1. Radiación Electromagnética (Haz de fotones).
El fotón es la partícula elemental más importante.
Fotón.
El fotón es una partícula indivisible que se mueve, siempre, a la velocidad de la luz.
Ésta es la máxima velocidad de propagación posible en el Universo. Para alcanzar esta
velocidad sería necesario aplicar a un cuerpo una fuerza de magnitud infinita, que no
hay en la naturaleza.
Se mueve a la velocidad de la luz porque no es una partícula material; su masa es nula.
Los fotones son producidos por cargas eléctricas en movimiento. Las cargas eléctricas
producen simultáneamente fuerzas eléctricas y magnéticas que se propagan en el
espacio a la velocidad de la luz como ondas electromagnéticas. Por lo que el fotón es la
partícula portadora de todas las formas de radiación electromagnética, tales como: los
rayos gamma, los rayos X, la luz ultravioleta, la luz visible, la luz infrarroja, las
microondas y las ondas de radio. A diferencia de otros tipos de onda, como el sonido,
que necesitan un medio material para propagarse, la radiación electromagnética se
puede propagar en el vacío.
Estas partículas también son llamadas “partículas relativistas”, ya que esta idea de
partículas sin masa moviéndose a la velocidad se atribuye a Einstein.
También se debe tomar en cuenta
que la discusión sobre la naturaleza de
la luz se remonta hasta el siglo XVII,
Newton
se
inclinó
por
una
interpretación corpuscular de la luz,
mientras que sus contemporáneos
Huygens y Hooke apoyaron la hipótesis
de la luz como onda. Experimentos de
interferencia, como el realizado por
Young en el siglo XIX, confirmaron el
modelo ondulatorio de la luz.
La idea de la luz como partícula retornó
con el concepto moderno de fotón, que
fue desarrollado gradualmente entre 1905 y 1917 por Albert Einstein apoyándose en
trabajos anteriores de Planck, en los cuales se introdujo el concepto de cuánto. Con el
modelo de fotón podían explicarse observaciones experimentales que no encajaban
con el modelo ondulatorio clásico de la luz. En particular, explicaba cómo la energía de
la luz dependía de la frecuencia (dependencia observada en el efecto fotoeléctrico) y la
capacidad de la materia y la radiación electromagnética para permanecer en
equilibrio térmico.

2. Efecto fotoeléctrico.
Efecto de Mossbauer.
El efecto Mossbauer, es un fenómeno físico descubierto por Rudolf Mößbauer en
1957. El mismo se relaciona con la emisión y absorción resonante y libre de retroceso
de rayos gamma por parte de átomos de un sólido.
En general, los rayos gamma son producto de transiciones nucleares: entre un estado
inestable de alta energía, a un estado de menor energía. Puede ser la transición de un
isótopo radioactivo a su estado fundamental.
La energía del rayo gamma emitido corresponde a la energía de la transición nuclear,
menos la cantidad de energía que se pierde en el retroceso (o desplazamiento) del
átomo que la emite. Si la "energía de retroceso" que se pierde es pequeña comparada
con el ancho de la energía de la transición nuclear, entonces la energía del rayo
gamma todavía se corresponde con
la energía de la transición nuclear, y
el rayo gamma puede ser absorbido
por un segundo átomo del mismo
tipo que el primero. Esta emisión y
posterior absorción es llamada
resonancia.
Energía de retroceso adicional es
también
utilizada
durante
la
absorción, de forma tal que para que
la resonancia pueda producirse la
energía de retroceso debe ser menor
que la mitad de la energía
correspondiente a la transición
nuclear.

3. Tarea # 9. Efecto de Doppler.
El efecto Doppler, llamado así por el
austríaco Christian Andreas Doppler,
es el cambio real de frecuencia de
una onda producida por el
movimiento
relativo
de
la
fuente respecto
a
su
observador. Doppler propuso este
efecto en 1842 en su tratado Sobre
el color de la luz en estrellas binarias
y otros astros.
El científico neerlandés Christoph
Hendrik investigó esta hipótesis en
1845 para el caso de ondas sonoras
y confirmó que el tono de un sonido
emitido por una fuente que se
aproxima al observador es más
agudo que si la fuente se aleja.
En el caso del espectro visible de la
radiación electromagnética, si el
objeto se aleja, su luz se desplaza a
longitudes de onda más largas,
desplazándose hacia el rojo. Si el
objeto se acerca, su luz presenta una
longitud de onda más corta,
desplazándose hacia el azul.

4. Esta desviación hacia el rojo o el azul es
muy leve incluso para velocidades elevadas,
como las velocidades relativas entre
estrellas o entre galaxias, y el ojo humano
no puede captarlo, solamente medirlo
indirectamente utilizando instrumentos de
precisión como espectrómetros.
En ambos casos se observa la elección de
un marco de referencia para la diferencia en
la recepción de las frecuencias de onda.
Incluso aunque fuese solo un punto de
referencia con respecto a la energía
estudiada, es importante establecerlo, ya
que sin un observador o punto fijo de
referencia podemos decir que la energía es
nula, si no tenemos un receptor.
Tarea #10. Aberración de la Luz.
También un punto importante al establecer al observador, en este caso para la luz de una
estrella es la aberración de la luz: diferencia entre la posición observada de una estrella y su
posición real, debido a la combinación de la velocidad del observador y la velocidad de la luz.
En 1725, James Bradley, entonces profesor de Astronomía en la Universidad de

5. Oxford, intentó medir la distancia a una estrella observando su orientación en dos diferentes
épocas del año. La posición de la Tierra cambiaba mientras orbitaba alrededor del Sol.
Para su sorpresa, encontró que las estrellas fijas mostraban un movimiento sistemático
aparente, relacionado con la dirección del movimiento de la Tierra en su órbita y no dependía,
como se había anticipado, de la posición de la Tierra en el espacio.
El descubrimiento de
Bradley, la llamada
aberración estelar, es
análoga a la situación
que
se
produce
cuando caen gotas de
lluvia. Una gota de
lluvia, aunque caiga
verticalmente
con
respecto
a
un
observador
en
reposo en la tierra,
cae en ángulo para
un observador en
movimiento.