Luces y metales

Hace un tiempo ya hablamos de cómo la cuántica muestra fenómenos tan diferentes a la física clásica y de cómo hace falta hacer virguerías para entender ciertos fenómenos. Uno de ellos fue la explicación del problema de la radiación del cuerpo negro, que ya explicamos. Pues bien, hoy vamos a hablar de otro fenómeno explicado a raíz de éste y totalmente genuino y alucinante, que constituyó toda otra revolución en la física. Se trata de cómo Einstein explicó teóricamente el efecto fotoeléctrico .

Bueno, ¿qué es eso del efecto fotoeléctrico? Los científicos de entonces se habían ya dado cuenta de que a veces, la luz que incidía sobre un metal, provocaba que éste desprendiera electrones. Bueno, era algo curioso, desde luego, así que se pusieron a investigar por qué pasaba… y razonaron lo siguiente: si cierta luz tenue incidiendo sobre un metal, arrancaba un número x de electrones. Si la luz fuera más intensa debería arrancar más electrones, así que pusieron más vatios de luz a incidir sobre el metal. Pero no pasaba nada, seguía arrancando los mismos electrones.

A esas alturas ya estaban acostumbrados a que la cuántica les diera sorpresas de ese estilo así que no se dejaron amedrentar, por lo que no vacilaron en pensar lo siguiente: la luz viene de un filamento de metal caliente, que emite energía, por lo que más intensidad, más energía, así que los electrones que arrancamos serán los mismos, pero llevarán más energía. Lógico. Bueno, pues tampoco pasaba eso. Más luz, igual número de electrones, igual energía.

Una bombilla de la mesita de noche arrancaba los mismos electrones que el foco del faro del pueblo. Eso les deprimió, porque significaba que no tenían ni idea del porqué del efecto fotoeléctrico. Es más, al seguir enredando con las luces, se dieron cuenta de que había algo que sí cambiaba el número de electrones arrancados: el color de la bombilla. Imaginaos qué sinsentido: la bombilla violeta no arranca electrones. La azul y la roja en cambio sí, y además la azul arrancaba más electrones, pero los mismos todo el rato, fuese de la intensidad que fuese su bombilla, por lo que el número y la energía de los electrones dependía sólo de la frecuencia de la luz, (lo que a nuestros ojos es color). No se entendía por qué.

Pero había un hombre llamado Albert Einstein. Einstein sabía de los trabajos de Planck (¿os acordáis?) y pensó así: la luz es energía que proviene de las partículas de la materia, que vibran produciéndola. Planck dijo que ésta energía solo existe en cuantos o paquetes pequeños es decir nivel 1, 2, 3… pero nunca 1.5 o 2.00004, sino siempre múltiplos enteros. Así que la energía que emiten también ha de ser emitida en trozos, que llamó fotones. Por lo tanto, el metal desprenderá electrones si los cuantos de luz son del nivel de energía adecuado, pero no por más que sean muchos, es por eso que si hemos dado con la frecuencia o el color de luz adecuado para arrancar electrones, más fotones no dan más electrones, sólo si su energía es más alta, esto es, más hacia el color violeta. Einstein además calculó numéricamente el valor de energía de un fotón. Más tarde se descubrió que todas sus predicciones eran ciertas.

Los misterios del volcán Kelimutu

Ya sabéis que siempre os animamos a que colaboréis con el blog enviando sugerencias o preguntas. Nuestra lectora Sara ha ido más allá y nos ha mandado un interesante artículo sobre un paraje natural precioso: los lagos del volcán Kelimutu. Muchísimas gracias, Sara.

El volcán Kelimutu está situado en la isla de Indonesia de Flores. En su cima hay tres lagos de colores llamativos. El lago de los Ancianos presenta un color azul tan oscuro que en el amanecer lo podríamos ver de un color casi negro. Los otros lagos son el de los Hombres y las Mujeres Jóvenes, que presenta en la actualidad un precioso color azul turquesa, y el más pequeño de todos, el lago Encantado, que es de color café con leche.

File:Kelimutu 2008-08-08.jpg - Wikipedia, the free encyclopedia

File:Kelimutu 2008-08-08.jpg - Wikipedia, the free encyclopedia

Es interesante saber que los lagos, además, han cambiado su color a lo largo del tiempo. El de los Ancianos era de un color azul verdoso que se ha ido oscureciendo. El lago Encantado ha pasado de tener un color rojizo al marrón café con leche que antes comentaba. Sólo el lago de los Hombres y Mujeres Jóvenes ha mantenido un color más o menos constante durante las últimas décadas.

Pero, ¿por qué cambian de color? Continuar leyendo «Los misterios del volcán Kelimutu»

La problemática de Dalton

Casi todo el mundo ha oído algo sobre esta enfermedad o conoce a alguien que la padezca, pero su descubrimiento es de lo mas curioso. En cuanto leáis este nombre ya os haréis una idea de por donde van los tiros.

 

John Dalton, para los que no sepáis mucho de él, fue un sobresaliente científico inglés que trabajó en varios campos de la física, la química y la botánica. Entre sus logros mas conocidos se encuentran la teoría atómica de Dalton, en la que se basa la física moderna, la ley de las presiones parciales y la de las proporciones múltiples. Todo ello tiene una importancia añadida por el hecho de que no podía realizar ensayos químicos con facilidad ya que padecía una enfermedad que le hacía confundir colores y a la que después de fallecer se llamó Daltonismo, en su honor, y que le impedía diferenciar ciertos reactivos con lo que tenía serias dificultades en el laboratorio.

 

La afección genética que padecían él y su hermano le obligó a tenerse que centrar en el trabajo teórico.

Una anécdota de su vida provocada por el daltonismo se produjo al visitar al rey Guillermo IV, y es que a la ceremonia fue con un traje rojo escarlata, un atuendo poco acertado para un científico discreto como era él. John no entendió la sorpresa que provocó su llegada, ya que había elegido la vestimenta pues la veía de un color gris apagado, adecuada para la situación.

Respecto a su enfermedad, Dalton la estudió y en 1794 publicó hechos extraordinarios relativos a la Visión de Colores.

Por su parte, él creía que su enfermedad estaba causada por una alteración en la coloración del humor vítreo (líquido interno del globo ocular) del interior de sus ojos, y es que creía que era azul. Así pues, antes de su muerte decidió que al fallecer quería que le diseccionaran los ojos y se comprobara su teoría. Así se hizo, al día siguiente de la defunción, su asistente, Joseph Ransome pudo comprobar como el líquido interno del ojo de Dalton era perfectamente normal. Como buen científico, no tiró las muestras, si no que decidió conservarlas.

Por fin a mediados de la década de 1990, con los avances del DNA, y gracias a la conservación de las muestras, se pudo extraer un fragmento del genoma correspondiente a los fotopigmentos rojo y verde, con lo que se le pudo diagnosticar su enfermedad…¡¡SIGLO Y MEDIO DESPUÉS de su muerte!!