reseña del libro el laser

COMITÉ DE SELECCIÓN

Dr. Antonio Alonso
Dr. Juan Ramón de la Fuente
Dr. Jorge Flores
Dr. Leopoldo García-Colín
Dr. Tomás Garza
Dr. Gonzalo Halffter
Dr. Guillermo Haro †
Dr. Jaime Martuscelli
Dr. Héctor Nava Jaimes
Dr. Manuel Peimbert
Dr. Juan José Rivaud
Dr. Emilio Rosenblueth
Dr. José Sarukhán
Dr. Guillermo Soberón
Coordinadora Fundadora:
Física Alejandra Jaidart †Coordinadora:
María del Carmen Farías





EDICIONES

Primera edición, 1991
La Ciencia desde México es proyecto y propiedad del Fondo de Cultura Económica, al que pertenecen también sus derechos. Se publica con los auspicios de la Subsecretaría de Educación Superior e Investigación Científica de la SEP y del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología.
D.R. © 1991, FONDO DE CULTURA ECONÓMICA, S. A.DE C. V.
Av. de la Universidad, 975; 03100 México, D.F.
ISBN 968-16-3578-7
Impreso en México.














I. LUZ Y MATERIA

EL DESARROLLO del láser, como el de cualquier otro descubrimiento importante, fue posible gracias a los avances previamente logrados en otras disciplinas científicas. En el caso que nos ocupa, estas disciplinas las encontramos fundamentalmente en lafísica moderna y, en particular, en la parte de ésta llamada mecánica cuántica. A su vez, el germen que dio origen a la mecánica cuántica lo encontramos en el siglo XIX, cuando los científicos de la época trataron de encontrar la distribución del espectro emitido por un cuerpo caliente. Por tanto comenzaremos nuestra exposición aquí.
RADIACIÓN TÉRMICA
Si calentamos un objeto a 200° C podremos notar alacercar la mano a éste que emite cierta radiación invisible llamada calor o radiación infrarroja. Si ahora aumentamos la temperatura del objeto hasta 600° C (la que produce por lo común una estufa eléctrica) notaremos que una tenue luz roja empieza también a ser emitida. Aumentando la temperatura del objeto a 2 000° C (la del filamento interno de un foco eléctrico) emitirá radiación visible decolor amarillo y si seguimos aumentando continuamente la temperatura el color que observaremos será progresivamente, azul, violeta, etc. Este es un resultado fácil de comprobar.
La figura I.1 muestra el espectro electromagnético, indicando la región del espectro que nos es visible, y la figura I.2 muestra los resultados experimentales observados al realizar un experimento como el anteriormentedescrito. En esta figura aparece la intensidad de radiación emitida por longitud de onda para varias temperaturas.
 

Figura I.1. Líneas de potencia
Podemos observar que, a medida que aumenta la temperatura del cuerpo, el punto máximo de intensidad se desplaza hacia longitudes de onda cada vez menores. Este hecho se conoce como la ley de desplazamiento de Wien. Asimismo, de la figura I.2 podemosnotar que la energía total emitida por un cuerpo caliente a una temperatura Tes proporcional al área contenida bajo la curva a esa temperatura. Entre más caliente esté el cuerpo, más energía en forma de radiación emite. Este resultado es la ley de Stefan-Boltzmann, que expresa que la energía total irradiada por un cuerpo con una temperatura T aumenta en forma proporcional a la cuarta potencia de latemperatura a que se encuentra.
Uno de los resultados más sorprendentes de este problema radica en que los resultados experimentales graficados en la figura I.2 no dependen de la naturaleza o forma del cuerpo en cuestión. Esto significa, por ejemplo, que si tenemos dos trozos de forma arbitraria, uno de platino y otro de acero, y los calentamos, la gráfica de intensidad de radiación emitida porlongitud de onda (como la de la figura I.2) para varias temperaturas tendrá las mismas características generales en ambos casos.
El problema al que se enfrentaron los científicos de fines del siglo XIX fue tratar de explicar teóricamente los resultados experimentales mostrados en la figura I.2. Su problema era construir un modelo teórico-matemático capaz de reproducir las observaciones...