viernes, 20 de marzo de 2009

Teorías acerca de la Naturaleza de la luz

¿Cómo es que podemos ver? Esta es una pregunta interesante para todos los seres humanos. Hoy en día, para contestarla, tenemos la fortuna de disponer de información acumulada a través de miles de años. Allá por 500 A.C., en tiempos del apogeo de la cultura griega, esto no era así. En aquel entonces, los primeros filósofos trataban de encontrar una respuesta para esa pregunta, buscándola por sí mismos. Aunque sus respuestas no resultan satisfactorias en nuestro tiempo, hay que reconocerles el gran mérito de haber sido quienes iniciaron la búsqueda.
EMPÉDOCLES: Los filósofos griegos trataron de explicar cómo era que la vista conseguía salvar esta distancia. Empédocles pensaba que la vista no era más que tocar los objetos con una “mano” muy larga. Él creía que de los ojos salían emanaciones que hacían contacto con los objetos y recogían su forma. Esta teoría se llama extramisión.
LEUCIPO: Leucipo, en cambio creía que el acercamiento ocurría en sentido contrario. Los objetos emitían “algo” que contenía su forma y color, y que incidía sobre los ojos, los cuales no hacían más que captarlo. Esta teoría se llama intromisión.
Fue muchos años después cuando se resolvió el añejo debate de extramisión contra intromisión. El encargado de esto fue Alhazen, médico árabe nacido en lo que hoy es Irak. Tomando entre otras cosas el hecho de que mirar directamente al sol lastima los ojos, dedujo acertadamente que los ojos son receptores y no emisores. También acertó al explicar que un objeto recibe luz del ambiente y la esparce en todas direcciones. En ausencia de obstáculos, esta luz esparcida se propaga hacia el ojo y le permite percibir el objeto. Si no hay luz, los objetos no pueden esparcir nada y es por eso que no los podemos ver.

Newton dice: la luz está formada por partículas
Las leyes de Newton consiguieron explicar tantos fenómenos, que fue fácil exagerar y pensar que podían explicarlos todos. En este contexto, Isaac Newton explicó la naturaleza de la luz, considerando que está formada de pequeñas pelotitas, en lo que se conoce como teoría corpuscular o de emisión. El movimiento de estas pelotitas podía explicarse por medio de las leyes de Newton. Es verdad que esta teoría da respuestas a muchas preguntas ¿Por qué la luz viaja en línea recta? Porque así es como toda partícula viaja de acuerdo a la ley de la inercia. ¿Porqué la luz se refleja en algunas superficies? Porque las pelotitas de que está formada, rebotan.
Explicar la refracción es un poco más complicado. Sin embargo, Newton supuso que la velocidad de las pelotitas de luz aumenta bruscamente al pasar de un medio menos denso a otro más denso. El ángulo de refracción calculado de este modo, coincide perfectamente con el encontrado experimentalmente, lo que es más que satisfactorio. En realidad, la suposición de que la velocidad de la luz es mayor en los materiales más densos es falsa. Es cierto que la velocidad de la luz cambia al pasar a un medio más denso, pero su cambio consiste en una reducción. No obstante, en aquel entonces nadie lo sabía, ya que aún no era posible medir la velocidad de la luz.
Sin embargo, la difracción seguía resistiendo las explicaciones basadas en la teoría corpuscular. Si la luz estuviera hecha de pelotitas que viajan en línea recta, un obstáculo debería solamente detener una parte de éstas y la proyección de la luz sobre una pantalla consistiría simplemente en una sombra geométrica, como ocurre efectivamente para obstáculos grandes. Sin embargo, no había forma de explicar porqué para obstáculos pequeños la luz se desvía tan notoriamente de su trayectoria rectilínea, ni porqué la luz proyecta sobre una pantalla un complejo patrón de difracción.
Un experimento realizado en 1803 por Thomas Young , servirá para explicar mejor el origen de esta incomodidad. En este experimento se hace pasar un haz de luz a través de dos rendijas para así crear dos haces que puedan proyectarse sobre una pantalla. Es importante que las rendijas sean muy delgadas porque se requiere que la luz se desvíe lo suficiente como para iluminar más allá de su sombra geométrica.
En el siguiente video podrás observar este experiencia:

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