La luz

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1. PROPIEDADES DE LA LUZ
1.1 DUALIDAD ONDA-PARTICULA

En el contexto de la física clásica, el modelo corpuscular de la luz (según el cual está constituida por fotones) y el modelo ondulatorio (según el cual consiste en la propagación del campo electromagnético) son incompatibles. Pero en el marco de la física cuántica, ambos comportamientos de la luz, que parecían contradictorios, sepudieron integrar en un modelo coherente.

Dicho modelo atribuyó a toda partícula con impulso, p (para una partícula de masa, m, y velocidad, v, p=m·v), una onda asociada, cuya longitud de onda es l = h/p (h es una constante universal, llamada constante de Planck) La física cuántica generalizó esta hipótesis, para considerar que toda entidad física (las partículas y también los fotones) tiene unanaturaleza dual, de tal forma que su comportamiento global presenta dos aspectos complementarios: ondulatorio y corpuscular

Por tanto, que un electrón, por ejemplo, tenga masa y cantidad de movimiento (propiedades corpusculares), pero también una longitud de onda (propiedad ondulatoria), supone que en una colisión con otro electrón, predomine el comportamiento corpuscular de ambos, pero tambiénocurre que un haz de electrones se difracta cuando pasa por un pequeño orificio circular de tamaño comparable a su longitud de onda. De tal manera que cada electrón interfiera consigo mismo.

Este mismo concepto de dualidad onda-partícula se aplica a los fotones, las entidades de masa nula que forman la luz. Un fotón tiene un comportamiento corpuscular, por ejemplo, cuando colisiona con otrosfotón o, como ocurre en el efecto fotoeléctrico, con partículas (electrones, protones...), pero un haz luminoso (un haz de fotones) manifiesta un comportamiento ondulatorio (onda electromagnética) cuando, por ejemplo, se difracta, se polariza o produce interferencias luminosas.

1.2 VELOCIDAD DE LA LUZ
Al comienzo del siglo XVII muchos científicos creían que no había tal cosa como la velocidadde la luz, pensaban que la luz podía viajar cualquier distancia en forma instantánea. Galileo no estaba de acuerdo y diseñó un experimento.

La velocidad de la luz (representada mediante c) actualmente no es una magnitud medida, sino que se ha establecido un valor fijo en el Sistema Internacional de Unidades. Desde 1983 el metro ha sido definido como la longitud que viaja la luz en el vacío en elintervalo de tiempo 1/299792.458 de un segundo, de forma que la velocidad de la luz se define exactamente 299792.458 km/s.

En el año 1672 el astrónomo danés Olaf Roëmer consiguió realizar la primera determinación de la velocidad de la luz, considerando para ello distancias interplanetarias. Antes se aceptaba que la luz se transmitía de forma instantánea. Al estudiar el periodo de revolución deun satélite (tiempo que emplea en describir una órbita completa) del planeta Júpiter, observó que variaba con la época del año entre dos valores extremos. Los intervalos medidos representaban realmente la suma del periodo de revolución más el tiempo empleado por la luz en recorrer la distancia entre el satélite y la Tierra. Por esta razón la luz procedente del satélite tardaría más tiempo enllegar al observador cuando éste se encontrase en la posición más alejada, lo que se traduciría en un intervalo de tiempo algo más largo.
La diferencia entre los correspondientes tiempos extremos sería, entonces, el tiempo empleado por la luz en recorrer el diámetro de la órbita terrestre en torno al Sol. Dado que en su época éste se estimaba en 300 000 000 km y el resultado de dicha diferenciaresultó ser de 1 320 segundos, Roëmer, mediante el siguiente cálculo cinemático sencillo:
[pic]

obtuvo una primera medida del valor de la velocidad c de la luz en el vacío. El valor más preciso obtenido por este método es de 301 500 km/s.
Aproximadamente 50 años más tarde, James Bradley, un astrónomo inglés, hizo algunas observaciones astronómicas de naturaleza totalmente diferente, de las...
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