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La relatividad gano nobel? No! pasa y te muestro cual si







Albert Einstein "El más grande entre los grandes" (1879-1955)


Albert Einstein (1879-1955). En el Annus Mirabilis de 1905, que inició una “revolución” en el pensamiento científico postmoderno, Albert Einstein publicó, además de su tesis doctoral,  otros cuatro trabajos de singular importancia para el avance de la física. Contribuciones que le valieron el premio nobel en 1921 por “sus contribuciones a la física teórica y a la comprensión del efecto fotoeléctrico”.



 El común de las personas cree que la contribución más importante de Einstein es la teoría de la relatividad y a la que mas veces se le asocie casi exclusivamente a las consecuencias de solo uno de sus primeros trabajos (segundo de los cuatro aparecidos, además de su tesis doctoral, durante el “año milagroso”): “Sobre la electrodinámica de los cuerpos en movimiento”, publicado en abril de 1905; y en donde se presenta el formalismo de la teoría de la relatividad. 


Las contribuciones de Einstein al desarrollo de la ciencia fueron tales, y tan fecundas que difícilmente hoy pueda encontrarse un área de la física donde no hubiera realizado algún aporte importante. No es cierto que la denominada teoría de la relatividad sea su único aporte, pues hubo otras no menos importantes en 1905 y en los años siguientes, sobre temas que poco o nada tenían que ver con la relatividad. 


Tampoco es cierto que en dicho trabajo “Sobre la electrodinámica de los cuerpos en movimiento” se estableciera la famosa ecuación E = mc^2, ni que exclusivamente por ella se le otorgase el premio nobel. En el volumen 17 deAnnales der Physick, de 1905, se incluyó también su tercera contribución titulada “¿Depende la inercia de un cuerpo de la energía que lo contiene?” donde aparece por primera vez la citada relación.

El primero de los trabajos publicados en 1905 fue “sobre un punto de vista heurístico referente a la emisión y transformación de la luz”. En él se concibe la luz como una sucesión de fotones en concordancia con las ideas de Plank, los cuales siguen un comportamiento estadístico inferido de la teoría cinética molecular de Boltzman. Con esta interpretación no formal (“heurística") de la luz, se ponía fin a la histórica controversia sobre la naturaleza de la luz. Además de explicar a guisa de ejemplos, tres fenómenos adicionales entre ellos detalles del efecto fotoeléctrico, la fotoionización de gases por ultravioleta y las reglas empíricas de Stokes sobre la luminiscencia.


 Ninguna de esas contribuciones formo parte de su tesis doctoral en física, leída en julio de 1905. Una primera versión de la relatividad fue rechazada como posible tesis por considerarse “muy especulativa” (por uno de los evaluadores, nada más y nada menos que el mismísimo Kirchoff). Su tesis doctoral: “Una nueva determinación de las dimensiones moleculares”, se refiere a la relación de la viscosidad de un fluido con el tamaño de las partículas que se disuelven en él. Su tesis ampliada fue posteriormente publicada bajo el título “Sobre el movimiento que viene impuesto por la Teoría Cinética del Calor en partículas en suspensión en líquidos en reposo”. Este cuarto trabajo de 1905 sentó los cimientos de la teoría de difusión de partículas (coeficiente de transporte de Einstein), y explica el movimiento Browniano. Como se ha relatado, por estos trabajos y en particular por su aporte para la comprensión del efecto fotoeléctrico le valieron a Einstein el Premio Novel de Física en 1921.





¿Qué es el efecto fotoeléctrico?



LIFESIZE/RYAN MCVAY/THINKSTOCK



El efecto fotoeléctrico es el fenómeno en el que las partículas de luz llamadas fotón, impactan con los electrones de un metal arrancando sus átomos. El electrón se mueve durante el proceso, dado origen a una corriente eléctrica. Este fenómeno es aprovechado en las plantas que utilizan paneles solares, los cuales reciben la energía lumínica del sol transformándola en electricidad.
Albert Einstein publicó en 1905 varios artículos entre los cuales uno trataba del efecto fotoeléctrico y por el cual recibió el premio Nobel de Física en 1922. Mucho antes, en 1900, Max Plank había explicado el fenómeno de la radiación del cuerpo negro sugiriendo que la energía estaba cuantizada, pero Einstein llegó aún más lejos explicando -de acuerdo a los cuantos de Plank- que no solo la energía sino también la materia son discontínuas.




Electricidad producida por el efecto fotoeléctrico




ISTOCKPHOTO/THINKSTOCK



Sabemos que la corriente eléctrica es el movimiento de electrones, siendo éstos portadores de cargas eléctricas negativas. Cuando los electrones se mueven, se origina una corriente eléctrica. La corriente es igual al número de cargas en movimiento entre un intérvalo de tiempo.
i = d(Q)/dt 
i: Es la corriente electrica
Q: Es la carga eléctrica que atraviesa el área transversal de un conductor.
d/dt: Es un operador que indica la variación de cargas eléctricas respecto del tiempo.
Cuando una lámina de metal está expuesta a la luz a una sola frecuencia, digamos la luz solar, se produce electricidad en su interior de esta manera: la luz cuando viaja se comporta como una onda, pero al intercambiar su energía con cualquier objeto lo hace como una partícula que es llamada fotón. Cuando elfotón choca con un electrón de un átomo de la lámina metálica, desaparece y cede toda su energía al electrón, expulsándolo hacia otro átomo. Esta expulsión electrónica es precisamente la corriente eléctrica.
Como el fotón desaparece durante la colisión, se hace fácil comprender que laenergía de movimiento absorbida por el electrón depende de un solo fotón. Esto nos indica que la electricidad resultante no depende de la intensidad de la luz, sino más bien de la energía que porta el fotón.
E = hF
'E' Es la energía que porta el fotón; 'h' es la constante de Planck, y 'F' es la frecuencia del fotón de luz.
Tomando en cuenta que la lámina metálica contiene una cantidad enorme deátomos, debe contener una cantidad mayor de electrones y como la frecuencia de la onda lumínica es la misma, su intensidad será la misma; así cada electrónexpulsado absorve la misma cantidad de energía.




Cantidad mínima de energía para expulsar un electrón


ISTOCKPHOTO/THINKSTOCK



Si '&' es la cantidad mínima de energía que necesita el fotón para expulsar un electrón del átomo, entonces la máxima cantidad de energía que necesita el electrón para abandonar su átomo y salir hacia otro, está dada por la ecuación:   
E = hF-&
 

En este caso 'E' será la energía necesaria para producir la corriente eléctrica y '&' será el trabajo que realiza el fotón.






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