La primera revolución industrial contribuyó a la consolidación del capitalismo, es decir, a que la sociedad europea aceptara como realidad el trabajo asalariado, los gobiernos electivos y representativos y los privilegios que da el dinero.

Como la Revolución industrial se produjo por primera vez en Gran Bretaña, este país se convirtió durante mucho tiempo en el primer productor de bienes industriales del mundo. Durante gran parte del siglo XVIII Londres fue el centro de una compleja red comercial internacional que constituía la base de un creciente comercio exportador fomentado por la industrialización. Los mercados de exportación proporcionaban una salida para los productos textiles y de otras industrias (como la siderurgia), cuya producción aumentaba rápidamente gracias a la aplicación de nuevas tecnologías. Los datos disponibles sugieren que la tasa de crecimiento de las exportaciones británicas se incrementaron de forma considerable a partir de la década de 1780. La orientación exportadora y el aumento de la actividad comercial favorecieron aún más el desarrollo de la economía: los ingresos derivados de las exportaciones permitían a los productores británicos importar materias primas para crear productos industriales; los comerciantes que exportaban bienes adquirieron una importante experiencia que favoreció el crecimiento del comercio interior. Los beneficios generados por ese desarrollo comercial fueron invertidos en nuevas empresas, principalmente en mejora de la tecnología y de la maquinaria, aumentando de nuevo la productividad, favoreciendo la dinámica del proceso.

La burguesía inglesa fue la primera en alcanzar el político en dos grandes revoluciones, la de 1649 y la de 1688. Un siglo más tarde, la burguesía inglesa fue imitada por la francesa. Esta actuó de modo parecido, ejecutó a su rey y en una "Declaración de principios" dedicada al hombre (en general) y a los ciudadanos, sostuvo la defensa de los principios de la libertad, propiedad y seguridad. Muchos son los historiadores que opinan que la revolución francesa fue una revolución burguesa.

Sin embargo la clase aristocrática no fue tan fácilmente desplazada. Hacia 1815, en el continente europeo (excluimos a Inglaterra) fueron restaurados los regímenes políticos absolutistas, en los cuales, la aristocracia continuaba disfrutando de grandes privilegios.

Finalmente, con las grandes revoluciones políticas de 1830 y1848, la burguesía tuvo acceso a los gobiernos y constituyó regímenes políticos llamados democracias liberales.

La segunda revolución industrial comenzó en la segunda mitad del siglo pasado y estuvo caracterizada por un desconocido avance en el terreno de la tecnología aplicada a la industria, las comunicaciones y los transportes. Tuvo consecuencias tales como el abaratamiento de los productos, el aumento del consumo, una mayor competencia y la casi desaparición de la empresa familiar en manos de la Gran Industria. Esto condujo (excepto en los países que lo prohibieron legalmente) a la formación de monopolios que dominaron el mercado.

Durante la segunda revolución industrial aparecieron nuevas tendencias en la vida económica: la empresa industrial comenzó a modificar su tradicional estructura orientándose hacia la concentración (las empresas ferroviarias, metalúrgicas y textiles habían crecido tanto que exigieron una fuerte concentración de capital privado. La autofinanciación empresaria cede ante la necesidad de grandes inversiones, que solamente podían hacerse por poderosas entidades bancarias. La penetración de la banca en la estructura industrial imprime a esta nuevas formas, que tienden a consagrar el poderío indiscutible de los grandes grupos financieros. Además de la concentración de los capitales comenzó a ensayarse una tendencia hacia la concentración de empresas. El aumento de la producción no significó el aumento del mercado del consumidor del producto, de manera que fue necesario comenzar a provocar mecanismos que permitieran un control más efectivo de ese mercado. El primer caso en este sentido lo dieron las empresas formando un trust, cuyo objetivo era aumentar las ganancias dominando el mercado, al extremo de eliminar toda competencia. También se pretendió aumentar la productividad laboral; y es fundamental en este sentido el papel desempeñado por Frederick Taylor y su método de organización de trabajo (taylorismo).

