c# lle)ó mu/ silencios#. %ocos f&sicos 5ueescuc0#ron # Einstein en =#l bur)o se dieron cuent# de 5ue est#b#nen medio de un# re>olución.

Conclusión

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Actu#lmente se cree com render teóric#mente l# n#tur#le #fund#ment#l del fotón. El modelo est-nd#r redice 5ue el fotón es unbosón de )#u)e de s in 1 sin m#s# ni c#r)# 5ue medi# l# inter#cciónelectrom#)nétic# / 5ue result# de l# simetr&# )#u)e loc#l 1F . =inemb#r)o los f&sicos contin@#n busc#ndo discre #nci#s entre lose6 erimentos / l#s redicciones del modelo est-nd#r busc#ndo nue>#s

osibilid#des #r# l# f&sic# m-s #ll- del modelo est-nd#r. En #rticul#r0#/ cot#s de m#/or recisión en los e6 erimentos #r# los l&mitessu eriores #r# un# 0i otétic# c#r)# / m#s# del fotón.

=e 0# in>esti)#do muc0o l#s osibles # lic#ciones de los fotonesen ó tic# cu-ntic# . Kos fotones #recen #decu#dos como elementos deun orden#dor cu-ntico / el entrel# #miento cu-ntico de los fotones esun c#m o de in>esti)#ción. Utr# -re# de in>esti)#ción #cti># sonlos rocesos ó ticos no line#les con tó icos t#les como l# #bsorción dedos fotones #uto modul#ción de f#ses / los oscil#dores ó ticos

#r#metri #dos . 9in#lmente los fotones son esenci#les en #l)unos#s ectos de l# comunic#ción ó tic# es eci#lmente en cri to)r#f&#cu-ntic# .

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