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Hablando con Científicos

El conocimiento científico crece gracias a la labor de miles de personas que se esfuerzan, hasta el agotamiento, por encontrar respuestas a los enigmas que plantea la Naturaleza. En cada programa un científico conversa con Ángel Rodríguez Lozano y abre para nosotros las puertas de un campo del conocimiento.

Los 10 experimentos más bellos de la física (II).

Péndulo de Foucault.

La semana pasada hablamos en este espacio de cuatro de los diez experimentos más bellos de la física. Nuestro invitado, D. Manuel Lozano Leyva, catedrático y director del Departamento de Física Atómica, Molecular y Nuclear de la Universidad de Sevilla, continúa hoy con los experimentos restantes, más cercanos a nosotros en el tiempo.

Cavendish midió la constante de la Gravitación Universal.
Cavendish utilizó una idea del geólogo John Michell. El experimento se basaba en un aparato era tan simple como ingenioso aunque, dadas las fuerzas que debía medir, debía ser hecho en unas condiciones extraordinariamente delicadas. Básicamente consistía en colgar de un hilo una barra horizontal con dos pesadas bolas esféricas en sus extremos. Al acercar otras masas a éstas, eran atraídas por ellas haciendo girar la barra y provocando una ligera torsión del hilo que la soportaba. Midiendo ese movimiento con extraordinaria precisión, Cavendish calculó la masa de la Tierra y la constante G de la gravitación Universal.

Young demostró el carácter ondulatorio de la luz.
En 1803, el físico y médico inglés Thomas Young realizó ante la Royal Society el siguiente experimento: hizo pasar la luz de una lámpara por un pequeño agujero para conseguir un rayo estrecho y después lo dividió en dos, haciéndolo incidir sobre el canto de una tarjeta fina de 2 décimas de milímetro. Los dos rayos interferían entre sí dando una serie de franjas claras y oscuras. Sólo las ondas proporcionan este patrón de interferencia. Actualmente, el experimento se hace utilizando dos finas rendijas.

El péndulo de Foucault y el movimiento de la Tierra.
En 1851, el físico francés Leon Foucault demostró la rotación de la Tierra con la ayuda de un péndulo que colgaba de la cúpula del Panteón de París. Desde el techo hizo colgar un cable de 67 metros de largo y de él una bala de cañón de 26 kg en cuya base había pegado un estilete. El péndulo oscilaba lentamente y en cada oscilación, el estilete trazaba una línea en la fina arena que cubría el suelo. Con el tiempo, el péndulo fue cambiando de dirección dejando constancia de ello en las marcas sobre la arena. Dado que un péndulo se mueve siempre en el mismo plano, sólo cabía una explicación. Era la Tierra la que se movía.

Millikan. Medida de la unidad de carga eléctrica.
En 1909, el físico estadounidense Robert Millikan consiguió medir la carga del electrón estudiando el movimiento de pequeñísimas gotas de aceite. Utilizando el difusor de un frasco de perfume, Millikan introdujo diminutas gotitas de aceite entre dos placas cargadas eléctricamente. Las gotas que no tenían carga eléctrica caían lentamente por su propio peso pero cuando adquirían carga negativa, Míllikan lograba mantenerlas en suspensión modificando el campo eléctrico de las placas. Así, midiendo la carga de muchas gotas, una tras otra, llegó a la conclusión de que había una carga mínima que logró cuantificar. Esa carga es la de un electrón.

Rutherford. El descubrimiento del núcleo atómico.
En 1911 se pensaba que los átomos consistían en bolitas uniformes de carga positiva con electrones inmersos en ellas. Pero cuando Ernest Rutherford y sus ayudantes bombardearon una fina lámina de oro con partículas alfa descubrieron sorprendidos que algunas de ellas rebotaban como si hubieran chocado contra un núcleo pequeño y denso. Tras estos resultados Rutherford llegó a la conclusión de que la masa del átomo debía estar concentrada en un pequeño espacio, ahora llamado núcleo, con los electrones girando alrededor.

Einstein, Bohr, De Broglie, Heisenberg y otros. La doble rendija.
El físico francés Louis de Broglie propuso en 1924 que los electrones y otras partículas, hasta ese momento consideradas como materia pura, también se comportan como ondas. Para explicar esa idea, los físicos utilizan a menudo un experimento imaginario en el cual se hacen pasar electrones por dos rendijas y se hacen chocar los dos haces de partículas resultantes sobre una pared situada detrás. Como sucede con la luz en el experimento de Young, los electrones también producen interferencias. Así pues, las partículas son, además, ondas y las ondas se comportan al mismo tiempo como partículas. Hasta 1961 no se hizo este experimento en el mundo real.

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