En lo que respecta a la expansión colonial, esta fue iniciada como consecuencia del notable desarrollo de Europa en general y Alemania, Inglaterra y Francia en particular, que tornaron insuficientes sus mercados internos para colocar su producción. Esta expansión presentó dos aspectos: la ocupación efectiva de territorios coloniales y el manejo de la economía de países políticamente independientes, a partir de créditos y convenios comerciales que ataban a estos países económica y políticamente a las potencias europeas.

El aumento de la producción industrial ocasionó naturalmente una mayor demanda de materias primas, y luego la necesidad de asegurarse un mercado donde colocar tanto la creciente producción como las ganancias provenientes del mismo desarrollo industrial. Como consecuencia de estas circunstancias, las relaciones internacionales entre los países industrializados y sus proveedores de materias primas se volvieron mucho más agresivas. Durante esta etapa llamada "la época del imperialismo" la posesión de colonias pasó a ser un factor de poder político a nivel internacional.

También, en la segunda mitad del siglo XIX, surgen en los más importantes países de Europa partidos políticos que sostienen la defensa de las ideas socialistas y marxistas, ideas compartidas por gran parte de la clase trabajadora europea. Estos partidos eran los socialdemócratas.

A partir de 1829 Inglaterra vive una época de grandes reformas.

Durante los años 1831 y 1832 la gran cuestión política fue la Ley de Reforma Electoral apoyada por el partido whig. Con esta ley se consolidó definitivamente la supremacía de la clase media. En las elecciones que se siguieron los whigs obtuvieron la mayoría en la Cámara de los Comunes, que hasta entonces había sido dominada por los tories (conservadores). Durante este período de legislación burguesa se sucedieron una serie de leyes parlamentarias claramente propicias para la burguesía siendo su máxima conquista la derogación de las Leyes de Granos en 1846 (beneficiaban a los terratenientes). Se inicia entonces, una política de libre cambio que siguió rigiendo hasta la primera guerra mundial. Durante los años de Peel y Russell la tendencia hacia el comercio libre continuó, reforzada por la revocación de las Actas de Navegación (1849).Sin embargo, ninguno de estos triunfos de la clase media le aportó muchos beneficios inmediatos al proletariado, quienes se organizaron bajo la bandera del cartismo para luchar por sus derechos. Más tarde, en los años 1867 y 1884 son elaboradas la Segunda y Tercera Ley de Reforma, en las cuales se les otorgóderechos políticos, primero, a todos los hombres que constituían la clase trabajadora industrial y después a casi todos los trabajadores agrícolas. Entre los años 1871 y 1875 son reconocidas legalmente las trade unions (sindicatos); más tarde aparecen las primera reformas sociales acompañadas por la propagación del socialismo

En 1837 es coronada la reina Victoria (reina hasta 1901) y con ella comienza la época victoriana del predominio marítimo y comercial. El Reino Unido mantuvo su liderazgo como primer constructor de barcos y máxima potencia comercial y financiera del mundo, y una gran parte de los trabajadores británicos aumentó su poder adquisitivo. A pesar de los altos niveles de emigración a las colonias británicas y Estados Unidos la población de Gales, Escocia e Inglaterra aumentó. En Irlanda, la emigración redujo la población.

En lo que respecta a la política exterior y colonial, Inglaterra reconoce la independencia de las colonias españolas y se acerca a Francia. En alianza con Napoleón III, participa en la guerra de Crimea . A partir de 1867, Disraeli inicia una política imperialista. En 1843, es ocupado un pequeño estado boer en África austral; en 1849 termina la conquista de la India, Birmania es anexada al imperio al igual que Egipto en 1882. Como consecuencia de la política colonialista de Chamberlain, se fundan colonias en África oriental y es reconquistada Sudán.

Teorias desarrolladas por Maxwell

Maxwell fue uno de los principales científicos del siglo pasado, ya que su influencia nos llega hasta hoy, a través de varios de sus descubrimientos, como la teoría electromagnética o la teoría cinética de los g ases. También influencio dentro de la química al plantear la teoría cinética de los gases, a partir de la cual, las leyes de los gases planteadas en el siglo XVI y XVII fueron demostradas desde un punto de vista estadístico.

