Atomos

"El estudio de la luz ha derivado en logros de la intuición, la imaginación y el ingenio que no tienen parangón en ningún campo de la actividad mental; también ilustra mejor que ninguna otra rama de la física las vicisitudes de las teorías." |

Sir J. J. Thomson, 1925. |

S on tantas las razones que se pueden invocar para avalar nuestras palabras introductorias sobre la luz que es untrabajo difícil la elección de un ejemplo cuya descripción pueda sintetizar los alcances que ha tenido y tiene para el desarrollo, evolución y comprensión de las teorías de la física y sus leyes. Muchas veces, y durante procesos de aplicación de leyes que funcionan, la particular naturaleza de la luz suele conducir a emocionantes descubrimientos físicos, nuevos y no directamente relacionados con la leymisma. Un ejemplo antiguo de ello tiene que ver con la ley universal de la gravedad y los satélites de Júpiter. En el siglo XVII el astrónomo danés Ole Roemer observó el movimiento de las lunas de Júpiter y advirtió un hecho curioso. En determinado momento del año, las lunas reaparecían por detrás de Júpiter más o menos cuatro minutos antes de lo que podría esperarse si se aplicara de maneradirecta la ley de Newton. Seis meses después, las lunas aparecen cuatro minutos más tarde. Roemer dedujo que ésta no era una falla de la ley en cuestión, sino más bien una indicación de que la luz viaja a una velocidad finita. Recuérdese aquí que la luz atraviesa la distancia entre la Tierra y el Sol en aproximadamente ocho minutos. Así, en un determinado momento del año, la Tierra está ocho"minutos-luz" más cerca de Júpiter de lo que está cuando se encuentra al otro lado de su órbita alrededor del Sol. Esto explica la diferencia de ocho minutos en la medición del tiempo de las órbitas de los satélites de Júpiter. De esta manera, Roemer pudo hacer una estimación exacta de la velocidad de la luz más de doscientos años antes de que se la midiera directamente. He colocado este ejemplo, únicamentecon el objetivo de graficar la influencia de la luz para el quehacer, especialmente, de la física teórica y de la astronomía.CONCEPCIONES TEÓRICAS SOBRE LA NATURALEZA DE LA LUZLos antiguos filósofos ya conocían algunos hechos sobre la naturaleza y propagación de la luz. Así se atribuye a Euclides el descubrimiento de las leyes de la reflexión de la luz (300 años a.C.). Pero es a mediados delsiglo XVII cuando aparecen casi conjuntamente dos teorías acerca de la naturaleza de la luz. El genial científico inglés Isaac Newton, en la segunda mitad del siglo XVII, y su compatriota contemporáneo Christian Huygens, desarrollaron la óptica y la teoría acerca de la naturaleza de la lu TEORÍA CORPUSCULARNewton descubre en 1666 que la luz natural, al pasar a través de un prisma es separada en unagama de colores que van desde el rojo al azul. Newton concluye que la luz blanca o natural está compuesta por todos lo colores del arcoiris.Isaac Newton propuso una teoría corpuscular para la luz en contraposición a un modelo ondulatorio propuesto por Huygens. Supone que la luz está compuesta por una granizada de corpusculos o partículas luminosos, los cuales se propagan en línea recta , puedenatravesar medios transparentes y ser reflejados por materias opacas. Esta teoría explica la propagación rectilínea de la luz, la refracción y reflexión; pero no explica los anillos de Newton (irisaciones en las láminas delgadas de los vidrios), que sí lo hace la teoría de Huygens como veremos más adelante, ni tampoco los fenómenos de interferencia y difracción.Newton, experimentalmente demostró quela luz blanca, al traspasar un prisma, se dispersa en rayos de colores y que éstos, a su vez, al pasar por un segundo prisma no se descomponen, sino que son homogéneos. De esta descomposición de la luz deduce y demuestra que al dejar caer los rayos monocromáticos sobre un prisma, éstos se recombinan para transformarse en luz blanca. Se desprende así que ésta resulta de una combinación varia de...