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EDUCACIÓN
LA NATURALEZA DE LA LUZ
Introducción
La óptica es la parte de la física
que estudia la luz y los fenómenos relacionados con ella, y su
estudio comienza cuando el hombre intenta explicarse el fenómeno de
la visión.
Diferentes teorías se han ido
desarrollando para interpretar la naturaleza de la luz hasta llegar al
conocimiento actual. Las primeras aportaciones conocidas son las de
Lepucio (450 a.C.) perteneciente a la escuela atomista, que
consideraban que los cuerpos eran focos que desprendían imágenes,
algo así como halos oscuros, que eran captados por los ojos y de éstos
pasaban al alma, que los interpretaba.
Los partidarios de la escuela pitagórica
afirmaban justamente lo contrario: no eran los objetos los focos
emisores, sino los ojos. Su máximo representante fue Apuleyo (400
a.C.); haciendo un símil con el sentido del tacto, suponían que el
ojo palpaba los objetos mediante una fuerza invisible a modo de tentáculo,
y al explorar los objetos determinaba sus dimensiones y color.
Dentro de la misma escuela, Euclides
(300 a.C.) introdujo el concepto de rayo de luz emitido por el ojo,
que se propagaba en línea recta hasta alcanzar el objeto.
Pasarían nada mas que trece siglos
antes de que el árabe Ajasen Basora (965-1039) opinara que la luz era
un proyectil que provenía del Sol, rebotaba en los objetos y de éstos
al ojo.
¿Qué es la luz?. Los sabios de
todas las épocas han tratado de responder a esta pregunta. Los
griegos suponían que la luz emanaba de los objetos, y era algo así
como un "espectro" de los mismos, extraordinariamente sutil,
que al llegar al ojo del observador le permitía verlo.
De esta manera los griegos y los
egipcios se abocaron a la solución de estos problemas sin encontrar
respuestas adecuadas. Posteriormente en la Europa del S. XV al XVII,
con los avances realizados por la ciencia y la técnica, surgieron
muchos matemáticos y filósofos que produjeron importantes trabajos
sobre la luz y los fenómenos luminosos.
Es Newton el que formula la primera hipótesis
seria sobre la naturaleza de la luz.
Modelo corpuscular.
Se la conoce como teoría corpuscular o
de la emisión. A finales del siglo XVI, con el uso de lentes e
instrumentos ópticos, empezaran a experimentarse los fenómenos
luminosos, siendo el holandés Willebrord Snell, en 1620, quién
descubrió experimentalmente la ley de la refracción, aunque no fue
conocida hasta que, en 1638, René Descartes (1596-1650) publicó su
tratado: Óptica. Descartes fue el primer gran defensor de la teoría
corpuscular, diciendo que la luz se comportaba como un proyectil que
se propulsaba a velocidad infinita, sin especificar absolutamente nada
sobre su naturaleza, pero rechazando que cierta materia fuera de los
objetos al ojo.
Explicó claramente la reflexión, pero
tuvo alguna dificultad con la refracción.
Según Newton, las fuentes luminosas
emiten corpúsculos muy livianos que se desplazan a gran velocidad y
en línea recta. Podemos fijar ya la idea de que esta teoría además
de concebir la propagación de la luz por medio de corpúsculos, también
sienta el principio de que los rayos se desplazan en forma rectilínea.
Como toda teoría física es válida en
tanto y en cuanto pueda explicar los fenómenos conocidos hasta el
momento, en forma satisfactoria.
Newton explicó que la variación de
intensidad de la fuente luminosa es proporcional a la cantidad de corpúsculos
que emite en determinado tiempo.
La reflexión de la luz consiste en la
incidencia de dichos corpúsculos en forma oblicua en una superficie
espejada, de manera que al llegar a ella varía de dirección pero
siempre en el mismo medio.
La igualdad del ángulo de incidencia
con el de reflexión se debe a la circunstancia de que tanto antes
como después de la reflexión los corpúsculos conservan la misma
velocidad (debido a que permanece en el mismo medio).
