Modelos de Onda y de Partícula de la Luz
Alineada a HS-PS4-3, de los Estándares de Ciencias de Próxima Generación (NGSS).
Qué enseña esta lección
La luz se comporta como onda en algunos experimentos y como un flujo de partículas (fotones) en otros. La interferencia y la difracción requieren el modelo ondulatorio, mientras que el efecto fotoeléctrico, donde la luz arranca electrones de un metal, requiere el modelo de partícula. Los científicos eligen el modelo que se ajusta a la situación.
Ejemplos resueltos
Ejemplo 1
Ilumina un metal con luz roja tenue y no escapa ningún electrón, sin importar cuánto esperes; cambia a luz azul tenue y los electrones salen al instante. Una onda debería acumular suficiente energía con el tiempo, así que esto solo tiene sentido si cada fotón lleva energía E = hf, y solo los fotones azules, de mayor frecuencia, tienen la suficiente.
Ejemplo 2
La luz también se difracta e interfiere, cosa que las partículas no hacen. Se necesitan los dos modelos y ninguno es el cuadro completo.
Ejemplo 3
El brillo fija cuántos fotones llegan, no cuánta energía lleva cada uno. Por eso una lámpara roja cegadora sigue sin liberar electrones.
Preguntas de práctica
- Nombra un fenómeno que el modelo de onda explica mejor y uno que el modelo de partícula explica mejor.
- Explica por qué aumentar el brillo de la luz roja sigue sin lograr expulsar electrones, usando la idea del fotón.
- Evalúa la afirmación de que la luz es 'solo una onda', citando evidencia de ambos modelos e indicando cuándo se usa cada uno.
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