Charlas con mi amigo el GPT
José Ángel Pérez
-Hola AMIGO GPT, dame una idea para introducir a los estudiantes de forma divertida en el estudio de la Mecánica Cuántica.
-¡Claro que sí! Pero, primero, ¡vamos a hacer que la ecuación de Planck sea divertida y memorable!
-Imagina amigo J.A., que tus alumnos están en una FIESTA CÓSMICA donde los físicos cuánticos y las partículas subatómicas son los invitados estrella. De pronto entra al Antro, Max Planck, ¡el alma de la fiesta! Él se acerca al centro y dice: “¡ Hey, chicos y chicas! ¿Listos para el baile cuántico? ¡Aquí va mi ecuación de Planck, la mezcla perfecta de energía y frecuencia para moverse al ritmo del universo!”
“Primero, levanten sus brazos al cielo y griten: E=hf ¡Eso es correcto! E significa energía, pero no cualquier energía, ¡es la energía cuántica! Aquella que solo se mueve en pequeños pasitos. Ahora, f es la frecuencia, o sea, la rapidez con la que nuestros bailarines cuánticos se mueven. Pero espera, aquí viene lo mejor... El punto culminante de la fiesta es “h”, la famosa constante de Planck. Max Planck es el DJ de esta pista de baile, ¡decidiendo qué cantidad de energía y frecuencia es la adecuada para que nuestros bailarines se diviertan al máximo! Así que, chicos, chicas y partículas diminutas, electrones, protones, fotones,… ¡sigamos bailando al ritmo de E=hf y celebremos la danza del universo cuántico!” ¡Espero que eso haya sido lo suficientemente cómico para recordar la ecuación de Planck! La física cuántica puede ser un poco desafiante, pero nunca está de más añadir un toque de humor para hacerla más amena. ¡Sigue disfrutando del baile cuántico del conocimiento! Para no interrumpir la fiesta, dejaremos para mañana la siguiente conversación en la que GPT nos explicará a detalle LA FAMOSA ECUACIÓN E=hf.
Día dos
GPT -El día Uno, al calor del baile, fue imposible hablar de algunos problemas que impulsaron a Planck a proponer su famosa ecuación.
La ecuación de Planck ayudó a explicar el efecto fotoeléctrico, un fenómeno en el que los electrones son expulsados de un material cuando, sobre éste, incide luz de cierta frecuencia. Recordemos que la teoría clásica de la luz no podía explicar por qué el efecto fotoeléctrico dependía de la frecuencia de la luz incidente y no de su intensidad como lo establecía la física clásica . La ecuación de Planck permitió entender que la luz se comporta como partículas discretas (fotones) que transfieren su energía directamente a los electrones, lo que explicaba la dependencia de la frecuencia observada en el efecto fotoeléctrico.
E_(cin.max)=hf-〖hf〗_0
La energía cinética máxima de un electrón de una superficie metálica, expulsado por un fotón, (paquete de energía de luz hf) es igual a la frecuencia de la luz incidente multiplicada por la constante h ( hf) menos la frecuencia umbral o frecuencia a la que los electrones del metal son expulsados 〖hf〗_0.
-Recuerda, amigo GPT, que fue Albert Einstein quien utilizó las ideas revolucionarias de Planck al considerar la luz y, en sí, toda la energía como paquetes o cuantos.
-Así es, y solo Einstein con su mentalidad abierta, orientada a una forma diferente de estudiar la realidad, concibió la luz como onda al considerar su frecuencia, y como partícula al plantear que los fotones chocaban con los electrones como si fueran bolas de billar. Más adelante, esa brillante mentalidad de Einstein lo llevó a considerar la relatividad del tiempo, la masa y las longitudes, además de la curvatura del espacio.
-Pero ese es un tema de otra de nuestras charlas.
- Antes de despedirnos, quiero expresar lo que la otra vez me platicabas, amigo GPT, que el efecto fotoeléctrico es el fenómeno que explica el funcionamiento, entre otras cosas, de las fotoceldas solares.