Luz: ¿energía o materia?

Sabemos que la luz está formada por unas partículas que llamamos fotones. Siempre se han concebido a los fotones como energía pero hace poco se descubrió que la luz puede comportarse como energía o como materia según la situación. ¿Alguien me lo puede explicar? ¿En qué circunstancias los fotones se comportan como energía y en cuáles como materia?

Hola, voy a intentarlo. En realidad los fotones se comportan (observamos que se comportan) como onda o como partícula según el experimento que hagamos para comprobarlo. Supongo que se tiende a identificar la onda  y los campos con la energía mientras que se identifican las partículas con la materia.

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A comienzo del siglo XIX, con el experimento de la doble rendija, Young y Fresnel certificaron científicamente las teorías de Huygens. El experimento demostró que la luz, cuando atraviesa una rendija, muestra un patrón característico de interferencias similar al de las ondas producidas en el agua. La longitud de onda puede ser calculada mediante dichos patrones. Maxwell, a finales del mismo siglo, explicó la luz como la propagación de una onda electromagnética mediante las ecuaciones de Maxwell. Tales ecuaciones, ampliamente demostradas mediante la experiencia, hicieron que Huygens fuese de nuevo aceptado. (EXPERIMENTO DE LA DOBLE RENDIJA: [Tienes que estar registrado y conectado para ver este vínculo]

Así que por un lado tenemos la naturaleza ondulatoria de la luz.

Ahora bien, por otro lado esta Planck que "en 1900, descubrió una constante fundamental, la denominada constante de Planck, usada para calcular la energía de un fotón. Esto significa que la radiación no puede ser emitida ni absorbida de forma continua, sino solo en determinados momentos y pequeñas cantidades denominadas cuantos o fotones." (http://es.wikipedia.org/wiki/Max_Planck#Contribuciones_cient.C3.ADficas).  y esto se demuestra por ejemplo con el experimento que hizo Einstein: "en 1905, Einstein logró una notable explicación del efecto fotoeléctrico, un experimento hasta entonces preocupante que la teoría ondulatoria era incapaz de explicar. Lo hizo postulando la existencia de fotones, cuantos de luz con propiedades de partículas. (http://es.wikipedia.org/wiki/Efecto_fotoel%C3%A9ctrico).

Así que por otro lado tenemos que la luz se comporta como partícula.

Ahora entra en escena De Broglie y

"En 1924, el físico francés, Louis-Victor de Broglie (1892-1987), formuló una hipótesis en la que afirmaba que:

Toda la materia presenta características tanto ondulatorias como corpusculares comportándose de uno u otro modo dependiendo del experimento específico."

"Esta hipótesis se confirmó tres años después para los electrones, con la observación de los resultados del experimento de la doble rendija de Young en la difracción de electrones en dos investigaciones independientes. En la Universidad de Aberdeen, George Paget Thomson pasó un haz de electrones a través de una delgada placa de metal y observó los diferentes esquemas predichos. En los Laboratorios Bell, Clinton Joseph Davisson y Lester Halbert Germer guiaron su haz a través de una celda cristalina."

En la mecánica cuántica se integra esta dualidad onda partícula:

"Cada partícula en la naturaleza, sea fotón, electrón, átomo o lo que sea, puede describirse en términos de la solución de una ecuación diferencial, típicamente de la ecuación de Schrödinger (en el caso no relativista, o la ecuación de Dirac en el caso relativista). Estas soluciones son funciones matemáticas llamadas funciones de onda. Las funciones de onda continen información sobre el comportamiento cuántico de las partículas que se pueden difractar e interferir unas con otras e incluso consigo mismas, además de otros fenómenos ondulatorios predecibles descritos en el experimento de la doble rendija.

