La Luz

La Luz

Para el fenómeno de la visión se necesita la combinación de dos elementos: el primero de ellos es la luz, que es una entidad física con propiedades muy particulares, y que existe independientemente de que nosotros la veamos. El otro es el ojo, que es sensible a la luz y transmite al cerebro la información captada al absorber la luz. En el desarrollo de las teorías sobre la luz y de los instrumentos ópticos han contribuido no solamente los físicos: ha habido aportaciones notables de ingenieros, matemáticos, astrónomos, biólogos, filósofos y especialmente médicos, preocupados por entender el fenómeno de la visión y curar defectos de la vista.

Al conocer mejor la luz y los fenómenos ópticos, hemos ampliado nuestro entendimiento y nuestra concepción de la naturaleza. La luz ha dejado de ser un elemento mágico o misterioso para convertirse en un fenómeno de determinadas características físicas, cuyo origen puede ser explicado y cuyos efectos se pueden predecir. El desarrollo de la óptica ha significado también una extensión gradual de nuestros sentidos, y nos ha conducido a explorar nuevos mundos, inaccesibles a simple vista como el mundo de lo muy pequeño o de lo muy lejano, el mundo de lo ultravioleta o de lo infrarrojo, el mundo de las estrellas de neutrones, que emiten ondas de radio, el de los objetos transparentes a los rayos X, mundos todos que no representan sino diferentes facetas del complejo universo en que vivimos.

Reconocemos que hay objetos luminosos y objetos oscuros. En otras palabras, algunos objetos son focos o fuentes de luz, y los demás sólo reciben la luz que proviene de las fuentes. De hecho, la mayoría de los objetos que vemos a nuestro alrededor no son emisores de luz; sólo los vemos gracias a la luz que proviene de las fuentes. La luz se propaga a partir de las fuentes en todas las direcciones posibles. Se propaga a través de la atmósfera, y aun donde no hay atmósfera; y se sigue propagando indefinidamente mientras no se encuentre con un obstáculo que le impida el paso. Además, la luz viaja en línea recta mientras no haya nada que la desvíe y mientras no cambie el medio a través del cual se está propagando.

Algunos de los objetos, los llamados opacos, no la dejan pasar. Esto a su vez se puede deber a dos razones: ya sea que el objeto refleje la luz que incide sobre su superficie, ya sea que la absorba. En realidad, la mayoría de los cuerpos opacos reflejan una parte de la luz que les llega y absorbe el resto. Hay también transparentes, que son los que dejan pasar la luz, o al menos una fracción de ella. La atmósfera es transparente, así como otros gases; también lo son algunos líquidos, como el agua y el alcohol, y algunos sólidos, como el vidrio y la lucita, estos objetos no son perfectos transmisores de la luz; de toda la luz que entra en un medio transparente, una parte es absorbida por el medio, y ésa ya no la vemos salir.

Una superficie lisa y bien pulida, en cambio, produce una reflexión regular; la luz que incide en una dirección determinada, la refleja en otra dirección bien determinada. En este caso lo que se pone de manifiesto con la reflexión no es la superficie reflectora, sino los objetos cuyas imágenes se ven reflejadas.

La reflexión especular sigue un par de leyes muy simples: La primera ley nos dice que el rayo incidente y el reflejado se encuentran siempre sobre el mismo plano. La segunda que el ángulo de incidencia y el ángulo de reflexión son iguales. Como resultado de estas leyes, tenemos que un espejo plano produce imágenes fieles de los objetos: ni los deforma ni los cambia de tamaño. Lo que sí hace la reflexión es invertir derecha e izquierda.

Los espejos curvos también reflejan, pero producen imágenes distorsionadas: cambian el tamaño y la forma de los objetos. Cuando la superficie reflectora es convexa, como una esfera de Navidad, las imágenes son más pequeñas que los objetos, y se van haciendo más pequeñas conforme éstos se alejan del espejo.

En cambio, la imagen producida por un espejo cóncavo puede ser mayor o menor que el objeto, dependiendo de si éste se encuentra cerca del espejo o lejos de él. Es cómo observar cuando cambia la imagen en forma y en tamaño cuando uno se mira, por ejemplo, en la cara interior de una cuchara metálica bien pulida. Al alejar la cara de la cuchara la imagen se va agrandando hasta desaparecer, y repentinamente reaparece, pero de cabeza. Esta imagen invertida tiene otra característica peculiar: a diferencia de las imágenes virtuales, sí está enfrente del espejo. En este caso se trata de una imagen real. Una forma particularmente útil de espejo cóncavo es la parabólica. La razón de ello es que una parábola refleja un haz de rayos paralelos de tal manera que los rayos reflejados pasan todos por el mismo punto, el foco.

La refracción sigue también un par de leyes, casi tan sencillas como las de la reflexión, La primera de ellas nos dice

...