laboratorio:
que si la botella de Leyden nos produce chispas, que si la pila
de Volta nos proporciona una pequeña tensión eléctrica, que si
podemos hacer un electroimán, etc.
Pero, ¿para qué nos sirve todo esto?
Es lo mismo que preguntar:
¿Para qué sirve un niño?
Hemos platicado a grandes rasgos de la historia de los primeros
años de la electricidad, nuestro niño en este caso, o niña, que
sería más apropiado llamarla, apenas comienza a gatear, todavía
ni habla, ni camina, ni corre.
Podríamos empezar a relatar de los adelantos técnicos que se
lograron con estos conocimientos elementales: cómo
Morse hizo su
telégrafo, como Gramme y
Siemens fabricaron las primeras dínamos
o generadores eléctricos, como Edison inventó su bombilla
eléctrica.
Como todo niño soy impaciente, quisiera hablarles de la
televisión, de los rayos láser, de la energía atómica, etc.
Para fabricar un rascacielos, se necesita que los cimientos sean
firmes.
No quiero hacer como esos dizque estudiantes, que la víspera del
examen se aprenden de memoria un montón de fórmulas, nada más
para pasar el examen, pero no saben ni de qué se trata.
Claro que los conocimientos que yo pueda transmitirles están
limitados por mi capacidad e ignorancia, pero quiero
transmitirles ese deseo de saber, que los lleve a indagar mucho
más allá de donde yo he llegado.
Con este preámbulo, creo es necesario volver la atención y
examinar más de cerca el microcosmos.
¿Recuerdan que habíamos hablado de nuestro átomo formado por
protones, neutrones y electrones?
En 1905 Einstein dejó definitivamente establecida la existencia
de una nueva partícula llamada fotón, habiendo formulado la Ley
Fotoeléctrica, por la que en 1920 le dieron el premio Nobel de
Física, (nunca lo recibió por su Teoría de la Relatividad).
Este fotón, ya Newton se lo imaginaba como el corpúsculo de luz.
Veamos de que se trata:
Resulta que, si excitamos un átomo, es decir, en alguna forma
inyectamos energía al átomo (calor por ejemplo), algún electrón
orbital pasa de una órbita estable, a una órbita de más radio y
mayor energía.
No permanece mucho tiempo en esa órbita de más energía inestable
y regresa a su órbita estable, desprendiendo la diferencia de
energía en forma de luz.
Pero, ¿por qué los electrones sólo giran en determinadas
órbitas?
¿Por qué sólo puede haber determinado número máximo de
electrones en cada órbita?
Los avances en el mundo de la Ciencia (y en todo lo demás), se
realizan en dos direcciones:
Teoría y experimento.
Sucede como el niño que empieza a vivir:
Experimenta y empieza a conocer, aplica su razón y la lógica y
hace nuevos experimentos que amplían sus conocimientos.
Muchas veces ha sucedido y así lo veremos a menudo, que se
establece una teoría, un razonamiento de cómo deben ser las
cosas y al realizar experimentos para comprobarla, resulta que
el experimento nos da resultados muy diferentes que nos
demuestran que nuestra teoría estaba equivocada.
Debemos aprender a tener la mente abierta, pues la Naturaleza
nos ha demostrado una y otra vez, que no es tan sencilla o
simple como nos la hemos querido imaginar, hemos visto cómo, las
teorías más estables se han venido por tierra y han tenido que
ser sustituidas por otras que se nos antojan más fantásticas.
Hemos visto como el mundo en que vivimos es mucho más fantástico
y extraño de lo que nuestra imaginación concibe.
Nuestra niña empezó a crecer...
Para 1930 se pensaba que con sólo cuatro partículas elementales:
Protón, neutrón, electrón y fotón, se podrían construir todos
los materiales imaginables y explicar todos los fenómenos, se
había retornado a la época de los griegos que, según
Aristóteles
todo se componía de cuatro elementos: tierra, aire, agua y
fuego.
Para 1960 se habían encontrado cientos de partículas, desde las
más pequeñas como el fotón y el neutrino, hasta las más pesadas
como el hyperon xi; unas con carga eléctrica como el electrón y
otras sin ella como el neutrón, unas estables como el protón y
otras de vida efímera como los mesones.
Ya cuando pensábamos que teníamos un conocimiento claro y
sencillo del mundo físico, estalló la revolución.
Unos cuantos físicos en pocos años, nos movieron el tapete,
hicieron cimbrar nuestro edificio cuidadosamente construido,
desde sus cimientos.
La "realidad", que nosotros imaginábamos, resultó que no era
cierta y tuvo que ser sustituida por otra que está mucho más
allá de nuestra imaginación.
Todo empezó allá por 1904, cuando a dos físicos,
Felipe Lenard y
J. Thomson, se les ocurrió ver que sucedía al iluminar una
plaquita de metal en el vacío.
Lenard encontró que si iluminaba una placa de metal en el vacío,
con luz monocromática (de un solo color), se desprendían
electrones de la placa metálica que salían disparados a cierta
velocidad.
Al aumentar la intensidad de la luz, es decir al acercar más su
foco a la placa, aumentaba el número de electrones, pero no
aumentaba la velocidad a que salían desprendidos.
Si cambiaba el color de su luz, por ejemplo utilizando luz azul
en vez de roja, los electrones salían despedidos a mucha mayor
velocidad.
O sea, que la velocidad a que los electrones salían despedidos,
dependía del color de la luz y la cantidad de electrones
desprendidos, dependía de la intensidad de la luz.
A este fenómeno se le llamó fenómeno fotoeléctrico y fue
Einstein quién elaboró una teoría para explicarlo.
Mientras tanto, otro físico, Max Planck se había estado
dedicando a estudiar la forma en que salía la energía de una
"caja negra".
Se supone que la "caja negra", es una caja con un orificio,
capaz de absorber toda la energía que le llegue, o de radiar
toda la energía que se produzca en su interior.
Encontró que la energía producida por su caja negra, no salía en
forma continua, sino en forma discontinua, es decir, en pedazos.
Resulta que encontró que hay cantidades mínimas de energía, o
sea que la energía también viene en granos (de distintos
tamaños).
A estas partículas de energía (por llamarlas de alguna forma)
se les llamó "cuantos".
Fue Einstein quién dio la ecuación de la energía de los cuantos
diciendo que era la frecuencia de la radiación multiplicada por
una constante "h".
Esta constante h, se conoce como constante de Planck y fue
Roberto Millikan, especialista en medir y pesar cosas chiquitas,
como la carga del electrón, su peso, etc. quien encontró el
valor de dicha constante. |