Para atrapar un fotón

Materia: Física
VI Semestre
PARA ATRAPAR UN FOTÓN
Autor: Virgilio Beltrán L.

INTRODUCCIÓN

El concepto del fotón se desarrolló intentando explicar fenómenos luminosos muy diversos, algunos de ellos en aparente contradicción, a partir de hipótesis simples. Se puede decir que este concepto surgió por una transformación "de sobrevivencia" de nuestras ideas al enfrentarlas a fenómenosluminosos nuevos. De otra forma el concepto de fotón es el resultado de la evolución de nuestras ideas sobre la naturaleza de la luz, y con él podemos explicar, sin contradicciones, todos los fenómenos luminosos conocidos. Un fotón no se parece a ningún objeto de nuestra experiencia común.
Se hablara acerca de las ideas sobre la luz a partir de la discusión de algunos de los fenómenos y experimentos másimportantes sobre ella; desde las primeras ideas griegas acerca de la luz hasta las contemporáneas, en las que intervienen fenómenos a escala atómica y el concepto del fotón.

CAP. 1. LOS RAYOS TÁCTILES
Los antiguos griegos produjeron las primeras ideas útiles sobre la luz y, posiblemente por esto, se sostuvieron durante siglos. Los griegos no distinguían claramente la luz de la vista ybasaban sus ideas sobre ambas en la hipótesis de los rayos visuales táctiles atribuida a Pitágoras. Según esta hipótesis, el ojo emite rayos rectos infinitamente tenues que al ser interrumpidos por los objetos producen la sensación de ver.
La percepción por medio de esos rayos visuales sería, pues, análoga a la percepción táctil cuando utilizamos brazos y manos para discernir la forma y el tamaño delos objetos. Un objeto grande separaría más los rayos táctiles que un objeto pequeño y esta mayor separación angular de los rayos produciría en la mente la sensación de mayor tamaño del objeto más grande.
La hipótesis de los rayos táctiles explicaba también la aparente disminución de tamaño de un objeto al alejarse, ya que los rayos táctiles interrumpidos por el objeto formarían un ángulo menor ymenor, hasta reducirse a cero, al alejarse el objeto del observador. Esto explicaría por qué las líneas paralelas que se alejan indefinidamente parecen converger en un punto; el que posteriormente se llamaría "punto de fuga" por los artistas del Renacimiento. Más aún, conforme a esta hipótesis la disminución del tamaño aparente estaría en la misma proporción que el aumento en la distancia; estoes, si la distancia aumentara dos veces, el tamaño aparente disminuiría también dos veces. Como esto es precisamente lo que ocurre al tamaño aparente al aumentar la distancia, la hipótesis de los rayos táctiles se veía apoyada por la experiencia; al menos por esta experiencia.
La hipótesis de los rayos táctiles era útil porque relacionaba matemáticamente el tamaño aparente y la distancia, y pudoemplearse en muchas actividades prácticas como el diseño y la proyección de obras de arquitectura o de ingeniería. Pero más importante para los griegos resultó su aplicación a la astronomía para calcular distancias y tamaños de cuerpos celestes; por ejemplo, para calcular el diámetro del Sol.
CAP. 2. LOS RAYOS LUMINOSOS
La teoría pitagórica de los rayos táctiles prevaleció más de 1 500 años. Lahipótesis de los rayos táctiles que emanaban del ojo fue derrumbada de golpe por un extravagante científico árabe llamado Alhazán, este pudo hacer un importante trabajo de investigación en la óptica, o ciencia de la luz. En su principal obra, titulada Kitab al-Manzir en árabe u Opticae Thesaurus, Alhazán demuestra que la visión no puede deberse a rayos que partan del ojo al objeto, sino del objetoal ojo. De esta manera, distinguió claramente la luz del sentido de la vista. Un sencillo experimento que demuestra esto es el muy conocido de producir fuego enfocando por medio de una lupa la imagen del Sol sobre un papel. Si los rayos táctiles existieran, la imagen del Sol sobre el papel resultaría de rayos visuales que de alguna manera se habrían reflejado en el papel, pasado por la lente y...