Uno de los primeros descubrimientos de Maxwell fue el concepto de líneas de fuerza que fuera originalmente introducido por Faraday, pero como no sabía matemáticas, dejo el concepto como algo gráfico. Maxwell, en 1855, tradujo la idea de Faraday al lenguaje matemático, demostrando que la idea intuitiva era correcta.

Otro de los aportes que Maxwell realizó a la ciencia fue a la astronomía, al demostrar que los anillos de Saturno no estaban compuestos por pequeñas partículas, como se creía. La suposición estaba basada en las investigaciones de Roche acerca de la influencia de la gravedad sobre cuerpos pequeños. Maxwell, en 1857, demostró que esto no era así a partir de una serie de supuestos teóricos, y desde ese momento, nadie lo cuestiono.

La teoría cinética de los gases fue desarrollada por Maxwell en 1859, quien le dio un desarrollo estadístico al tema ,y no mecanicista como había sido hasta ese momento, tomando como suposiciones que las moléculas se movían al azar y se alejaban entre si con choques elásticos. Demostró que con un aumento de la temperatura aumentaba la velocidad media de las partículas y con un descenso de la temperatura la velocidad media disminuía. A partir de esto, se planteo que el calor podía ser representado como movimiento molecular. También demostró, estadísticamente, que los gases podían violar la segunda ley de la termodinámica si todas las moléculas del gas se fueran hacia el mismo lugar, reduciendo la entropía del sistema. Pero, esto es algo imposible en la realidad, ya que la probabilidad de que esto suceda es ínfima.

Maxwell debe de ser reconocido como el primer científico que logro unificar una serie de relaciones matemáticas acerca de fenómenos tan disímiles como el magnetismo, la luz y la electricidad.

Otro aspecto de la teoría que publico en 1865, es acerca de la oscilación de las cargas eléctricas y la generación, por parte de estas, de un campo electromagnético que era irradiado a partir de su fuente con una velocidad constante. Maxwell, mediante sus ecuaciones, calculó la velocidad de propagación, que coincidía, en el vacío, con la velocidad de propagación de la luz. A partir de esta hipótesis, demostró que la luz era una onda electromagnética y que las longitudes de onda dependían de la oscilación de la carga que la generaba.

Influencias de las teorias de Maxwell

Las ideas mas importantes de Maxwell fueron tan importantes para la física que todavía se esta tratando de trabajar en algunos aspectos planteados por las ecuaciones. Son también tan solidas que resistieron el cambio de paradigma en la física, ya que resistieron a la mecanica cuantica y a la relatividad, creadoras de la nueva física del siglo XX.

Un científico que trabajó con las ecuaciones de Maxwell fue Hertz, quien estudió los efectos electromagnéticos. Durante los experimentos que realizó, vio por primera vez el efecto fotoeléctrico, pero no se dedico a estudiarlo, ya que no era lo que estaba estudiando. También Hertz, investigando, las ondas electromagnéticas, demostró la utilidad de las ecuaciones de Maxwell y demostró que la luz era solo una pequeña parte del espectro.

Otra de las conclusiones que se extrajeron de las ecuaciones de Maxwell es acerca de la presión que la luz realiza sobre una superficie. Fue demostrado por Liedebev mediante espejos.

Una idea de la vigencia de las ecuaciones de Maxwell se vio cuando Einstein publicó la teoría de la relatividad especial. Estas ecuaciones eran aplicables dentro del nuevo marco generado por la teoría de Einstein, pero no lo eran algunas de las leyes de la mecanica clasica, como las leyes de la gravedad, que hasta ese momento eran aplicables en todos los casos.

Un problema que se detectó en las ecuaciones de Maxwell es acerca de la simetria que si existe en las cargas eléctricas, ya que las cargas pueden ser separadas y detectadas según su signo (el electron y el proton). En cambio, no ocurre lo mismo con el magnetismo, ya que nunca se detecto, por ejemplo, un polo norte que no tenga asociado un polo sur en un imán del tamaño que sea. Si se pudiera detectar un polo magnetico separado de su otro polo asociado, las ecuaciones de Maxwell serian completamente simetricas.