La refracción la resolvió expresando
que los corpúsculos que inciden oblicuamente en una superficie de
separación de dos medios de distinta densidad son atraídos por la
masa del medio más denso y, por lo tanto, aumenta la componente de la
velocidad que es la velocidad que es perpendicular a la superficie de
separación, razón por la cual los corpúsculos luminosos se acercan
a la normal.
El fenómeno de la birrefrigencia del
espato de Islandia descubierto por el danés Bartholinus en 1669,
quiso ser justificado por Newton suponiendo que los corpúsculos del
rayo podían ser rectangulares y sus propiedades variar según su
orientación respecto a la dirección de la propagación.
Según lo expresado por Newton, la
velocidad de la luz aumentaría en los medios de mayor densidad, lo
cual contradice los resultados de los experimentos realizados años
después.
Esta explicación, contradictoria con
los resultados experimentales sobre la velocidad de la luz en medios más
densos que el vacío, obligó al abandono de la teoría corpuscular.
Modelo ondulatorio.
Propugnada por Christian Huygens en el
año 1678, describe y explica lo que hoy se considera como leyes de
reflexión y refracción. Define a la luz como un movimiento
ondulatorio semejante al que se produce con el sonido.
Propuso el modelo ondulatorio, en el
que se defendía que la luz no era mas que una perturbación
ondulatoria, parecida al sonido, y de tipo mecánico pues necesitaba
un medio material para propagarse. Supuso tres hipótesis:
todos los puntos de un frente de ondas
eran centros emisores de ondas secundarias; de todo centro emisor se
propagaban ondas en todas direcciones del espacio con velocidad
distinta en cada medio; como la luz se propagaba en el vacío y
necesitaba un material perfecto sin rozamiento, se supuso que todo el
espacio estaba ocupado por éter, que hacía de soporte de las ondas.
hora, como los físicos de la época
consideraban que todas las ondas requerían de algún medio que las
transportaran en el vacío, para las ondas lumínicas se postula como
medio a una materia insustancial e invisible a la cual se le llamó éter.
Justamente la presencia del éter fue
el principal medio cuestionador de la teoría ondulatoria. En ello, es
necesario equiparar las vibraciones luminosas con las elásticas
transversales de los sólidos sin que se transmitan, por lo tanto,
vibraciones longitudinales. Aquí es donde se presenta la mayor
contradicción en cuanto a la presencia del éter como medio de
transporte de ondas, ya que se requeriría que éste reuniera alguna
característica sólida pero que a su vez no opusiera resistencia al
libre transito de los cuerpos sólidos. (Las ondas transversales sólo
se propagan a través de medios sólidos.)
En aquella época, la teoría de
Huygens no fue muy considerada, fundamentalmente, y tal como ya lo
mencionamos, dado al prestigio que alcanzó Newton. Pasó más de un
siglo para que fuera tomada en cuenta la Teoría Ondulatoria de la
luz. Los experimentos del médico inglés Thomas Young sobre los fenómenos
de interferencias luminosas, y los del físico francés Auguste Jean
Fresnel sobre la difracción fueron decisivos para que ello ocurriera
y se colocara en la tabla de estudios de los físicos sobre la luz, la
propuesta realizada en el siglo XVII por Huygens.
Young demostró experimentalmente el
hecho paradójico que se daba en la teoría corpuscular de que la suma
de dos fuentes luminosas pueden producir menos luminosidad que por
separado. En una pantalla negra practica dos minúsculos agujeros muy
próximos entre sí: al acercar la pantalla al ojo, la luz de un pequeño
y distante foco aparece en forma de anillos alternativamente
brillantes y oscuros. ¿Cómo explicar el efecto de ambos agujeros que
por separado darían un campo iluminado, y combinados producen sombra
en ciertas zonas? Young logra explicar que la alternancia de las
franjas por la imagen de las ondas acuáticas. Si las ondas suman sus
crestas hallándose en concordancia de fase, la vibración resultante
será intensa. Por el contrario, si la cresta de una onda coincide con
el valle de la otra, la vibración resultante será nula. Deducción
simple imputada a una interferencia y se embriona la idea de la luz
como estado vibratorio de una materia insustancial e invisible, el éter,
al cual se le resucita.
