LA INTERFERENCIA DE LA DOBLE RENDIJA DE YOUNG PARA LA LUZ (5

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LA INTERFERENCIA DE LA DOBLE RENDIJA DE YOUNG
PARA LA LUZ (5º) Y PARA ELECTRONES (1º) DOS DE
LOS DIEZ EXPERIMENTOS MAS BELLOS DE LA FÍSICA
Dr. Reinaldo Welti Profesor Titular -
Departamento de Física Facultad de Ciencias e
Ingeniería Universidad Nacional de
Rosario-Argentina
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LOS DIEZ EXPERIMENTOS MÁS BELLOS DE LA FÍSICA
Cuál es el experimento más bello de la
física? Esa es la pregunta que R. P. Crease,
historiador de la ciencia, hizo a los lectores de
la revista Physics World en el año 2002. La
mayoría de los experimentos elegidos tuvieron
lugar sobre una mesa y ninguno de ellos precisó
más poder de computación que una regla de cálculo
o una calculadora. Se trata de la belleza en su
sentido clásico la simplicidad lógica del
aparato y del análisis de sus resultados, no son
confusos ni ambiguos y aportan algo original
sobre el comportamiento de la naturaleza. En
esta charla vamos a ocuparnos de dos de los
experimentos elegidos La interferencia de la
doble rendija de Young para la luz (5º en el
ranking) y para electrones (1º). Antes vamos a
comentar brevemente en el orden que fueron
votados los diez experimentos más bellos de la
física
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1. Interferencia de electrones en una doble
rendija de Young (Jönsson, 1961). La dualidad
onda-partícula de la naturaleza es el principio
fundamental de la física cuántica.. En 1927 la
naturaleza ondulatoria de los electrones fue
establecida experimentalmente mediante la
observación de un patrón de difracción (un
fenómeno característico de la propagación de
ondas) cuando incidía un haz de electrones
sobre un cristal de níquel.
Este experimento era más conocido como
experimento pensado. Un haz de electrones incide
sobre una placa provista de dos rendijas próximas
qué se observa sobre una pantalla, colocada
detrás de las rendijas, sobre la cual cada
electrón produce un punto luminoso al chocar? Si
los electrones se comportasen como partículas el
patrón esperado en la pantalla sería el de dos
franjas luminosas, cada una de ellas imagen de
una de las rendijas. Sin embargo, de acuerdo a la
física cuántica, el haz electrónico se divide en
dos y los haces resultantes interfieren uno con
otro, formándose en la pantalla un curioso patrón
de bandas oscuras y luminosas. Fue recién en 1961
que Claus Jönsson llevó a cabo el experimento en
forma real.
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2. El experimento de la torre de Pisa (Galileo
siglo XVII) A fines del siglo XVI todos creían
que los objetos pesados caían más rápidamente que
los livianos. Después de todo, Aristóteles había
dicho que así eran las cosas. Galileo arrojó
simultáneamente dos pesos diferentes desde la
punta de la torre inclinada de la ciudad de Pisa
y observó que los dos objetos aterrizaban al
mismo tiempo. Su osadía demostró la
importancia de tomar a la experiencia, y no a la
imaginación humana, como árbitro en materias de
ciencia.
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3. El experimento de la gota de aceite
(Millikan - 1909) El físico estadounidense
Robert A. Millikan efectuó la primera medición
directa y concluyente de la carga eléctrica de
un electrón. Usando un atomizador de perfume
desparramó pequeñas gotas de aceite dentro de una
cámara transparente. En las partes superior e
inferior había placas metálicas unidas a una
batería, siendo una positiva y la otra negativa.
Cuando el espacio entre las placas metálicas era
ionizado por radiación (por ejemplo, rayos X),
los electrones del aire se pegaban a las gotitas
de aceite, adquiriendo éstas una carga negativa.
Como cada gotita adquiría una leve carga de
electricidad a medida que viajaba a través del
aire, la velocidad de su movimiento podía ser
controlada alterando el voltaje entre las placas.