Arthur Holly Compton

El período histórico en el cual se circunscribe la vida de Arthur Compton (1892-1962) fue caracterizado por un avance tecnológico general a nivel mundial, el nacimiento de nuevas potencias en América y Asia, y una situación general de tensiones y crisis económica, política y social en todo el mundo.

El desarrollo de la revolución industrial tiene en la parte final del siglo XIX un segundo momento de esplendor. La investigación científica se orienta al servicio de la industria; comienzan a explotarse nuevas fuentes de energía, como ser la electricidad y el petróleo; los principales progresos tecnológicos surgen en el campo de la química y la electricidad; Estados Unidos y el imperio alemán compiten vigorosamente con Gran Bretaña, país al que superan en el terreno de la electricidad y de las nuevas industrias; se produce una notable expansión de los medios de transporte y de las comunicaciones; aparecen las armas de retrocarga y de repetición, la ametralladora, las balas explosivas y el uso de blindaje. De esta manera, la superioridad técnica de los países occidentales se acrecentó en la segunda mitad del siglo XIX, permitiéndoles ejercer una influencia política, económica y cultural sobre el resto de la humanidad. Su casi absoluto control de las nuevas técnicas contribuyó a afirmar el poderío de las grandes potencias y a facilitar su expansión imperialista, necesaria para obtener nuevas fuentes de materias primas, mercados y colocar los excesos de población europea.

A la par de estos acontecimientos, los Estados Unidos de América logran, desde el fin de la guerra de secesión hasta 1914, consolidar su unidad política y desarrollar un empuje en su economía. Este movimiento ascensional fue favorecido por diversos factores, a saber: la expansión territorial a través de la conquista del Oeste; el pleno aprovechamiento del desarrollo técnico y de las fuentes de energía; el notable incremento poblacional con el aporte inmigratorio; el aumento de su influencia exterior y la expansión del capitalismo industrial y financiero.

Esta situación general de rivalidades colonialistas entre las grandes potencias, de desarrollo industrial en el terreno de los armamentos que obligaba a una renovación permanente para no ser superado por sus rivales, de competencia en el logro de mercados por parte de las industrias y los capitales de las naciones poderosas, generó una carrera armamentista que dio nombre a la época: Paz Armada. Pero esta paz encuentra su fin cuando las mencionadas rivalidades y la carrera armamentista se intensifican y se suman a las tensiones internas que se estaban gestando en el orden europeo, y estalla la Gran Guerra. Como consecuencia principal de dicha guerra, las potencias europeas se debilitaron profundamente y los Estados Unidos de América y el Japón se vieron fortificados y se consolidaron como potencias de primer orden.

Pero los años de posguerra no significaron una paz general, sino que más bien constituyeron un período de crisis, tanto en el orden político, económico y social, que desencadenaría un conflicto aún mayor. En líneas generales, fracasó la acción pacificadora de la Sociedad de las Naciones, surgió una nueva ideología: el fascismo, que lanzó a Italia y Alemania a una acción imperialista, Japón consolidó su posición en Asia e intentó anexar nuevos territorios, se afianzó el régimen soviético nacido en Rusia en 1917, el enfrentamiento ideológico entre los principios de la democracia liberal, el fascismo y el marxismo adquirieron gran importancia en las relaciones internacionales, y la economía occidental entró en crisis, sobre todo desde 1929, lo cual creó graves problemas políticos y sociales. De esta manera, las encontradas ambiciones de Italia, Alemania y Japón, la ineficacia de los sistemas de seguridad, los errores de las potencias occidentales y las ambiciones de la U.R.S.S. generaron un nuevo conflicto armado. El alto desarrollo técnico de la época dio a esta contienda características de guerra total. La aviación militar fue el arma decisiva. Pero en las últimas etapas de la guerra se desarrollaron nuevos y más temibles armamentos: aviones de reacción, cohetes, y finalmente, la bomba atómica. Al finalizar la guerra, desaparecen los regímenes fascistas de Alemania e Italia, la Unión Soviética adquiere predominio político en Europa central y oriental, y los Estados Unidos de América y la U.R.S.S. aparecen como las dos grandes superpotencias de la posguerra, mientras Francia y Gran Bretaña quedan en un papel se segundo orden.