Ahora bien, la colaboración de Auguste
Fresnel para el rescate de la teoría ondulatoria de la luz estuvo
dada por el aporte matemático que le dio rigor a las ideas propuestas
por Young y la explicación que presentó sobre el fenómeno de la
polarización al transformar el movimiento ondulatorio longitudinal,
supuesto por Huygens y ratificado por Young, quien creía que las
vibraciones luminosas se efectuaban en dirección paralela a la
propagación de la onda luminosa, en transversales. Pero aquí, y pese
a las sagaces explicaciones que incluso rayan en las adivinanzas dadas
por Fresnel, inmediatamente queda presentada una gran contradicción a
esta doctrina, ya que no es posible que se pueda propagar en el éter
la luz por medio de ondas transversales, debido a que éstas sólo se
propagan en medios sólidos.
En su trabajo, Fresnel explica una
multiplicidad de fenómenos manifestados por la luz polarizada.
Observa que dos rayos polarizados ubicados en un mismo plano se
interfieren, pero no lo hacen si están polarizados entre sí cuando
se encuentran perpendicularmente. Este descubrimiento lo invita a
pensar que en un rayo polarizado debe ocurrir algo perpendicularmente
en dirección a la propagación y establece que ese algo no puede ser
más que la propia vibración luminosa. La conclusión se impone: las
vibraciones en la luz no pueden ser longitudinales, como Young lo
propusiera, sino perpendiculares a la dirección de propagación,
transversales.
Las distintas investigaciones y
estudios que se realizaron sobre la naturaleza de la luz, en la época
en que nos encontramos de lo que va transcurrido del relato,
engendraron aspiraciones de mayores conocimientos sobre la luz. Entre
ellas, se encuentra la de lograr medir la velocidad de la luz con
mayor exactitud que la permitida por las observaciones astronómicas.
Hippolyte Fizeau (1819- 1896) concretó el proyecto en 1849 con un clásico
experimento. Al hacer pasar la luz reflejada por dos espejos entre los
intersticios de una rueda girando rápidamente, determinó la
velocidad que podría tener la luz en su trayectoria, que estimó
aproximadamente en 300.000 km./s. Después de Fizeau, lo siguió León
Foucault (1819 – 1868) al medir la velocidad de propagación de la
luz a través del agua. Ello fue de gran interés, ya que iba a servir
de criterio entre la teoría corpuscular y la ondulatoria.
La primera, como señalamos, requería
que la velocidad fuese mayor en el agua que en el aire; lo contrario
exigía, pues, la segunda. En sus experimentos, Foucault logró
comprobar, en 1851, que la velocidad de la luz cuando transcurre por
el agua es inferior a la que desarrolla cuando transita por el aire.
Con ello, la teoría ondulatoria adquiere cierta preeminencia sobre la
corpuscular, y pavimenta el camino hacia la gran síntesis realizada
por Maxwell.
En 1670, por primera vez en la
historia, el astrónomo danés Olaf Roemer pudo calcular la velocidad
de la luz.
Se hallaba estudiando los eclipses de
uno de los satélites de Júpiter, cuyo período había determinado
tiempo atrás. Estaba en condiciones de calcular cuales serían los próximos
eclipses. Se dispuso a observar uno de ellos, y con sorpresa vio que a
pesar de que llegaba el instante tan cuidadosamente calculado por él,
el eclipse no se producía y que el satélite demoró 996 seg. en
desaparecer.
Roemer realizó sus primeros cálculos
cuando la tierra se encontraba entre el Sol y Júpiter; pero cuando
observó el retraso en el eclipse era el Sol quien se encontraba entre
la Tierra y Júpiter.
