Experimento de la doble ranura

Meme del experimento de la doble raja

Hace más de trescientos años, los viejos malhumorados con pelucas del siglo XVII o coletas de hombre negro del siglo XVIII estaban divididos en dos bandos. Discutían sobre qué tipo de fenómeno es la luz. La luz son ondas», decían Huygens, Hooke, Euler y sus amigos. No, no, la luz es una partícula», decían Newton, Laplace y sus colegas. Avanzamos hasta 1990 y hasta mi profesor de física en el instituto confiesa que todavía no estaba seguro de la respuesta correcta.

Su confusión es comprensible. Aunque podría haber conocido la forma correcta de pensar en ello, la razón de estas aguas turbias puede remontarse al ahora famoso conjunto de experimentos de la doble rendija.

Supongamos que tienes una escopeta capaz de rociar una nube de numerosos y diminutos perdigones de plomo en un solo disparo. Si la apuntas a una pantalla que contiene dos finas rendijas, de modo que sólo algunas puedan pasar, ¿qué patrón de disparo deberías esperar que aparezca en una pantalla detrás de ella?

Las dos rendijas transforman las ondas en dos ondas que se extienden circularmente. Como dos piedras lanzadas a un estanque. Puede ver cómo las ondas se cruzan entre sí. Podrías esperar que se produjera alguna interacción en estos cruces y estarías en lo cierto.

Explicación del experimento de las dobles rendijas

Ejemplo 1: Se colocan un par de pantallas a 13,7 m de distancia. En la pantalla se ve una franja de tercer orden a 2,50 cm de la franja central. Si las rendijas se cortan a 0,0960 cm de distancia, determina la longitud de onda de esta luz. ¿De qué color es aproximadamente?

Ejemplo 2: Si una luz amarilla con una longitud de onda de 540 nm brilla en una rendija doble con las rendijas cortadas a 0,0100 mm de distancia, determine qué ángulo debe mirar lejos de la franja central para ver la franja de segundo orden.

Ejemplo 3: Para un aparato de experimento de una sola rendija como el descrito anteriormente, determine a qué distancia de la franja central aparecerán los colores violeta (λ = 350 nm) y rojo (λ = 700 nm) de primer orden si la pantalla está a 10 m de distancia y la rendija tiene una anchura de 0,050 cm.

Experimento de la doble rendija efecto observador

La física cuántica moderna hace hincapié en la dualidad onda-partícula de la luz. Esto denota el hecho de que la luz se comporta como una onda o una partícula dependiendo de las circunstancias. Un experimento que ilustra las propiedades de onda y de partícula de la luz es el experimento de la doble rendija.

La comprensión básica del experimento de la doble rendija se obtiene observando primero el ejemplo de las ondas de agua. La figura 3 muestra cómo las ondas de agua se propagan en círculos desde dos puntos y cómo se superponen. Cuando la cresta de una ola se encuentra con otra cresta, se crean ondas más altas, mientras que si la cresta de una ola se encuentra con una depresión, las ondas dejan de existir.

En la figura 1, las olas de agua pueden ser producidas, por ejemplo, por dos varillas que se sumergen periódicamente en el agua. Del mismo modo, las olas del mar procedentes de la izquierda podrían encontrarse con una barrera con rendijas en las dos posiciones desde las que se originan las olas circulares. Esto ya crea una configuración de doble rendija. Si en el borde derecho del campo de olas de la figura 1 hubiera una pared sobre la que las olas disipan su energía, se vería que el agua salpica a diferentes alturas sobre la pared en función de la altura de las olas. La altura que alcanza la pulverización sigue una regla cuadrática: si una ola tiene el doble de altura que otra, la primera pulveriza agua hacia la pared a una altura cuatro veces mayor que la segunda. Por tanto, la intensidad de la ola aumenta con el cuadrado de la altura de la misma. Es comparable a una regla en la conducción: Si la velocidad se duplica, la distancia de frenado es cuatro veces mayor.

Experimento de la doble rendija de einstein

El experimento de Davisson-Germer fue un experimento realizado entre 1923 y 27 por Clinton Davisson y Lester Germer en Western Electric (más tarde Bell Labs),[1] en el que los electrones, dispersados por la superficie de un cristal de metal de níquel, mostraron un patrón de difracción. Esto confirmó la hipótesis, avanzada por Louis de Broglie en 1924, de la dualidad onda-partícula, y fue un hito experimental en la creación de la mecánica cuántica.

Según las ecuaciones de Maxwell de finales del siglo XIX, se pensaba que la luz estaba formada por ondas de campos electromagnéticos y la materia por partículas localizadas. Sin embargo, esto se puso en duda en el artículo de 1905 de Albert Einstein sobre el efecto fotoeléctrico, que describía la luz como cuantos de energía discretos y localizados (ahora llamados fotones), lo que le valió el Premio Nobel de Física en 1921. En 1924, Louis de Broglie presentó su tesis sobre la teoría de la dualidad onda-partícula, que proponía la idea de que toda la materia presenta la dualidad onda-partícula de los fotones[2]. Según de Broglie, tanto para toda la materia como para la radiación, la energía