Naturaleza De La Luz

NATURALEZA DE LA LUZ

La luz se considera una radiación electromagnética capaz de afectar el sentido de la visión.

La luz, no es fundamentalmente distinta a otras radiaciones electromagnéticas, como el calor o las ondas de radio, la característica que la distingue de otras radiaciones es su cantidad de energía.

La investigación sobre la naturaleza de la luz aún continúa, pero los experimentos muestran que algunas veces se comporta como partículas y otras como ondas.

La luz como una onda

La teoría ondulatoria establece que la energía de una onda electromagnética se reparte de igual manera entre campos eléctricos y magnéticos mutuamente perpendiculares, y que ambos campos (E y B), oscilan perpendicularmente a la dirección de propagación de la onda.

La primera demostración convincente de la naturaleza ondulatoria de la luz la dio en 1801 Thomas Young, quien mostró que en condiciones apropiadas, la luz exhibía un comportamiento de interferencia. Esto es en ciertos puntos en la vecindad de dos fuentes luminosas, las ondas de luz se pueden combinar y cancelar entre sí debido a la interferencia destructiva.

El suceso más importante relacionado con la teoría ondulatoria de la luz fue el trabajo de James Clerk Maxwell, quien en 1873 demostró que la luz era una forma de onda electromagnética de alta frecuencia. Su teoría predice que estas ondas deben tener unarapidez aproximada de 3 x108 m/s en el vacío. Tiempo después en 1887 Hertz confirmó experimentalmente la teoría de Maxwell al producir y detectar ondas electromagnéticas.

Además, también mostró que las ondas electromagnéticas se reflejan, se refractan y que poseen todas las características de las ondas.

La luz como partícula

Aunque la teoría ondulatoria permite explicar la mayor parte de las propiedades de la luzconocidas hasta ese momento, algunos experimentos posteriores no pudieron explicarse conla suposición de que la luz es una onda. El más sorprendente de éstos fue el efecto fotoeléctrico, también descubierto por Hertz a finales del siglo XIX. El efecto fotoeléctrico es una emisión de electrones desde una superficie metálica expuesta a la luz. Hoy en día, se observa la aplicación de dicho experimento en las foto celdas. Dispositivos que se utilizan para convertir la energía radiante del Sol en energía eléctrica. Algunos resultados que arrojó el experimento realizado por Hertz no pudieron ser explicados por la teoría ondulatoria, lo cual trajo de cabeza a los físicos por algunos años.

Historial de la luz

Durante la Grecia clásica se empezaron a formular teorías sobre la naturaleza de la luz. Demócrito y su escuela de atomistas consideraban la luz como un flujo de partículas que partían de los focos de luz. Aristóteles rechazó la idea, considerando la luz como algún tipo de interacción entre el ojo y el objeto visto. Para Euclides la luz era un tentáculo lanzado por el ojo hacia el objeto. Sin embargo estas ideas no pueden considerarse propiamente científicas, puesto que no se apoyaban más que en el ingenio y la intuición del autor.

Aproximadamente en el año 1000 un árabe, Al-Hazen, estableció que la luz se dirige desde la fuente externa que la emite hasta los ojos tras ser reflejada por los objetos visibles. Descubrió la ley de la reflexión, explicó rudimentariamente el mecanismo de visión e inició los estudios sobre la refracción.

No fue hasta 600 años más tarde cuando se iniciaron de una manera sistemática los estudios sobre la luz. Durante el siglo XVII se descubrieron todas las leyes experimentales de la Óptica geométrica y de lo que ahora llamamos Óptica física. En 1628 Snellius la ley de la refracción. Basándose en ella Kepler explicó el funcionamiento de las lentes ópticas. Römer determinó la velocidad de la luz (2,2 108 m/s).

A estas alturas se disponía ya de los conocimientos necesarios para formular una teoría sobre la naturaleza de la luz. Y se formularon dos:

En 1678 Huygens elaboró la teoría ondulatoria de la luz según la cual la luz era una onda longitudinal que utiliza como soporte material una sustancia que denominó éter. El éter lo llenaba todo y debía ser lo suficientemente elástico como para permitir a la luz una elevada velocidad.

La teoría ondulatoria explica fácilmente la reflexión. Para explicar la refracción supuso que la velocidad en el vidrio era menor que en el aire. En aquella época la comprobación de

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