Por lo tanto la luz debía recorrer una
distancia suplementaria de 299.000.000 Km., que es el diámetro de la
órbita terrestre, por lo tanto:
Vel. Luz = Diam. Órbita terrestre
299.000.000 Km / Atraso observado 996 seg. = 300.200 Km/seg.
Observaciones posteriores llevaron a la
conclusión que el atraso en cuestión era de 1.002 seg. , lo cual da
por resultado que la velocidad de la luz sería de 298.300 Km/seg.
Si se consideraba onda, la luz debería
atravesar los obstáculos, como el sonido. Como no era así, se
precisaba de alguna nueva hipótesis. Aún mas considerando que
tampoco podía explicar los fenómenos de polarización. Todos estos
problemas, junto al prestigio de Newton que defendía la teoría
contraria, relegó a un segundo plano, durante algún tiempo, el
modelo ondulatorio.
En 1849, el físico francés Fizeau,
logró medir la velocidad de la luz con una experiencia hecha en la
tierra.
Envió un rayo de luz, por entre los
dientes de una rueda dentada que giraba a gran velocidad, de modo que
se reflejara en un espejo y volviera hacia la rueda.
Esta relación de velocidad entre el
camino recorrido por la luz en su ida y vuelta y las revoluciones de
la rueda dentada, fue la que tomó Fizeau de base para calcular la
velocidad de la luz.
Podemos escribir: t = 2d / v
Si la rueda tiene N dientes y N
espacios, y da n vueltas por segundo y pasan en 1 seg. 2 Nn dientes y
espacios
t= 1 /.2Nn
Cuando no llega mas luz al observador
es evidente que estos tiempos son iguales y por lo tanto tenemos:
2d / v = 1 / 2Nn
de donde v = 4 d Nn
Fizeau colocó el espejo a 8.633 m del
observador, la rueda tenía 760 dientes y giraba a 12,6 revoluciones
por segundo.
Si aplicamos la fórmula obtenida,
resultará:
V = 313.274 Km./seg.
León Foucault y casi simultáneamente
Fizeau, hallaron en 1850 un método que permite medir la velocidad de
la luz en espacios reducidos.
La idea consiste en enviar un haz de
luz sobre un espejo giratorio haciéndole atravesar una lámina de
vidrio semitransparente y semirreflectora, un espejo fijo devuelve el
rayo y atraviesa luego lámina observándose la mancha luminosa en una
pantalla.
Con este método se obtuvo que:
V = 295.680 Km./seg.
Luego Foucault junto a concibió la
idea de calcular la velocidad de la luz en otro medio que no sea el
aire.
Midieron la velocidad de la luz en el
agua y obtuvieron un resultado experimental que decidió la
controversia a favor de la teoría ondulatoria.
En general todas las mediciones de que
se tiene conocimiento obtuvieron resultados entre 298.000 Km/seg y
313.300 Km/seg sin embargo se toma como velocidad de la luz la de
300.000 Km/seg por ser un término medio entre los valores obtenidos y
por ser una cifra exacta que facilitan los cálculos.
Modelo electromagnetico.
Si bien en la separata 1.03 de este
ensayo nos referiremos a ella con una relativa extensión, cuando
hablemos del electromagnetismo, aquí podemos señalar sucintamente
que fue desarrollada por quien es considerado el más imaginativo de
los físicos teóricos del siglo XIX, nos referimos a James Clerk
Maxwell (1831-1879). Este físico inglés dio en 1865 a los
descubrimientos, que anteriormente había realizado el genial
autodidacta Michael Faraday, el andamiaje matemático y logró reunir
los fenómenos ópticos y electromagnéticos hasta entonces
identificados dentro del marco de una teoría de reconocida hermosura
y de acabada estructura. En la descripción que hace de su propuesta,
Maxwell propugna que cada cambio del campo eléctrico engendra en su
proximidad un campo magnético, e inversamente cada variación del
campo magnético origina uno eléctrico.
