Relatividad

ESPECIAL EINSTEIN

ÍNDICE

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Josep M.Albaigès i Olivart Einstein y el efecto fotoeléctrico . . . . . . . . . . . . . . 2 David C. Notas biográficas sobre Albert Einstein ......... 5 . . 10

Javier García Algarra Una tarea demasiado difícil, incluso para Einstein

Juan Antonio Piñera Molina Relatividad especial . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 Juan Carlos Sanz-MartínA la caza del zigzag browniano . . . . . . . . . . . . . . . 24

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EINSTEIN Y EL EFECTO FOTOELÉCRICO

EINSTEIN Y EL EFECTO FOTOELÉCTRICO
Josep M. Albaigès i Olivart
Con mi reconocimiento al amigo Pedro Crespo, que tanto ha contribuido a este artículo con sus ideas y comentarios.

Hablar de Einstein es pensar en seguida en la famosa fórmula E = mc2, y a partir deella, en la bomba atómica y en los sorprendentes aspectos de la teoría de la relatividad. El camino sin retorno que se inició hace un siglo no se ha limitado a reformular nuestro concepto de la materia y del universo: ha supuesto un cambio en nuestras concepciones más íntimas, las relacionadas con el mismo espacio y tiempo. Todo el mundo sabe que Einstein fue Premio Nobel, pero menos conocido esque este galardón no le fue otorgado por la Teoría de la Relatividad, sino por otra revolucionaria aportación suya: la explicación del efecto fotoeléctrico, en ese año 1905 cuyo centenario conmemoramos. Durante mucho tiempo se pensó que en realidad esa máxima distinción por un descubrimiento “menor” pretendía remediar el fallo de no habérsele otorgado por su Teoría de la Relatividad, pero lareflexión que da la perspectiva de un siglo permite conceder más respeto a quienes fueron capaces de comprender, o al menos acertar con visión de futuro, con el alcance de la visión einsteiniana en ese otro campo, la más revolucionaria y original de todas. Hagamos un poco de historia. El llamado “efecto fotoeléctrico” era conocido desde que fuera descubierto por Hertz en 1887: se sabía que un metaldesprendía electrones al ser sometido a una radiación electromagnética. También, desde Maxwell (1864) se sabía que la luz era un caso particular de radiación electromagnética; su importancia especial para nosotros radica en que nuestros ojos son sensibles a esta “franja visible” de la radiación, que desde un punto de vista cualitativo, no difiere de la ultravioleta, de la infrarroja, de las ondas deradio o incluso de los rayos X. También se sabía que en los metales hay electrones que se mueven más o menos libremente a través de la red cristalina. Estas partículas no escapan del metal a temperaturas normales porque carecen de energía suficiente, pero calentándolo, y aumentando por tanto la energía de éste, sí se producían desprendimientos electrónicos. Los electrones así "evaporados" sedenominan termoelectrones, éste es el tipo de emisión que se da en las válvulas electrónicas. El efecto fotoeléctrico consistió en ver que también se pueden liberar electrones (fotoelectrones) mediante la absorción por el metal de la energía de radiación electromagnética. Se suponía que este desprendimiento sería proporcional a la energía de la radiación, que se creía proporcional a su intensidad(nadie pensaba en que tuviera relación con la frecuencia), por lo que la explicación era primera vista fácil: al impacto contra el metal, la energía radiante sería transmitida, siempre de forma continua, a los electrones super-2-

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ficiales, que serían así desprendidos del resto del cuerpo cuando la hubieran absorbido en cantidad suficiente.Esos llamados “fotoelectrones” transportarían la energía “captada” de la luz incidente, de la misma forma que la ola que llega a la playa es capaz de mover piedras. Pero el análisis más atento del fenómeno presentaba inesperadas dificultades. Pues la experimentación demostraba que para cada substancia existía una frecuencia mínima o umbral de la radiación electromagnética por debajo de la cual no...