Las funciones de onda admiten una interpretación en términos de probabilidades de encontrar la correspondiente partícula en un punto dado del espacio en un momento dado. Por ejemplo, en un experimento que contenga una partícula en movimiento, uno puede buscar que la partícula llegue a una localización en particular en un momento dado usando un aparato de detección que apunte a ese lugar. Mientras que el comportamiento cuántico sigue unas funciones determinísticas bien definidas (como las funciones de onda), la solución a tales ecuaciones son probabilísticas. La probabilidad de que el detector encuentre la partícula es calculada usando la integral del producto de la función de onda y su complejo conjugado. Mientras que la función de onda puede pensarse como una propagación de la partícula en el espacio, en la práctica el detector verá o no verá la partícula entera en cuestión, nunca podrá ver una porción de la misma, como dos tercios de un electrón. He aquí la extraña dualidad: La partícula se propaga en el espacio de manera ondulatoria y probabilística pero llega al detector como un corpúsculo completo y localizado"



Ahora bien, no creo que se pueda decir sin más que la energía es inmaterial o algo opuesto a la materia. Ni si quiera los científicos parecen estar de acuerdo en "que es la energía". Daría para largo debate este tema.

Saludo!

He encontrado un vídeo que puede ayudar bastante sobre el experimento de la doble rendija (es corto):

Apreciado Soldado Rojo;

El tema que plantea es difícil, extenso y prolijo de explicar, más aún teniendo en cuenta que el procesador de textos no es el más idóneo para el caso. No obstante le dejo un enlace a un documento en .pdf; [Tienes que estar registrado y conectado para ver este vínculo]

Si lo desea descárgueselo porque no estará siempre en el servidor.

Saludos.

PD. En las notas a pie de página existen enlace a videos explicativos.

Compañero Jordi de Terrassa, el pdf parece un fragmento de un texto de mayor extensión, ¿sabe usted a que texto u obra corresponde? Estoy interesado en echarle un vistazo.

Gracias por el aporte y ¡saludos!

Es un texto mío, si lo desea por privado le puedo pasar el enlace, aunque sobre física es todo lo que contiene, no lo hago público porque está inconcluso.

Saludos.

Jordi de Terrassa escribió:Es un texto mío, si lo desea por privado le puedo pasar el enlace, aunque sobre física es todo lo que contiene, no lo hago público porque está inconcluso.

Saludos.

No sabía que usted supiese tanto sobre física. ¿Acaso es profesor o trabaja en algo relacionado al campo?

Jordi de Terrassa escribió:Es un texto mío, si lo desea por privado le puedo pasar el enlace, aunque sobre física es todo lo que contiene, no lo hago público porque está inconcluso.

Saludos.

Gracias por la respuesta, por el momento me descargo el fragmento que subiste.

CarlosMarx escribió:

Jordi de Terrassa escribió:Es un texto mío, si lo desea por privado le puedo pasar el enlace, aunque sobre física es todo lo que contiene, no lo hago público porque está inconcluso.

Saludos.

No sabía que usted supiese tanto sobre física. ¿Acaso es profesor o trabaja en algo relacionado al campo?

No, soy un obrero de la construcción. Realmente no trata de física, para lo que no estoy capacitado, sino de filosofía, que tampoco lo estoy paro lo disimulo mejor, o al menos eso creo.



Saludos.

Jordi de Terrassa escribió:

CarlosMarx escribió:

Jordi de Terrassa escribió:Es un texto mío, si lo desea por privado le puedo pasar el enlace, aunque sobre física es todo lo que contiene, no lo hago público porque está inconcluso.

Saludos.

No sabía que usted supiese tanto sobre física. ¿Acaso es profesor o trabaja en algo relacionado al campo?

No, soy un obrero de la construcción. Realmente no trata de física, para lo que no estoy capacitado, sino de filosofía, que tampoco lo estoy paro lo disimulo mejor, o al menos eso creo.



Saludos.

Un proletario dicho y hecho entonces. Un ejemplo para muchos.

Apreciado Carlos Marx;

Le agradezco el cumplido. Pero sinceramente yo no me tomaría de ejemplo.

Saludos.

E=mc^2

Todo lo que posee materia, posee un tipo de energía y todo lo que posee energía, posee un tipo de materia. Mírate la teoría corpuscular de la luz, de Einstein.

Jooordi, el pdf que colgaste ya no está

Si hubiese alguna manera de acercarme a su trabajo en este campo sobre qué es materia, sería de muy agradecer.