Postulados De La Teoria De La Relatividad

LOS POSTULADOS DE LA TEORIA ESPECIAL DE LA RELATIVIDAD

Los trabajos de Einstein sobre la relatividad alteraron profundamente a la física. Para entender la relatividad, es preciso hacer a un lado todas las ideas preconcebidas y tener la disposición de analizar los fenómenos físicos bajo una nueva perspectiva.

La teoría especial de la relatividad, esta basada en dos postulaciones. El primero establece que cada objeto que esta en movimiento en relación con algo, que no existe el reposo absoluto. De acuerdo con el primer postulado, es imposible pensar en algo que se encuentre en reposo absoluto; un objeto esta en reposo (o en movimiento) únicamente en relación con algún punto de referencia especifico.

El primer postulado de Einstein también nos dice que vemos que algo cambia de posición con respecto a nosotros, no tenemos forma de saber si ese algo se mueve o somos nosotros los que nos movemos. Desde el punto de vista de la física, el primer postulado a menudo se enuncia como sigue:

Las leyes de la física son las mismas para todos los marcos de referencia que se muevan a una velocidad constante unos con respecto a otros.

El segundo postulado revolucionario de Einstein:

La velocidad de la luz en el vacío, c, es constante para todos los observadores, independientemente de su estado de movimiento.

Para entender por qué este segundo postulado fue la causa de toda una revolución, consideremos un autobús que viaja a 50 km/h. Una persona que viaja en el autobús lanza una pelota de beisbol con una velocidad (en relación con una persona) de 20 km/h hacia el frente del autobús. En seguida arroja una segunda pelota con la misma velocidad pero hacia la parte posterior del autobús. Para la persona que arrojo las pelotas, cada una de ellas viajo a 20 km/h, una hacia el frente del autobús y la otra hacia la parte posterior de él. Pero para un observador colocado afuera, en el suelo, la velocidad del vehículo se suma a la velocidad de la primera pelota, la cual parece viajar a 70 km/h en la misma dirección que el autobús. Y cuando la velocidad del autobús se suma a la de la segunda pelota, el observador que esta parado en el suelo ve que esta viaja a 30 km/h en la misma dirección que el autobús.

Pero la velocidad de la luz no cambia y le parecerá igual a la persona que va en el autobús y al observador del suelo. La luz se propaga a la misma velocidad constante.

c = 3 x108 m/s

Independientemente de que viaje a favor o en contra de la fuente.

CONCLUSION: La gran visión de Einstein lo llevo a crear una nueva física que cambia un poco el panorama físico que se tiene, ya que da a entender que los fenómenos físicos son relativos o sea que de un objeto a varios entornos no va a ser igual ya que las cosas serán diferentes dependiendo de la acción individual de objetos y su entorno, a excepción de la velocidad de la luz ya que esta siempre va a ser igual, sin importar el entorno de donde de observe.

TEORÍA CUÁNTICA Y EL EFECTO FOTOELÉCTRICO

El efecto fotoeléctrico conduce al establecimiento de la teoría dual de la luz. Los electrones emitidos como resultado de la luz incidente no podrían explicarse en términos de la teoría electromagnética existente.

En un intento de hacer concordar el experimento con la teoría de Maxwell, Planck postulo que la energía electromagnética es absorbida o emitida en paquetes discretos, conocidos como cuantos. La energía de dichos cuantos, o fotones, es proporcional a la frecuencia de la radiación. La ecuación de Planck se puede escribir en la siguiente forma:

E = hf

Donde h es la constante de proporcionalidad conocida como constante de Planck. Su valor es h = 6.63x10-34 J s

Einstein uso la ecuación de Planck para explicar el efecto fotoeléctrico. En su razonamiento supuso que si la luz es emitida en forma de fotones de energía hf, también debe propagarse como fotones. Cuando un cuanto de luz incide en una superficie metálica, tiene una energía igual a hf. Si toda esta energía se transfiere a un solo electrón, podría esperarse que el electrón saliera despedido del metal con una energía hf. Sin embargo, es necesario emplear una cantidad de energía W, por lo menos, para desalojar el electrón del metal. El termino W se llama función de trabajo de la superficie. Por lo tanto, el electrón proyectado sale con una energía cinética máxima representada por

EK = 1/2 mv2 máx. = hf – W

Esta es la ecuación fotoeléctrica de Einstein.

A medida que la frecuencia de la luz incidente varia, la energía máxima del electrón emitido cambia también. La frecuencia mas baja f0 a la cual el electrón es emitido se presenta cuando EK = 0. En este caso.

F0 = W/h

La cantidad F0 se llama frecuencia de umbral

CONCLUSION: El efecto fotoeléctrico no fue explicable solo con el espectro electromagnético, ya que la luz tiene propiedades duales, ya que actúa como onda electromagnética y como un flujo de partículas, y un intento de explicar la propiedad fotoeléctrica de la luz, Planck descubrió que la energía electromagnética es absorbida o emitida en paquetes discretos, conocidos como cuantos, y la energía de esos cuantos, es proporcional a la frecuencia de radiación, y dado a esta propiedad pudo deducir una constante fotoeléctrica y A medida que la frecuencia de la luz incidente varia, la energía máxima del electrón emitido cambia también.

ORIGEN Y APLICACION DE LA LUZ LASER

El principio que sustenta el funcionamiento de los laser es relativamente fácil de comprender. Se trata de una simple aplicación de la teoría cuántica que ya fue analizada. Hay tres formas en la que los fotones pueden interactuar con la materia: (1) absorción, (2) emisión espontanea y (3) emisión estimulada.

La absorción y la emisión se analizaron en la sección anterior, donde se indico que la absorción de un fotón puede excitar a un átomo, elevando el electrón a un nivel energético superior, como lo muestra la figura 38-12a. Dicho electrón se encuentra en un estado de excitado, pero posteriormente caerá a su nivel original y provocara lo que se llama emisión espontanea (véase la figura 38-12b). En cada uno de los casos, el fotón absorbido o emitido tiene una energía que se calcula con la expresión.

E2 – E1 = hf

A la emisión espontanea se debe la luz que vemos en las lámparas y muchas otras fuentes tradicionales de luz. Aun cuando luz tiene una energía definida hf para un determinado fotón, la luz total emitida consta de muchos fotones con energías variables. La emisión

...