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5. La descomposición de la luz solar mediante un
prisma (Newton-1665)El sentido común sostenía
que la luz blanca era la más pura (otra vez
Aristóteles) y que la luz de colores había sido
corrompida de alguna manera. Para probar esta
hipótesis, Newton hizo incidir un rayo de luz
solar sobre un prisma de vidrio y demostró que el
prisma descomponía la luz en un espectro sobre la
pared. Lo que parecía muy simple visto
superficialmente, un rayo de luz blanca, era
hermosamente complejo si se lo miraba con
profundidad.
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5. El experimento de la interferencia de la luz
(Young 1801). Newton había convencido al
mundo científico que la luz consistía
exclusivamente en partículas. Thomas Young, un
medico y físico inglés, puso la idea a prueba.
Cubrió una ventana con papel opaco al que le hizo
un pequeño agujero con un alfiler. Luego usó un
espejo para desviar el fino rayo que incidía a
través de la ventana e interpuso en su camino una
carta de costado, de no más de dos milímetros de
espesor, dividiendo al rayo en dos. El resultado
fue una sombra de bandas luminosas y oscuras
alternadas sobre una pantalla. Un fenómeno que
podía ser explicado si los dos rayos interactúan
como si fuesen ondas.
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6. El experimento de la balanza de torsión
(Cavendish 1798) El científico inglés Henry
Cavendish midió por primera vez la intensidad de
la fuerza de gravedad. El aparato empleado fue
una balanza de torsión, esencialmente un alambre
soportando una barra de madera con dos pequeñas
esferas metálicas en sus extremos. Cerca de cada
una de ellas colocó esferas de plomo de 170 kilos
cada una. La atracción gravitatoria entre pares
de esferas causaba una leve torsión del alambre,
proporcional a la intensidad de la fuerza. Esto
permitió el primer cálculo del valor de la
constante gravitatoria G. El experimento fue
popularmente conocido como el pesaje de la Tierra
porque la determinación de G permitió calcular la
masa de la Tierra.
Cavendish realizando experimentos en su
laboratorio.
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7. La medición de la circunferencia terrestre
(Eratóstenes siglo III a.c.) En Aswan,
algunos 800 kms al sudeste de Alejandría en
Egipto, los rayos del sol caen perpendicularmente
al mediodía durante el solsticio de verano.
Eratóstenes notó que en Alejandría, el mismo día
y a la misma hora, los rayos del sol formaban un
ángulo de 7 grados con la vertical. Dada la
distancia estimativa entre las dos ciudades,
Eratóstenes calculó la circunferencia de la
Tierra usando simple geometría. Como existen
dudas sobre la unidad de medida usada, la
exactitud de su resultado es incierta pero podría
haber variado entre un 5 y un 17 por ciento del
valor aceptado actualmente.
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8. El experimento del plano inclinado (Galileo
siglo XVII) Galileo continuó refinando sus
ideas acerca de los objetos en movimiento. Arrojó
bolas de bronce por un plano inclinado midiendo
el tiempo del descenso con un reloj de agua (una
gran vasija que se vaciaba a través de un tubo
muy fino) Luego de cada corrida pesaba el agua
que había salido de la vasija, a partir de ello
deducía el tiempo de la caída y lo comparaba con
la distancia que la bola había viajado.
Aristóteles hubiese predicho que la velocidad de
una bola rodante sería constante si uno dobla el
tiempo que viajó, se doblaría la distancia
recorrida. Galileo fue capaz de demostrar que, en
realidad, la distancia es proporcional al
cuadrado del tiempo si uno duplica el tiempo, la
bola viajará cuatro veces más lejos. La razón es
que la bola está siendo constantemente acelerada
por la fuerza de gravedad.
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9. El descubrimiento del núcleo (Rutherford
1911) En 1911 se pensaba que los átomos
consistían en una nube de carga eléctrica
positiva con electrones embebidos, el modelo
pastel con pasas de uvas. Pero cuando Ernest
Rutherford disparó pequeños proyectiles cargados,
llamados partículas alfa, contra una delgada
lámina de oro se sorprendió al encontrar que un
pequeño porcentaje de proyectiles rebotaban.
