LA LUZ

LA LUZ

LA  luz familiar a toda la humanidad ha sido objeto de varias interpretaciones a lo largo de la historia. Percibimos el mundo a nuestro alrededor, principalmente a través del sentido de la vista. Este a su vez se relaciona estrechamente con el comportamiento de la luz, como veremos más adelante.

 LA  NATURALEZA DE LA LUZ

¿La luz es una onda o una partícula? Esta ha sido una pregunta fundamental en  el estudio de la física.

Para los seguidores de Demócrito (hacia el siglo IV a. de C.) la luz era un flujo de partículas emitido por los cuerpos visibles. Según la física aristotélica, la luz era una especie de pulso emanado por los cuerpos visibles.

Leonardo da Vinci (1452-1519) estableció una similitud entre la luz, el sonido las ondas en el agua. Robert Hooke (1635-1703), antagonista de Newton, defendió dio el modelo ondulatorio.

De la misma manera, Christian Huygens concebía la luz como un conjunto de ondas que se propagan a través de algún medio material. Este medio universal debía estar presente en todas partes, llenando cualquier espacio y recibió el nombre de éter cósmico. El éter cósmico era considerado como un material análogo al aire, como medio de propagación de la luz, en el primer caso y del sonido, en el segundo. El éter debía ser lo suficientemente sutil como para penetrar los poros de las sustancias sólidas. Ros Huygens basó sus explicaciones del comportamiento de la luz en el principio que lleva su nombre, estudiado en la unidad 2. Huygens No aceptaba el modelo de la luz como un conjunto de partículas pues, argumental que si la luz fuera particulada, los haces de luz provenientes de dos objetos diferentes, que se cruzaran, deberían interferirse mutuamente y esto, no había sido observado hasta entonces.

Newton (1642-1727) estudió el comportamiento de la luz, a través de observaciones concienzudas y rigurosas, para adoptar el modelo corpuscular, es decir, interpretó la luz como un flujo de partículas. Con base en este modelo explicó algunos fenómenos luminosos, como el de la descomposición de la luz blanca al atravesar; un prisma. Newton realizó el experimento de la descomposición de la luz blanca en 1666, un año después de que Robert Hooke hubiera explicado este fenómeno en términos de la naturaleza ondulatoria de la luz. Las explicaciones anteriores a 1666 coinciden en considerar a la luz blanca como una sustancia que experimenta modificaciones debidas al prisma, produciéndose así los colores.

Basado en que la luz se "propaga en línea recta formando sombras definida Newton refutó el modelo ondulatorio de la luz. Parecía imposible que la luz tuviera comportamiento ondulatorio pues las ondas se deforman en tomo a los objetos que encuentran a su paso. Un flujo de partículas no haría esto, así que Newton insistía en que la luz era una corriente de partículas con gran velocidad de propagación, a través del espacio. La gran influencia de Newton en el pensamiento europeo en los siglos XVII y XVIII hizo que la teoría de partículas predominara durante esta época.

A comienzos del siglo XIX, los trabajos de Thomas Young (1773-1829) y Agustín Jean Fresnel (1788-1827) sobre interferencia y difracción de la luz, sacaron a flote, nuevamente el debate sobre la naturaleza de la luz. Pues, si la luz muestra comportamientos pro­pios de una onda, entonces, debe ser de naturaleza ondulatoria. Esto, lejos de resolver el problema, lo complicó aún más, pues, ¿cómo podía ser la luz onda y partícula a la vez?

A partir de 1820, la teoría ondulatoria sobre la naturaleza de la luz predominó en el contexto científico y la idea de la existencia del éter cobró nuevas fuerzas. De esta manera, la luz sería una perturbación mecánica del éter; análogamente como el sonido era una perturba­ción del aire. Esto implicaba que la velocidad de propagación de la luz debía depender de las propiedades del medio de propagación.

La luz se concebía entonces como una onda longitudinal. Sin embargo en 1816, Young sugiere que la luz es una onda mecánica transversal.

A finales del siglo XIX, los trabajos de Faraday, de Maxweil y de Hertz probaron que la luz era una onda electromagnética es decir, una combinación de campos eléctricos y magnéticos que se propaga a través del éter.

Se hicieron muchos experimentos para comprobar la existencia del éter y más aún, dado que el éter en reposo coincidía con la idea de espacio absoluto de Newton, se intentó calcular la velocidad de la Tierra con respecto a él.

En 1887, Michelson y Morley realizaron un experimento cuyo objetivo era calcular la velocidad de la Tierra con respecto al éter. Puesto que el experimento realizado no mostraba que la Tierra tuviera una determinada velocidad con respecto al éter, se supuso que la Tierra, en su movimiento, arrastraba la capa de éter que la rodeaba.

Pero, ¿cómo podía ser arrastrada una sustancia que no produce fricción?

Como onda electromagnética, la luz hace parte del espectro elec­tromagnético, al igual que las ondas de radio, de televisión, micro-ondas, radiación infrarroja y ultravioleta, rayos X y , entre otras. A cada una de las ondas del espectro electromagnético le corresponde una frecuencia, y en consecuencia, una longitud de onda.

La luz visible se divide en colores que van del rojo al violeta. Cada haz de luz de un determinado color se denomina monocromático, y corresponde a una determinada longitud de onda.

En el siglo XX, la física moderna prescinde del éter y retorna al modelo corpus­cular. Se consolida la teoría que sostiene que la energía de la luz no se dispersa en frentes de onda, sino que está concentrada en paquetes energéticos llamados foto­nes. Desde las primeras décadas del siglo XX, la física teórica tuvo que aceptar la naturaleza dual de la luz, según la cual, dependiendo del contexto, la luz se puede comportar como onda o como partículas.

¿Podríamos concluir que la luz es una onda a partir de observar que se refleja en un espejo?