Dado que las acciones eléctricas se
propagan con velocidad finita de punto a punto, se podrán concebir
los cambios periódicos - cambios en dirección e intensidad - de un
campo eléctrico como una propagación de ondas. Tales ondas eléctricas
están necesariamente acompañadas por ondas magnéticas
indisolublemente ligadas a ellas. Los dos campos, eléctrico y magnético,
periódicamente variables, están constantemente perpendiculares entre
sí y a la dirección común de su propagación. Son, pues, ondas
transversales semejantes a las de la luz. Por otra parte, las ondas
electromagnéticas se transmiten, como se puede deducir de las
investigaciones de Weber y Kohlrausch, con la misma velocidad que la
luz. De esta doble analogía, y haciendo gala de una espectacular
volada especulativa Maxwell termina concluyendo que la luz consiste en
una perturbación electromagnética que se propaga en el éter. Ondas
eléctricas y ondas luminosas son fenómenos idénticos.
Veinte años más tarde, Heinrich Hertz
(1857-1894) comprueba que las ondas hertzianas de origen electromagnético
tienen las mismas propiedades que las ondas luminosas, estableciendo
con ello, definitivamente, la identidad de ambos fenómenos.
Hertz, en 1888, logró producir ondas
por medios exclusivamente eléctricos y, a su vez, demostrar que estas
ondas poseen todas las características de la luz visible, con la única
diferencia de que las longitudes de sus ondas son manifiestamente
mayores. Ello, deja en evidencia que las ondas eléctricas se dejan
refractar, reflejar y polarizar, y que su velocidad de propagación es
igual a la de la luz. La propuesta de Maxwell quedaba confirmada: ¡la
existencia de las ondas electromagnéticas era una realidad inequívoca!
Establecido lo anterior, sobre la factibilidad de transmitir
oscilaciones eléctricas sin inalámbricas, se abrían las compuertas
para que se produjera el desarrollo de una multiplicidad de inventivas
que han jugado un rol significativo en la evolución de la naturaleza
humana contemporánea.
Pero las investigaciones de Maxwell y
Hertz no sólo se limitaron al ámbito de las utilizaciones prácticas,
sino que también trajeron con ellas importantes consecuencias teóricas.
Todas las radiaciones se revelaron de la misma índole física,
diferenciándose solamente en la longitud de onda en la cual se
producen. Su escala comienza con las largas ondas hertzianas y,
pasando por la luz visible, se llegan a la de los rayos ultravioletas,
los rayos X, los radiactivos, y los rayos cósmicos.
Ahora, la teoría electromagnética de
Maxwell, pese a su belleza, comporta debilidades, ya que deja sin
explicación fenómenos tan evidentes como la absorción o emisión;
el fotoeléctrico, y la emisión de luz por cuerpos incandescentes. En
consecuencia, pasado el entusiasmo inicial, fue necesario para los físicos,
como los hizo Planck en 1900, retomar la teoría corpuscular.
Pero la salida al dilema que
presentaban las diferentes teorías sobre la naturaleza de la luz,
empezó a tomar forma en 1895 en la mente de un estudiante de dieciséis
años, Albert Einstein, que en el año 1905, en un ensayo publicado en
el prestigioso periódico alemán Anales de la física, abre el camino
para eliminar la dicotomía que existía sobre las consideraciones que
se hacían sobre la luz al introducir el principio que más tarde se
haría famoso como relatividad.
La luz es, de acuerdo a la visión
actual, una onda, más precisamente una oscilación electromagnética,
que se propaga en el vacío o en un medio transparente, cuya longitud
de onda es muy pequeña, unos 6.500 Å para la luz roja y unos 4.500
Å para la luz azul. (1Å = un Angstrom, corresponde a una décima de
milimicra, esto es, una diez millonésima de milímetro).
Por otra parte, la luz es una parte
insignificante del espectro electromagnético. Más allá del rojo está
la radiación infrarroja; con longitudes de ondas aún más largas la
zona del infrarrojo lejano, las microondas de radio, y luego toda la
gama de las ondas de radio, desde las ondas centimétricas, métricas,
decamétricas, hasta las ondas largas de radiocomunicación, con
longitudes de cientos de metros y más. Por ejemplo, el dial de
amplitud modulada, la llamada onda media, va desde 550 y 1.600
kilociclos por segundo, que corresponde a una longitud de onda de 545
a 188 metros, respectivamente.