Concluyó que los átomos en realidad no podían ser
tan pulposos. La mayor parte de la masa debía
estar concentrada en una diminuta coraza, hoy
llamada núcleo, con los electrones girando a su
alrededor. Esta imagen del átomo, con ciertos
remiendos cuánticos, es la que persiste hoy en
día.
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10. El péndulo de Foucault (Foucault
1851) En Paris el científico francés Jean
Foucault suspendió una bola de hierro de 30 kilos
de la cúpula del Panteón usando un cable de acero
de 60 metros de largo y la puso en movimiento,
meciéndose ida y vuelta. Para marcar su progreso
le agregó una aguja a la bola y puso arena en el
piso. La audiencia observó con asombro como el
péndulo inexplicablemente parecía rotar, dejando
una traza ligeramente distinta en cada
oscilación. En realidad era el piso del Panteón
el que se movía lentamente y Foucault había
demostrado, más convincentemente que nunca, que
la Tierra gira alrededor de su eje. En la latitud
de Paris el recorrido del péndulo efectúa una
rotación completa en el sentido de las agujas del
reloj cada 30 horas, en el hemisferio sur el
péndulo rota en sentido opuesto y en el Ecuador
no rota para nada.
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La Interferencia de Young de la doble rendija
para la luz
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Breve historia acerca de la naturaleza de la luz
Las primeras teorías documentadas acerca de la
naturaleza de la luz provienen de los antiguos
griegos. Aristóteles creía que la luz era una
especie de perturbación del aire, uno de los
cuatro "elementos" que componían la materia.
Siglos después, Lucrecio, quien, como
Demócrito, creía que la materia estaba compuesta
de "átomos indivisibles", y que la luz era una
partícula emitida por el sol. En el siglo XVII,
surgieron en Francia dos modelos distintos para
explicar el fenómeno de la luz. El filósofo y
matemático francés René Descartes creía que una
sustancia invisible, que el denominó el plenum,
permeaba el universo. Igual que Aristóteles,
Descartes creía que la luz era una perturbación
que viajaba a través del plenum, como una ola
viaja a través del agua. Pierre Gassendi, un
contemporáneo de Descartes, cuestionó esta
teoría, y declaró que la luz estaba compuesta de
partículas diferenciadas.
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Mientras se desarrollaba esta controversia entre
dos filósofos franceses rivales, dos destacados
científicos ingleses del siglo XVII se inclinaban
a considerarla uno como partículas y el otro como
ondas. Isaac Newton, después de considerar
ambos modelos, decidió finalmente que la luz
estaba hecha de partículas (aunque las llamó
corpúsculos). Robert Hooke, era partidario de
la teoría ondulatoria. Estos dos científicos, a
diferencia de los anteriores, basaron sus
teorías en las observaciones del comportamiento
de la luz reflexión y refracción. La reflexión,
como en un espejo, era un acontecimiento bien
conocido, pero la refracción, no era bien
entendido en ese entonces.
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Los partidarios de la teoría corpuscular
señalaban que la reflexión era una evidencia que
la luz consistía en partículas individuales que
rebotaban de los objetos, como bolas de billar.
Newton pretendía que la refracción podía ser
explicada a través de sus leyes de movimiento, en
la que las partículas de luz eran los objetos en
movimiento. Suponía que cuando las partículas de
luz cruzaban el límite entre dos materiales de
diferentes densidades, tal como el aire y el
agua, una fuerza perpendicular a la interfase
producía un incremento en su velocidad y el
cambio de dirección de las partículas.
Como la luz no doblaba las esquinas o los
obstáculos, Newton creía que la luz no podía
difractarse. Por lo tanto, concluía que la luz no
era una onda. Para explicar las pequeñas
desviaciones de los rayos de luz al pasar por un
obstáculo o un pequeño orificio apelaba a la
existencia del fenómeno de inflexión atracción
entre los corpúsculos de luz y un medio material
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Hooke y Huygens pensaban que la refracción se
debía a que las ondas de luz tenían una velocidad
menor en un medio más denso que el aire, como el
agua y, por consiguiente, cambiaban su dirección.
