Naturaleza de la Luz

     

      Recordemos en la luz un carácter diferente a la agregación ordinaria de materia, sin embargo posee la propiedad de viajar en forma rectilínea a velocidad prodigiosa y de "rebotar" sobre los objetos pulidos (espejos). ¿Es acaso la luz una suce¬sión de finísimas partículas? ¿Como puede vagar por el espacio e incluso en el vacío, en una policromía de matices? Con un par de polarizadores (suerte de filtro parcialmente oscuro usado en fotografía) podemos hacer que un rayo de luz se combine para "cancelarse" mutuamente y tener oscuridad en lugar de luz. Este fenómeno y el fenómeno de interferencia es típico de las ondas. La interferencia puede visualizarse en las olas (on¬das) que se juntan en un estanque de agua; también la luz pre¬senta un fenómeno similar de interferencia destructiva.

      La Interferencia y el fenómeno de la Difracción, o la desvia¬ción de la propagación rectilínea de los rayos luminosos al pasar por el borde de un objeto, pudo ser explicado por la teoría Ondulatoria propuesta por Christian Huygens (1629-1695), de¬sarrollada después por Thomas Young (1773-1829) Y Agustín Fresnel (1788-1827); según la cual la luz es un tren de ondas. La difracción se visual iza fácilmente observando las bandas claras y oscuras de sombras que se forman al pasar la luz por una rendija angosta, tal como aparece cuando miramos a través de nuestros dedos apenas separados entre sí y colocados delante del ojo.

      El estudio de la luz y su conceptualización surgió paralela¬mente al desarrollo de la óptica y al desarrollo conceptual de la Física desde la época de la Grecia Clásica hasta bien entrado el siglo XX. Filósofos como Demócrito, Platón y Aristóteles inten¬taron teorías al respecto, en el antiguo Egipto se emplearon es¬pejos metálicos desde la época del Imperio antiguo (2000 a.c.), Aristófanes en su poema "Las Nubes" alude en el 424 a.c. a las lentes convergentes Llamándolas "vidrio quemador", Euclides publica su libro Catóptrica (300 a.c.) también Arquímedes, se¬gún cuenta la leyenda, logró incendiar barcos empleando espe¬jos esféricos durante el sitio de Siracusa.

     El fenómeno de la refracción de la luz, o de la desviación de los rayos luminosos al pasar por diferentes medios, fue estu¬diado en la antigua "Biblioteca" de Alejandría por Herón, Cleomedes y Claudio Tolomeo. La refracción fue teorizada por Willebrord Snell (1591-1626) y luego demostrada por René Descartes (1596-1650). La refracción de la luz puede ser fácil¬mente visual izada al sumergir un lápiz en un vaso medio lleno de agua, el lápiz se nos aparece como partido.

     Otro fenómeno común es la reflexión, o el rebote de un rayo luminoso sobre alguna superficie plana; Descartes demos¬tró que el ángulo del rayo incidente tiene igual valor que el ángulo del rayo reflejado. Ambos fenómenos, el de la reflexión y el de la refracción, pueden ser fácilmente explicados por la teoría corpuscular de la Luz, elaborada por Isaac Newton (1624¬1727); según la cual la luz es una sucesión de partículas.

      Existían, hasta los albores del siglo XX, dos paradigmas so¬bre la naturaleza de la luz: la teoría Ondulatoria y la teoría Corpuscular, ambas podían resumirse en la pregunta ¿es la luz, un tren de ondas o una sucesión de partículas? Por un lado estaba la formulación del Electromagnetismo debida a James Maxwell (1831-1879) que demostraba la existencia de Ondas de Luz y por el otro la formulación de la Mecánica Newtoniana que explicaba bien el movimiento de los cuerpos ¿y por que no? también de la reflexión y refracción de los rayos luminosos.

      La controversia sobre la naturaleza de la Luz culminó con los trabajos de Max Planck (1858-1947) y Albert Einstein (1879¬1955); según los cuales la luz estaría compuesta de paquetes de energía o fotones que se propagan incluso en el vacío como un tren de ondas. La velocidad de la luz depende entonces del medio donde se propaga y es independiente de la velocidad a la cual se mueve la fuente que la emite, la máxima velocidad de la luz ocurre en el vacío (300.000 km/s). La energía de los fotones resulta proporcional a su frecuencia; y el concepto de partícula y de onda se confunde o unifica en un solo ente, en el dominio del mundo submicróscopico.

      Ese carácter dual, en el cual la Luz se nos aparece a veces como onda y otras veces como partículas es común a todo ente subatómico; como lo demostrará Louis Victor De Broglie . Así los electrones, protones y neutrones (constituyentes fundamen¬tales del átomo) presentan también la propiedad de reflejarse, difractarse y refractarse como lo hacen los fotones. La naturale¬za dual, escurridiza y asombrosa de la luz, se comprende bien a través de la Teoría Mecánico-Cuántica de la naturaleza. Sin embargo el comportamiento dual de la materia debería desapa¬recer en el dominio del mundo macroscópico de los humanos.


Obra: Astronomia: Ciencia Fascinante
Autor. Nelson Falcón V.