1. Cuantización de la energía
Ondas
La energía se puede transferir entre dos puntos por desplazamiento de materia -un choque, por ejemplo- o mediante un movimiento ondulatorio, una onda, sin desplazamiento de materia. Aunque se estudian en la Física de 2º de Bachillerato, ahora vas a ver dos simulaciones con objeto de que reconozcas sus características fundamentales: tipo de onda, amplitud, longitud de onda, frecuencia, número de ondas y velocidad.
En la primera puedes ver la propagación de un onda en una cuerda. Deteniendo la onda y moviendo las barras deslizadoras puedes determinar la longitud de onda, que es la mínima distancia entre dos puntos que se encuentran en el mismo estado de vibración. La frecuencia indica la cantidad de ondas que se produce por segundo (su unidad es el hertzio, Hz o s-1), y el número de ondas la cantidad de ondas por unidad de longitud (habitualmente, cm-1).
Fíjate en que tanto al producirse un pulso o la onda continua, los puntos de la cuerda vibran perpendicularmente a la dirección de movimiento de la onda, pero no avanzan en esa dirección.
Puedes modificar la amplitud y la frecuencia, y determinar los valores de la longitud de onda, la velocidad y el número de ondas.
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En la simulación siguiente puedes ver cómo se generan ondas en un muelle, diferenciando ondas longitudinales (desplazamiento de la onda en la dirección de la vibración) o transversales (en direcciones perpendiculares).
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Por último, hay un tipo especial de ondas que no necesitan materia para propagarse: son las ondas electromagnéticas, originadas por la propagación de un campo eléctrico y otro magnético perpendiculares. El caso más conocido es la luz, que se propaga en el vacío a 3 108 m/s, pero hay otros tipos de ondas electromagnéticas que te resultarán muy conocidos, como puedes ver en la presentación siguiente.
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Fotones
Algunos hechos experimentales descubiertos a partir de la mitad del siglo XIX sugerían que la energía radiante -por ejemplo, la luz-, no se transmitía de forma continua, sino que lo hacía en paquetes discretos (fotones).
Observando la radiación del cuerpo negro, Planck postuló en 1900 que la energía absorbida o emitida por la materia no es continua (no se puede absorber o emitir cualquier cantidad de energía), sino que se transfiere en unidades elementales de energía, cuantos de energía o fotones.
La energía de un fotón es 
, donde 
es la constante de Planck (6,62 10-34 Js)
y 
es la frecuencia de la energía radiante absorbida o emitida.
De acuerdo con la física de las ondas, la energía transferida en forma
de radiación viene caracterizada por su longitud de onda 
y su frecuencia , relacionadas
de la forma 
, donde 
es la
velocidad de desplazamiento de la onda (en el caso de la radiación electromagnética es la velocidad de la luz, c).
Posteriormente, Einstein estudió el efecto fotoeléctrico (emisión de electrones por algunos metales al incidir luz sobre ellos), y le dio una explicación basándose en la cuantización propuesta por Planck. Precisamente por eso recibió el premio Nobel en 1921.
Ambos fenómenos, la radiación del cuerpo negro y el efecto fotoeléctrico, se estudian en la Física de 2º de Bachillerato.
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