En física, se identifica a las ondas
por lo que se llama longitud de onda, distancia entre dos máximos y
por su frecuencia, número de oscilaciones por segundo, que se cuenta
en un punto, y se mide en ciclos por segundo (oscilaciones por
segundo). El producto de ambas cantidades es igual a la velocidad de
propagación de la onda.
En el otro extremos del espectro
electromagnético se encuentra la radiación ultravioleta, luego los
rayos X y a longitudes de onda muy diminutas los rayos ?.
La atmósfera terrestre es transparente
sólo en la región óptica, algo en el infrarrojo y en la zona de
ondas de radio. Por ello, es que la mayor información que hemos
obtenido sobre el universo ha sido a través de la ventana óptica,
aunque en las últimas décadas la radioastronomía ha venido jugando
un rol sustancial en la entrega de conocimientos sobre el cosmos,
proporcionando datos cruciales. Observaciones en el ultravioleta,
rayos X y ?, como así también de parte del infrarrojo, hay que
efectuarlas con instrumentos ubicados fuera de la atmósfera de la
Tierra. Sin embargo, es posible también obtener resultados en el
infrarrojo con instrumentación alojada en observatorios terrestres
empotrados a gran altura sobre el nivel del mar o con tecnología
puesta en aviones o globos que se eleven por sobre la baja atmósfera,
que contiene la mayor parte del vapor de agua, que es la principal
causa de la absorción atmosférica en el infrarrojo.
Longitud de Onda de De Broglie
En 1924, Louis de Broglie, plantea la
posibilidad de asociar una función de onda a las partículas. El
razonamiento lo hace por criterios de simetría con respecto a la
necesidad de asignar propiedades corpusculares a la radiación
electromagnética, cuya conveniencia es el resultado de analizar
experiencias como por ejemplo los efectos fotoeléctrico y Compton.
Una consecuencia inmediata del principio de de Broglie es la
interpretación de las leyes de cuantificación utilizadas, por
ejemplo, en el modelo atómico de Bohr, como equivalentes a considerar
solo aquellas "órbitas" cuya longitud hace que la onda del
electrón sea estacionaria.
La hipótesis de de Broglie adquiere
fuerza con los resultados del experimento de Davisson y Germer, entre
otros, en los que un haz de electrones acelerados produce un patrón
de interferencia, resultado típicamente ondulatorio, al ser
dispersado por un cristal de Níquel.
Las conclusiones de los experimentos de
difracción de haces de partículas, y de interpretación del efecto
Compton, así como otras experiencias con radiación electromagnética,
hacen que nos cuestionemos sobre la "verdadera" naturaleza
de la materia y de las radiaciones, ¿són ondas o partículas?. El
principio de Complementariedad de Niels Bohr, nos indica la dualidad
de ondas y partículas, siendo el experimento planteado el que
determine el modelo a utilizar.
En vista de la necesidad de asociar una
función de onda a las partículas, nos induce a plantear la posible
interpretación física de la misma. Los conocimientos previos de
campos electromagnéticos, unidos a la interpretación corpuscular de
la radiación electromagnética, indujeron a Albert Einstein a
interpretar el cuadrado de la amplitud del campo eléctrico como una
medida de la densidad de fotones de un haz, por tanto, la densidad de
partículas de un haz podría asociarse al cuadrado de la amplitud de
la función de onda de materia. Sin embargo, el significado de la
función de ondas de una única partícula no queda claro. Max Born,
sugiere que en ese caso la interpretación es la de una densidad de
probabilidad de presencia de la partícula entorno a una posición
determinada del espacio y en un instante de tiempo. Queda de esta
forma asociada la función de onda a una probabilidad, concepto
contrapuesto, en cierta medida, al determinismo asociado a la
"posición espacial" de la física clásica.