La teoría ondulatoria postulaba que la luz
viajaba a través de algún tipo de material que
llena todo el espacio. Huygens llamó a este medio
el éter.
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Debido a la fama y reputación de Newton, muchos
científicos del siglo XVII y XVIII adhirieron a
la idea que la luz era una partícula.
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LOS ORÍGENES DEL CONCEPTO DE INTERFERENCIA Los
comerciantes ingleses en el siglo 17 observaron
un curioso comportamiento de las mareas en el
golfo de Tongkin (hoy Hanoi). El patrón de las
mareas ha sido descrita en 1684, por el viajero
inglés Francis Davenport, en una carta publicada
en Philosophical Transactions (Davenport,
1684). En esa región nunca hay más de una marea
alta al día, y dos veces cada mes lunar, a
intervalos de 14 días, no hay ninguna marea. En
los siguientes siete días, la altura de la marea
aumenta y llega a su mayor altura cuando la luna
está en su máxima declinación. Esta anormalidad
ha atraído la atención de la comunidad científica
inglesa, y es natural que Newton se haya ocupado
del tema en su Principia de 1688. Newton atribuyó
el patrón de las mareas de Tongkin a la
superposición de dos mareas que llegan de
diferentes direcciones. Una marea, sugirió,
procede del mar de China, con un retraso de 6
h, y la otra del mar de la India, con un
retraso de 12 h. Cuando ellas tienen la misma
amplitud sus efectos se cancelan en la zona del
golfo de Tongkin (Newton 1688).
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A pesar que el concepto de interferencia ya
estaba implícita en la explicación de Newton de
las anomalías de las mareas en el golfo de
Tongkin fue Thomas Young (1801) el que supuso
que el concepto de interferencia era un principio
aplicable por igual a la interacción de las
mareas, los batidos producidos por la
superposición de dos sonidos de casi la misma
frecuencia, y para los colores de películas
delgadas. Este principio - él mismo lo llamó una
ley general - ha sido el más valioso de los
muchos legados de Young a la ciencia.
Figuras utilizadas por Young para mostrar la
interferencia constructiva y destructiva de las
ondas. Las líneas sólidas en A muestran las dos
ondas componentes y la central en lineas cortadas
se muestra la onda resultante reducida a la mitad
de su valor. Las líneas sólidas en B y C muestran
las ondas componentes en diferentes relaciones de
fase.
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Un dibujo de su libro Lectures (1807) que muestra
el patrón de interferencia que se obtiene
tirando dos piedras de igual tamaño en el
estanque en el mismo tiempo. El diagrama es para
ilustrar una clase de hidráulica, pero
explícitamente hace una analogía con la acústica
y la óptica.