Sin embargo, la derrota del totalitarismo nazi-fascista no garantizó las buenas relaciones entre las potencias vencedoras. Los enfrentamientos ideológicos, mantenidos latentes durante la guerra, afloraron apenas ésta terminó. El año 1947 se señala como el de la iniciación de la "guerra fría", expresión usada para definir la tensión entre los bloques opositores - la Unión Soviética y las llamadas "democracias populares" frente a las democracias occidentales -. Ambos bloques reiniciaron una política armamentista y beligerante que, muchas veces, llegó al borde de la "guerra caliente", mediante un espionaje internacional organizado, permanentes reclamos diplomáticos, y una eficiente propaganda.

El físico norteamericano Arthur Holly Compton nació en Wooster, Ohio el 10 de septiembre de 1982. Perteneciente a una familia de pastores prebisterianos (su padre y su hermana lo eran), su vida estuvo marcada por un fuerte sentido religioso. Con respecto a su formación académica, estudió en Wooster College y obtuvo su doctorado en Princeton en 1916.

Luego de enseñar física en la Universidad de Minnesota y de trabajar como ingeniero para la Westinghouse Lamp Company durante dos años, pasó 1919 en la Universidad de Cambridge donde estudió bajo la supervisión de Rutherford. Al año siguiente regresó a los Estados Unidos para encargarse del Departamento de Física de la Universidad de Washington en Missouri. En 1923 se trasladó a la Universidad de Chicago.

En este mismo año, comenzó una serie de estudios sobre la dispersión de los rayos X por la materia. Gracias a las técnicas que tenía a su disposición, estaba capacitado para medir con precisión las longitudes de onda de los rayos dispersados. Pudo descubrir así que las longitudes de onda de estos últimos eran mayores que las del rayo incidente. A este fenómeno se lo denomino Efecto Compton (ver punto siguiente) y por su descubrimiento A. H.Compton recibió el premio Nobel de física en 1927 junto con el físico británico Charles Wilson.

Durante la década de 1930, Compton se dedicó al estudio de los rayos cósmicos. Sus investigaciones buscaban determinar si estos eran de naturaleza electromagnética o si eran partículas cargadas. Millikan (1868-1953), el científico más destacado en el campo de los rayos cósmicos en ese momento, sostenía la primera posición. Si en efecto los rayos cósmicos eran electromagnéticos no debían sufrir el efecto del campo magnético terrestre y por lo tanto incidir igualmente sobre toda la superficie terrestre. En el caso de que fueran partículas cargadas, estos sufrirían una desviación por la acción del campo magnético de la Tierra y en consecuencia deberían detectarse en mayor cantidad a medida que uno se acercara a los polos. Las investigaciones de Compton lo llevaron a la conclusión de que los rayos cósmicos debían ser partículas cargadas puesto que efectivamente existía un efecto del campo magnético terrestre sobre ellos. Estudios posteriores confirmaron los resultados obtenidos por Compton.

En 1941, durante la Segunda Guerra Mundial, Compton fue invitado a participar en una serie de estudios sobre la vialidad de la producción de plutonio para la construcción de la bomba atómica. Luego de algunas dudas debidas a su intensa fe religiosa, aceptó que sólo un arma nuclear lograría detener el avance nazi. Compton llegó a ser el director de la parte más fundamental del Proyecto Manhattan en Chicago, construyendo junto con el físico italiano Enrico Fermi (1901-1954) el primer reactor nuclear en 1942.

Después de la Segunda Guerra Mundial, entre 1945 y 1953, Compton fue rector de la Universidad de Washington. A partir de 1954 fue catedrático de Filosofía Natural. Murió en Berkeley, California el 15 de marzo de 1962.

Inicios de la era nuclear

La ciencia experimental, iniciada en los siglos XVI y XVII, aceleró los avances en los estudios de la estructura atómica. Una serie de descubrimientos importantes realizados hacia finales del siglo XIX dejó claro que el átomo no era una partícula sólida de materia que no pudiera ser dividida en partes más pequeñas.

