Experimento de la doble rendija

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Es posible que esté familiarizado con un experimento conocido como “experimento de la doble rendija”, ya que a menudo se introduce al principio de los libros de texto de mecánica cuántica. La disposición experimental puede verse en la Fig. 1. Los electrones se emiten uno a uno desde la fuente del microscopio electrónico. Pasan a través de un dispositivo llamado “biprisma de electrones”, que consiste en dos placas paralelas y un fino filamento en el centro. El filamento tiene un diámetro inferior a 1 micra (1/1000 mm). Los electrones que pasan por ambos lados del filamento se detectan uno a uno como partículas en el detector. Este detector fue modificado especialmente para los electrones a partir del detector de fotones producido por Hamamatsu Photonics (PIAS). Para nuestra sorpresa, pudo detectar incluso un solo electrón con una eficacia de detección de casi el 100%.

Al principio del experimento, podemos ver que empiezan a aparecer puntos brillantes aquí y allá en posiciones aleatorias (Fig. 2 (a) y (b)). Se trata de electrones. Los electrones se detectan uno a uno como partículas. Por lo que muestran estas micrografías, se puede confiar en que los electrones son partículas. Estos electrones fueron acelerados a 50.000 V, y por lo tanto la velocidad es aproximadamente el 40 % de la velocidad de la luz, es decir, es de 120.000 km/segundo. Estos electrones pueden dar tres vueltas a la tierra en un segundo. Por lo tanto, pasan por un microscopio electrónico de un metro de largo en 1/100.000.000 de segundo. Está bien pensar que cada electrón se detecta en un instante después de ser emitido.

el experimento de la doble rendija desmentido

En la física moderna, el experimento de la doble rendija es una demostración de que la luz y la materia pueden mostrar características tanto de ondas como de partículas definidas clásicamente; además, muestra la naturaleza fundamentalmente probabilística de los fenómenos de la mecánica cuántica. Este tipo de experimento fue realizado por primera vez, utilizando la luz, por Thomas Young en 1801, como demostración del comportamiento ondulatorio de la luz[1] En aquella época se pensaba que la luz estaba formada por ondas o por partículas. Con el inicio de la física moderna, unos cien años después, se comprendió que la luz podía, de hecho, mostrar un comportamiento característico tanto de las ondas como de las partículas. En 1927, Davisson y Germer demostraron que los electrones mostraban el mismo comportamiento, lo que posteriormente se extendió a los átomos y las moléculas[2][3] El experimento de Thomas Young con la luz formaba parte de la física clásica mucho antes del desarrollo de la mecánica cuántica y del concepto de dualidad onda-partícula. Él creía que demostraba que la teoría ondulatoria de la luz era correcta, y su experimento se conoce a veces como el experimento de Young[4] o las rendijas de Young.

derivación del experimento de la doble rendija de young

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El experimento de interferencia de Young, también llamado interferómetro de doble rendija de Young, fue la versión original del moderno experimento de doble rendija, realizado a principios del siglo XIX por Thomas Young. Este experimento desempeñó un papel importante en la aceptación general de la teoría ondulatoria de la luz[1] A juicio del propio Young, fue el más importante de sus muchos logros.

Durante este periodo, muchos científicos propusieron una teoría ondulatoria de la luz basada en observaciones experimentales, entre ellos Robert Hooke, Christiaan Huygens y Leonhard Euler[2]. Sin embargo, Isaac Newton, que realizó muchas investigaciones experimentales sobre la luz, había rechazado la teoría ondulatoria de la luz y desarrolló su teoría corpuscular de la luz, según la cual ésta se emite desde un cuerpo luminoso en forma de pequeñas partículas[3]. [Esta teoría se mantuvo hasta principios del siglo XIX, a pesar de que muchos fenómenos, como los efectos de difracción en los bordes o en las aberturas estrechas, los colores en las películas delgadas y en las alas de los insectos, y el aparente fracaso de las partículas de luz para chocar entre sí cuando se cruzan dos haces de luz, no podían ser explicados adecuadamente por la teoría corpuscular que, sin embargo, tenía muchos partidarios eminentes, como Pierre-Simon Laplace y Jean-Baptiste Biot.

explicación del experimento de las dobles rendijas de young

La onda que sale de una de las rendijas se divide en dos nuevas ondas, cada una de las cuales se extiende desde una de las rendijas. Estas dos ondas interfieren entre sí. En algunos puntos, donde un pico se encuentra con una depresión, se anulan mutuamente. Y en

rayas porque la imagen capta más detalles que nuestro diagrama. (En aras de la corrección, deberíamos decir que la imagen también muestra un patrón de difracción, que se obtendría de una sola rendija, pero no entraremos en esto aquí, y no es necesario que pienses en ello).

nuestra pared con las dos rendijas, pero bloquea una de esas rendijas por el momento. Verás que algunos de los electrones pasarán por la rendija abierta y golpearán la segunda pared como lo harían las pelotas de tenis: los puntos a los que llegan forman una franja con la misma forma que la rendija.

Ahora abre la segunda rendija. Es de esperar que en la segunda pared haya dos franjas rectangulares, como en el caso de las pelotas de tenis, pero lo que se ve en realidad es muy diferente: los puntos en los que chocan los electrones se acumulan para replicar el

Aquí hay una imagen de un experimento real de doble rendija con electrones. Las imágenes individuales muestran el patrón que se obtiene en la segunda pared a medida que se disparan más y más electrones. El resultado es un patrón de interferencia rayado.