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Suponiendo que la luz de un dado color consiste
en ondulaciones de una cierta longitud de onda, o
de una dada frecuencia, se sigue que estas
ondulaciones pueden dar lugar a los mismos
efectos que ya hemos examinado en el caso de las
ondas en agua y ondas sonoras Se ha mostrado
que dos series iguales de ondas, que se originan
en centros que están próximos entre sí, pueden
destruirse uno con el otro en ciertos puntos,
mientras que en otros se duplican y el batido de
dos sonidos se puede explicar mediante una
interferencia similar Vamos ahora aplicar los
mismos principios a la superposición y
desaparición de los colores
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Para que los efectos de dos porciones de la luz
puedan ser combinadas de esta forma es necesario
que tengan el mismo origen y que lleguen al
mismo punto por caminos diferentes, en
direcciones no muy diferentes El caso más
simple parece ser, cuando un haz de luz homogéneo
incide sobre una pantalla en la que hay dos
agujeros muy pequeños o dos rendijas, que pueden
considerarse como centros de divergencia, desde
donde la luz se difracta en todas las
direcciones (este experimento es original) En
este caso, cuando los dos haces así formados se
reciben sobre una pantalla que los intercepta, su
luz se divide por franjas oscuras, en partes casi
iguales, pero cada vez más anchas cuando la
pantalla se aleja de las aberturas
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(No Transcript)
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Explicación de Young de los resultados de su
experiencia
El medio de las dos porciones es siempre
brillante y las franjas brillantes que están a
cada lado están en distancias tales que la luz
que le llega de una de las aberturas debe haber
recorrido una distancia que es más larga que la
que le viene de la otra en una longitud de dos,
tres o más longitudes de onda, mientras que las
zonas oscuras corresponden a una diferencia de
camino de una media, tres media o más longitudes
de onda
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Comparando los resultados de varios
experimentos, se puede estimar que la longitud de
onda de la luz roja en el aire es de
aproximadamente 1/36000 pulgadas (aproximadamente
0.6x10-6 m) y la del violeta 1/60000 pulgadas,
(aproximadamente 0.4x10-6 m) mientras que la
media del espectro total es de 1/45000 pulgadas.
A partir de estas dimensiones se sigue,
utilizando la velocidad de la luz conocida, que
casi 500 millones de millones de longitudes de
onda de estas ondulaciones entran en el ojo en un
segundo
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A través de este experimento conocido como el
experimento de la doble rendija" de Young, y
votado, en el año 2002 como el quinto experimento
más hermoso de la Física), Young demostró con
certeza que la la luz era una onda. En efecto,
midió su longitud de onda y su frecuencia, y
estas son magnitudes asociadas a una onda
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Lentamente, debido a los obstáculos causados por
la reputación de Newton y al legado de su teoría
corpuscular, los científicos del siglo XIX,
comenzaron a reconocer que la luz es una onda.
(contribución de Fresnel)
En 1865 Maxwell publicó el Libro A Dynamical
Theory of the Electromagnetic Field donde
modifica ley de Ampere y predice la existencia de
ondas electromagnéticas que se propagan a la
velocidad de la luz. De esta forma Maxwell
identificó la luz como una onda electromagnética,
unificando así la óptica con el electromagnetismo.
El gran triunfo del modelo ondulatorio para la
luz !!!
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SIN EMBARGO,
En 1905, un joven alemán, empleado de la oficina
de patentes de Zurich, llamado Albert Einstein,
demuestra que la idea de que la luz se comporta
como una onda no es totalmente correcta y que la
energía de un haz de luz viaja en paquetes
discretos más que distribuida continuamente sobre
una región del espacio.
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Efecto Fotoeléctico
Hertz (1887) JJ Thomson (1889) Lenard (1902)
En un artículo titulado "Un punto de vista
heurístico sobre la producción y transformación
de la luz" (1905) Einstein mostró que la idea de
partículas discretas de luz (fotones) podía
explicar el efecto fotoeléctrico y la presencia
de una frecuencia característica para cada
material por debajo de la cual no se producía
ningún efecto. Por esta explicación del efecto
fotoeléctrico Einstein recibiría el Premio Nobel
de Física en 1921.
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Dualidad onda-corpúsculo El efecto
fotoeléctrico fue uno de los primeros efectos
físicos que puso de manifiesto la dualidad
onda-corpúsculo característica de la mecánica
cuántica. La luz se comporta como ondas
pudiendo producir interferencias y difracción
como en el experimento de la doble rendija de
Young, pero intercambia energía de forma discreta
en paquetes de energía, (fotones), cuya energía
depende de la frecuencia de la radiación
electromagnética. E energía del fotón, f su
frecuencia E hf h constante de Planck h
6.626 0693x10-34 J.s 4.135 667 43x10-15 eV.s p
momento del fotón E/c h/l
P 1 mW, S 1 mm2, I 103W/m2, N flujo de
fotones 1021 fotones/ segundo
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Cómo puede la luz ser ambas cosas una partícula
y una onda? Muchas veces en la ciencia cuando
surge una paradoja, es porque o bien no definimos
nuestras vocablos adecuadamente, o no se
contrastan las ideas con una situación específica
del mundo real. Vamos a definir partículas y
ondas de la manera siguiente Las ondas se
distribuyen continuamente en el espacio, se
pueden superponer, y específicamente exhiben el
fenómeno de interferencia. Las partículas
están distribuidas de manera discreta y solamente
existen en números enteros, no en fracciones.