Haciendo uso, una vez más, de los
conocimientos del electromagnetismo intentaremos representar las partículas
por medio de ondas armónicas, u ondas planas. Sin embargo la
interpretación de Born conduce a una total "deslocalización"
espacial para éstas partículas, tendremos por tanto, que introducir
paquetes de ondas, es decir superposición de ondas planas, para poder
limitar la deslocalización de la partícula a una zona de dimensiones
finitas. Ahora bien, matemáticamente, para construir un paquete de
ondas de dimensiones espaciales finitas, necesitamos un rango de
vectores de ondas distintos. Si el paquete es una representación de
la onda de materia concluiremos que cuanto más localizada esté una
partícula, más amplio será el espectro de vectores de ondas, es
decir de cantidades de movimiento, necesario. Este es el concepto básico
contenido en el Principio de Indeterminación de Heisemberg. Éste
principio destruye por completo el determinismo clásico ya que impide
la definición, con absoluta precisión, de las condiciones iniciales
de un sistema físico, premisa en que se basa la supuesta posibilidad
de predecir, de nuevo con absoluta precisión según la física clásica,
la evolución futura del sistema.
Luis de Broglie fue quien señaló que
las partículas poseían no sólo características de tales sino también
de ondas, lo que llevó al señalamiento jocoso de que los electrones
se comportaban como partículas los lunes, miércoles y viernes y como
ondas los martes y jueves. Ya se conocía, gracias a Einstein, que el
fotón podía ser descrito por su masa en reposo y por su frequencia
lo que llevó a relacionar el momento del fotón (característica de
partícula) con la frecuencia (característica de onda), y a de
Broglie a proponer que esta asociación era característica de todas
las partículas, no sólo del fotón, lo que se esquematiza en las
siguientes ecuaciones
De esta asociación entre partículas y
ondas es que surge luego la teoría ondulatoria de Schrödinger, que
es el objeto del cual estamos hablando en este capítulo.
Anexos
Espectro electromagnético.- La región
correspondiente a la luz es una disminuta ventana en todo el espectro.
La atmósfera terrestre sólo es transparente en la región óptica y
de ondas de radio. El infrarrojo se puede observar desde gran altura
con globos o satélites, al igual que los rayos ?, rayos X, y la
radiación ultravioleta.
Representación de una onda. Se llama
longitud de onda a la distancia entre dos "valles" o dos
"montes".
Conclusión
Podemos decir que la luz es toda
radiación electromagnética capaz de ser percibida por nuestro
sentido de la vista. El intervalo de frecuencias de las radiaciones
que componen la luz solamente está delimitado por la capacidad del órgano
de la visión.
La luz que nosotros percibimos será
siempre formada por radiaciones correspondientes a grandes cantidades
de frecuencias. El láser constituye la única radiación visible
formada por radiaciones de la misma longitud de onda todas ella. La
luz, en un medio homogéneo, se propaga en línea recta. Cada una de
las direcciones de propagación de la luz es un rayo luminoso. Un
conjunto de rayos que parten de un punto es un haz. Si el punto de
donde proceden los rayos está muy alejado se consideran paralelos.
La velocidad de la luz en el vacío es
de 3 . 108 m/s. Para comparar la velocidad de la luz en una sustancia
con la del vacío se emplea el índice de refracción, obtenido como
cociente entre la segunda y la primera:
n = c
v
c = velocidad de la luz en el vacío
v = velocidad de la luz en la sustancia
Un prisma óptico es un cuerpo con dos
caras planas no paralelas. Este dispositivo se utiliza, con accesorios
más o menos sofisticados, para efectuar análisis de la luz.
Si sobre una cara de un prisma óptico
se hace incidir una luz compuesta, debido al distinto índice de
refracción que presenta el prisma para cada longitud de onda, las
distintas radiaciones sufrirán desviaciones distintas y se podrán
discernir fácilmente.
Trabajo enviado por:
Carlos Fernández-Peña Acuña
carl12@telcel.net.ve
Estudiante del 2do año de ciencias
16 años
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