•      En 1895, el científico alemán Wilhelm Conrad Roentgen anunció el descubrimiento de los rayos X, que pueden atravesar láminas finas de plomo.

•      En 1897, el físico inglés J. J. Thomson descubrió el electrón, una partícula con una masa muy inferior al de cualquier átomo.

•      Las investigaciones del físico británico Ernest Rutherford demostraron que el uranio y algunos otros elementos pesados, como el torio o el radio, emiten tres clases diferentes de radiación, inicialmente denominadas rayos alfa (a), beta (b) y gamma (g).

•      John D. Cockcroft y Ernest T. S. Walton, produjeron un haz de protones acelerados hasta altas velocidades, posteriormente empleándose esas partículas para bombardear un núcleo de litio. En esa reacción nuclear, el litio 7 (⁷Li) se escinde en dos fragmentos, que son núcleos de átomos de helio.

⁷Li + ¹H = ⁴He + ⁴He

•      En 1905, Albert Einstein desarrolló la ecuación que relaciona la masa y la energía, E = mc², como parte de su teoría de la relatividad especial. Dicha ecuación afirma que una masa determinada (m) está asociada con una cantidad de energía (E) igual a la masa multiplicada por el cuadrado de la velocidad de la luz (c). Una cantidad muy pequeña de masa equivale a una cantidad enorme de energía. Como más del 99% de la masa del átomo reside en su núcleo, cualquier liberación de grandes cantidades de energía atómica debe provenir del núcleo.

Proyecto Manhattan

Se inauguró en 1942 durante la Segunda Guerra Mundial. Se llevó adelante en Oak Ridge, en el Estado norteamericano de Tennessee. Además de Compton, participaron de este proyecto muchos otros ilustres físicos como Enrico Fermi, Richard Feynman y Edward Teller. El 16 de julio de 1945, los científicos que llevaban adelante el Proyecto Manhattan, bajo la dirección del físico estadounidense J. Robert Oppenheimer, hicieron explotar con éxito la primera bomba atómica cerca de Alamogordo, en el desierto de Nueva México. Este hecho sucedió luego de tres años de investigación y de varios millones de dólares invertidos por el gobierno de EE.UU. Fue el proyecto científico más gigantesco y costoso de toda la historia. Abrió la era del desarrollo de armamento para destrucción de masas. Asimismo, dio lugar al

surgimiento de la ciencia de alto nivel, con grandes sumas de dinero invertidas por los gobiernos y bajo la dirección de importantes laboratorios, para el desarrollo de nuevos avances científicos. Esta primera bomba atómica, llamada "BOMBA A", era un explosivo totalmente nuevo: obtenía su potencia de la ruptura o fisión de los núcleos atómicos de varios kilos de plutonio, a diferencia de la gran mayoría que la obtenía partir de la descomposición o combustión de algún compuesto químico. La fisión nuclear es la escisión de un núcleo pesado en núcleos más ligeros. El físico estadounidense de origen italiano Enrico Fermi logró realizar la fisión en 1934, pero la reacción no se reconoció como tal hasta 1939, cuando los científicos alemanes Otto Hahn y Fritz Strassmann anunciaron que habían fisionado núcleos de uranio bombardeándolos con neutrones. Esta reacción libera a su vez neutrones, con lo que puede causar una reacción en cadena con otros núcleos. En la explosión de una bomba atómica se produce una reacción en cadena incontrolada.

El presidente americano Harry Truman asumió la responsabilidad de realizar un bombardeo contra Japón, usando esta letal arma, como respuesta al bombardeo sufrido en Pearl Harbor. De esta manera, El 6 de agosto de 1945, menos de un mes de iniciados los ensayos, se tiró la primera bomba en Hiroshima y, tres días más tarde, se lanzó otra contra Nagasaki. Las víctimas instantáneas fueron 80.000 y 35.000 respectivamente. Ambos bombardeos fueron el punto final de la Segunda Guerra Mundial y la iniciación de la llamada "era atómica".