Si la luz es una onda buena y honesta se
obtendría el característico patrón de franjas
independientemente de la intensidad de la fuente
de luz.
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En 1909 G. I. Taylor realizó un experimento
donde puso de manifiesto que incluso utilizando
una fuente de luz muy débil equivalente a una
vela prendida a una distancia de más de una milla
podría dar lugar a franjas de interferencias.
Este resultado mostró que el fenómeno de
interferencia no está asociado a la interacción
entre fotones y sugiere que la figura de
interferencia se va construyendo de a poco con el
impacto de cada fotón por vez sobre la pantalla o
sobre la película de un cámara fotográfica
Para poder observar los destellos de los fotones
individuales se deben usar filtros para bajar la
intensidad de la luz a un bajísimo nivel. Los
resultado se muestran en las fotos siguientes
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Interferencia de ondas fotografiados por el Prof.
Lyman Page con una cámara digital. Hizo pasar luz
láser, de una longitud bien definida, a través de
una serie de absorbentes para disminuir su
intensidad, luego lo hizo pasar a través de tres
rendijas para producir la interferencia captada
finalmente por una cámara digital.
1/30 , 5 fotones
1 segundo
100 segundos
http//ophelia.princeton.edu/page/single_photon.h
tml
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Qué hacemos con la teoría clásica de la
interferencia de la luz difractada por N ranuras?
Debemos reinterpretarla No tirarla por la
borda!! I es una medida de la probabilidad que el
fotón llegue a un cierto punto de la pantalla
d100 b33 q-1/330.00011/33 upibsin(q) x
2pidsin(q) D(sin(u)./u).2 F(sin(3x/2)./s
in(x/2)).2 ID.F plot(q,I)
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La luz, en el efecto fotoeléctrico se comporta
como una partícula
Pero, como la luz en los fenómenos de
interferencias, como en el experimento de Young,
se comporta como onda
Sin embargo, el efecto de interferencia para la
luz se construye, como mostraron las fotos
anteriores, llegando de a uno por vez al detector
como si fueran partículas
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Interferencia de electrones en una doble rendija
de Young.
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Si las ondas electromagnéticas tienen propiedades
de partículas, no tendrán las partículas
propiedades ondulatorias?
Hemos visto que el impulso lineal de un fotón
está relacionado directamente con la longitud de
onda de la radiación
p E/c h f/c h/l

• El físico francés Louis de Broglie propuso en
  1923 que los cuerpos materiales poseen una
  longitud de onda asociada que les asignan
  propiedades de onda, y que tiene la misma forma
  que para los fotones
  
• l h/p
• donde p es el impulso lineal de la partícula

Para una partícula (no relativista) E p2/2m
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En 1927 C.J.Davisson y L. Germer observaron la
difracción de un haz de electrones que incidía
sobre un cristal de níquel lo que constituyó la
primera demostración que las partículas tienen
comportamientos ondulatorios.
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(No Transcript)
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La experiencia de Young aplicado a la
interferencia de un solo electrón
El experimento votado como el más hermoso
experimento de física el la de doble ranura de
Young aplicado a la interferencia de un único
electrón - no tenía ningún nombre asociado con
él.
La mayoría de los discusiones acerca de
experimentos de interferencia de partículas
utilizando una doble rendija se refieren a los
comentarios de Feynman en sus cursos de física
dictados en la Universidad de Berkeley (1961,
1962) vamos a examinar ahora un fenómeno que
es imposible, absolutamente imposible de explicar
en cualquier forma clásica y que está en el
corazón de la mecánica cuántica. En realidad,
contiene el único misterio (de la cuántica).
