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¿Qué más deberías saber sobre la luz? (II)

10 Feb 2014

¿Qué más deberías saber sobre la luz? (II)

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A continuación vamos a aclarar un poco más detalladamente los dos aspectos que definen y que deberías saber sobre la luz la luz. En el post anterior ya hemos definido que la luz es una onda electromagnética, que además tiene la propiedad de estimular el sentido visual humano.

 Esto precisamente es lo que hace que la diferenciemos de otro tipo de ondas del espectro electromagnético como las ondas de radio o televisión, los rayos X, etc., o sea, el hecho en realidad, lo que la diferencia de otro tipo de ondas es qué cantidad de energía que emite con respecto a las demás.

 Con anterioridad, nos remitíamos al aspecto de la luz que la trata como a una onda electromagnética, por ello, la podríamos enmarcar dentro del espectro electromagnético en la zona que va desde los rayos X hasta las microondas y que comprende desde los 380nm a los 780nm aproximadamente.

Por otro lado, cuando analicemos el concepto de onda veremos cómo se transmite o propaga la luz y a su vez, se tratarán los fenómenos asociados a la formación de las imágenes.

 Dentro del análisis que quiero que veamos se hará un pequeño estudio del aspecto fotónico de la luz, en donde se explicará cómo interactúa la luz con el entorno que la rodea. Si este aspecto lo analizamos desde el punto de vista energético podremos observar que los cuerpos oscuros se calientan más que los cuerpos claros cuando la luz incide en ellos.

 Esto es debido principalmente a que el color que perciben nuestros ojos es precisamente la longitud de onda que emite el cuerpo, o sea, que cuando vemos un objeto de un color determinado en realidad lo  que estamos viendo es la longitud de onda reflejada de ese color.

Si partimos de que el color es una respuesta cerebral a la luz que incide en nuestro sistema óptico, podemos deducir que el color que tiene un elemento es algo relativo al color que realmente puede tener, cuando veamos un cuerpo de color naranja, nos estará indicando que todos los demás colores los ha absorbido y éste no, éste lo está reflejando.

Por ello, podríamos deducir que cuanto más se caliente un objeto más energía estará absorbiendo el mismo.

 Figura3

                                                                    La luz como onda.   Imagen©TilanoTV. 

 La teoría de la ondulación, nos dice que la energía que posee una onda electromagnética se divide de igual forma, o sea, en la misma proporción, tanto para el campo eléctrico como para el campo magnético.

 Teniendo en cuenta el concepto de una onda electromagnética, en cualquier punto de dicha onda tenemos siempre una componente eléctrica y una componente magnética. Estas componentes fluctúan con mucha rapidez y además tienen un valor y una dirección determinada.

Concretamente, el valor de cada componente se representa por un vector los cuales son perpendiculares entre sí pero a su vez son perpendiculares a la dirección de propagación de la propia onda.

Fue el científico Thomas Young quien en 1801 realizó el primero una demostración convincente de la naturaleza ondulatoria de la luz, quien con unas condiciones óptimas demostró que la luz tenía un comportamiento de interferencia, mostrando como para dos fuentes luminosas y observando ciertos puntos cercanos, demostraba que dichas ondas se podían mezclar cancelándose entre sí.

 Así mismo y en esa misma línea, fue en el mismo siglo (1887) cuando el científico Hertz, demostró mediante diversos experimentos la teoría que Maxwell había descubierto en la década anterior (1873) relativa a la teoría ondulatoria de la luz, produciendo y detectando ondas electromagnéticas, así como mostrando que éstas cumplían las leyes de reflexión, refracción y todas las características de las ondas.

La luz como partícula fotónica.

 Cuando nos referimos a la dualidad de la luz, se debe a que con la teoría ondulatoria no es posible demostrar todas las características de la luz.

 Debido a esta deducción, se siguió investigando y fue de nuevo Hertz quien demostró aproximadamente a finales del siglo XIX lo que se denominó como efecto fotoeléctrico, o sea, la capacidad que tenían ciertos materiales para emitir cargas eléctricas cuando a éstos les incidía una fuente luminosa.

Actualmente la evolución de estos dispositivos, aunque más perfeccionados, son los que se utilizan ahora para la fabricación de las placas fotovoltaicas.

Aún así, no fue hasta 1905 cuando desarrollando un concepto de Max Planck, el científico Albert Einstein con una nueva teoría, venía a explicar que los átomos emiten y también absorben cantidades de energía discreta llamadas fotones, por lo tanto, todo lo que observamos en la naturaleza emite y absorbe energía de esta forma, en paquetes discretos denominados fotones o cuantos.

 Una vez dicho esto pasaremos a hacer un estudio más detenido de estos dos aspectos de la luz; por un lado las características del aspecto cuántico mediante un estudio de la colorimetría y por otro el aspecto físico mediante la óptica geométrica.

 ¿Puedes  exponer alguno de los errores que pueden darse en la óptica?

 

Os emplazo para el próximo post...

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