Los rayos X

Son radiaciones electromagnéticas con una longitud de onda de 10 nm a 0.001 nm. A menor longitud de onda, mayor energía y mayor poder de penetración. Se producen siempre que se bombardea un objeto con electrones de alta velocidad. Los rayos X emitidos no son monocromáticos sino que están formados por una amplia gama de longitudes de onda.

Vuelven a ciertos cuerpos fosforescentes, vuelven conductores a los gases, ionizándolos, no experimentan reflexión en los espejos, ni refracción a través de prismas o de lentes.

Fueron descubiertos por R�ntgen en 1895. A los pocos meses ya se aplicaban a la medicina, utilizándolos para diagnosticas fracturas de huesos, que absorbían a los rayos X. No pasó mucho tiempo para que se lograra ver con ellos el tubo digestivo, haciéndole tomar al paciente una sustancia que absorbía los rayos. Además de la aplicación a la medicina, también se utilizan en

* industrias (para detectar defectos en los materiales usados)

* en aeropuertos (para ver dentro del equipaje de los pasajeros y evitar posibles incidentes dentro el avión)

* química para determinar la estructura de los cristales mediante la difracción de estos rayos, para identificar sustancias químicas, tamaños de las partículas ultramicroscópicas, isótopos, etc..

El efecto Compton

En 1923 Compton y Debye ampliaron la idea del momento del fotón de Einstein: se dieron cuenta que la dispersión de fotones de rayos X a partir de electrones podría explicarse tratando a los fotones como partículas puntuales cuya energía se expresa:

E = h .f

h: constante de Planck

f: frecuencia de la radiación

�

Además, el momento de la fuerza de dicho fotón se obtiene dividiendo la energía por la velocidad de propagación de las ondas electromagnéticas en el vacío (c). Supusieron que la energía y el momento del par fotón-electrón se conserva en el choque (choque perfectamente elástico). De acuerdo con la teoría clásica, la frecuencia o la longitud de onda de la radiación dispersada debía depender de la duración de la exposición a la radiación incidente y de la intensidad de esa radiación. Compton logró demostrar experimentalmente que el corrimiento de longitud de onda de los rayos X dispersados a un determinado ángulo solamente depende del ángulo de la dispersión.

En el gráfico A se representa el modelo de explicación dado por la teoría clásica respecto a la dispersión de los rayos X por un electrón. Se puede notar que el electrón no cambia la dirección de su trayectoria, contrariamente a lo que ocurre con el fotón que es desviado adquiriendo una frecuencia (f�) menor a la de incidencia (f₀).

En el gráfico B se representa el modelo de explicación dado por la teoría cuántica, según la cual, al incidir un haz de rayos X monocromáticos sobre un blanco de grafito, tanto electrón como fotón son desviados. La frecuencia del fotón desviado (f�) es menor que la del incidente (f₀), por lo cual su longitud de onda (l�) resulta mayor que la del hay incidente (l₀). Luego del choque, el electrón desviado adquiere una determinada velocidad, distinta de 0.

Posteriormente, Einstein describió la relación entre masa y energía a través de la teoría de la relatividad:

E = m . c²

E: energía

m: masa

c: velocidad de la luz

De esta manera se logró interrelacionar la energía de un fotón con la de un corpúsculo.

E = m . c² = h .f

La energía del sistema anterior al choque es igual a la energía del fotón incidente (Ef₁) más la energía del electrón (Ef_e1). La energía posterior al choque se expresa como la suma de la energía del electrón (Ef_e2) desviado más la del fotón desviado (Ef). Por la ley de la conservación de la energía se deduce:

Ef₀ = h .f₀

Ef_e1 = m . c²

Ef = h .f

Ef_e2 = m . c² + E_cinética

Ef₀ + Ef_e1 = Ef + Ef_e2

h .f₀ + m . c² = h .f + m . c² + E_cinética

� Ef₀ = Ef + E_cinética

Esto demuestra que la energía del fotón incidente es cedida en parte al electrón en forma de energía cinética. Por esa razón, la energía del fotón desviado es menor que la del incidente y su longitud de onda mayor.

ESTOS RESULTADOS FUERON CONCLUYENTES RESPECTO A LA VALIDEZ FUNDAMENTAL DE LA TEORíA CUÁNTICA.

Bibliografía:

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