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Feynman añadió Tengo que decirles francamente
que no traten de llevar a cabo este experimento.
Este experimento nunca se ha hecho de esta
manera. El problema es que el aparato tendría que
construirse a una escala increíblemente pequeña
para que se observen los efectos en los que
estamos interesados. Lo que vamos a hacer es un
experimento pensado, que lo he elegido porque
es fácil de imaginarlo. Sabemos los resultados
que se obtendrían porque los muchos experimentos
realizados, si se hacen con la magnitud y las
proporciones que hemos elegido mostrarían los
efectos que vamos a describir ".
No se sabe si Feynmann estaba enterado que el
primer experimento de electrones con la doble
rendija se llevó a cabo en 1961, año en que
comenzó sus conferencias (que se publicaron en
1963). Más sorprendente, quizás, es que Feynman
no haya insistido en que el patrón de
interferencia podría obtenerse incluso si hay un
solo electrón en el aparato a la vez.
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En 1961 C. Jönsson de Tübingen, realizó por
primera vez un Experimento de Young con
electrones. De hecho, demostró la interferencia
hasta con cinco aberturas. El siguiente hito -
un experimento en el que hubo un solo electrón en
el aparato en cualquier momento - fue realizado
por Akira Tonomura y compañeros de trabajo en
Hitachi en 1989 en el que se observó como se
llenaban el patrón de franjas de interferencia
utilizando una fuente de electrones muy débil y
un biprisma para electrones Mientras que el
experimento de Jönsson es análogo al experimento
original de Young, el de Tonomura fue similar a
G.I. Taylor.
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Resultados de un experimento con un dispositivo
tipo doble rendija de Young mostrando la
construcción de un patrón de interferencia de
electrones solos. Los números de electrones son
10 (a), 200 (b), 6000 (c), 40000 (d), 140000 (e).
(www.hqrd.hitachi.co.jp/em/doubleslit.html).).
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La explicación cuántica de nuestros
experimentos evento es un conjunto
específico de condiciones iniciales y finales ,
por ejemplo un electrón deja el cañón, llega al
detector, nada más sucede 1. La probabilidad
de un evento en un experimento ideal está dado
por el cuadrado del valor absoluto de un número
complejo que se denomina amplitud de
probabilidad.
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2. Cuando un evento ocurre de varias formas
alternativas, la amplitud de la probabilidad del
evento es la suma de las amplitudes de
probabilidad para cada uno considerado
separadamente.
Evento un electrón o un fotón deja la fuente,
llega al detector, nada más sucede
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Cómo funciona esto? Cuál es el mecanismo detrás
de la ley? Nadie ha encontrado ningún mecanismo
detrás de esta ley. Nadie puede explicar nada
más de lo que hemos explicado. No tenemos
ideas acerca de un mecanismo más básico del que
pueden deducirse estos resultados. (R. Feynman,
Lectures on Physics, 1963)
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Interferencia de Young con dos aberturas
circulares ( experimento casero)
Se puede observar la figura de difracción de dos
aberturas circulares con este pequeño
dispositivo. Para construirlo debe cortar un
pequeño rectángulo de 2x1 cm. en una cartulina
negra.
Los orificios se hicieron con una aguja cuyo
diámetro es del orden de 5 décimas de mm. La
separación entre los orificios es del orden de 1
mm. Dos cintas adhesivas blancas delimitan y
protegen la zona donde están situados los
orificios. Las fuentes luminosas apropiadas son
las lámparas de sodio o mercurio que iluminan las
calles. Es conveniente que la distancia entre el
observador y la lámpara sea mayor que 100 m.
Coloque el cartón justo delante de uno de sus
ojos y mire la fuente a través de uno de los tres
pares de orificios. Se observa una figura de
interferencia un poco más coloreada pero
comparable a la que se muestra al costado
izquierdo. Observe también la fuente a través del
único orificio situado en la parte superior.
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(No Transcript)