Teoria De La Luz

Teorías de la luz

Las teorías propuestas por los científicos para explicar la naturaleza de la luz han ido cambiando a lo largo de la historia de la ciencia, a medida que se van descubriendo nuevas evidencias que permiten interpretar su comportamiento, como corpúsculo, onda, radiación electromagnética, cuanto o como la mecánica cuántica.

Teoría Corpuscular

Esta teoría fue planteada en el siglo xvii emitido por las fuentes luminosas, que se movía en línea recta con gran rapidez. Gracias a esto, eran capaces de atravesar los cuerpos transparentes, lo que nos permitía ver a través de ellos. En cambio, en los cuerpos pocos, los corpúsculos rebotaban, por lo cual no podíamos observar los que había detrás de ellos.

Esta teoría explicaba con éxito la propagación rectilínea de la luz, la refracción y la reflexión, pero no los anillos de Newton, las interferencias y la difracción. Además, experiencias realizadas posteriormente permitieron demostrar que esta teoría no aclaraba en su totalidad la naturaleza de la luz

Teoría Ondulatoria

Fue el científico holandés Christian Huygens, contemporáneo de Newton, quien elaboraría una teoría diferente para explicar la naturaleza y el comportamiento de la luz. Esta teoría postula que la luz emitida por una fuente estaba formada por ondas, que correspondían al movimiento específico que sigue la luz al propagarse a través del vacío en un medio insustancial e invisible llamado éter. Además, indica que la rapidez de la luz disminuye al penetrar al agua. Con ello, explica y describía la refracción y las leyes de la reflexión.

En sus inicios, esta teoría no fue considerada debido al prestigio de Newton. Pasó más de un siglo para que fuera tomada en cuenta: se le sometió a pruebas a través de los trabajos del médico inglés Thomas Young, sobre las interferencias luminosas, y el físico francés Auguste Jean Fresnal, sobre la difracción. Como consecuencia, quedó de manifiesto que su poder explicativo era mayor que el de la teoría corpuscular.

Teoría Electromagnética

En el siglo XIX, se agregan a las teorías existentes de la época las ideas del físico James Clerk Maxwell, quien explica notablemente que los fenómenos eléctricos están relacionados con los fenómenos magnéticos. Al respecto, señala que cada variación en el campo eléctrico origina un cambio en la proximidad del campo magnético e, inversamente. Por lo tanto, la luz es una onda electromagnética trasversal que se propaga perpendicular entre sí. Este hecho permitió descartar que existiera un medio de propagación insustancial e invisible, el éter, lo que fue comprobado por el experimento de Michel son y Marley.

Sin embargo esta teoría deja sin explicación fenómenos relacionados con el comportamiento de la luz en cuanto a la absorción y la emisión: el efecto fotoeléctrico y la emisión de luz por cuerpos incandescentes. Lo anterior da pie a la aparición de nuevas explicaciones sobre la naturaleza de la luz.

Teoría de los Cuantos

Esta teoría propuesta por el físico alemán Max Planck establece que los intercambios de energía entre la materia y la luz solo son posibles por cantidades finitas o cuántos de luz, que posteriormente se denominan fotones. La teoría tropieza con el inconveniente de no poder explicar los fenómenos de tipo ondulatorio, como son las interferencias, las difracciones, entre otros. Nos encontramos nuevamente con dos hipótesis contradictorias, la teoría de los cuantos y la electromagnética.

Posteriormente, basándose en la teoría cuántica de Planck, en 1905 el físico de origen alemán Albert Einstein explicó el efecto fotoeléctrico por medio de los corpúsculos de luz, a los que llamó fotones. Con esto propuso que la luz se comporta como onda en determinadas condiciones.

Mecánica Ondulatoria

Esta teoría reúne tanto la teoría electromagnética como la de las cuantas heredadas de la teoría corpuscular y ondulatoria, con lo que se evidencia la doble naturaleza de la luz. El que esta se comporte como onda y partícula fue corroborado por el físico francés Luis de Broglie, en el año 1924, quién agregó, además, que los fotones tenían un movimiento ondulatorio, o sea que la luz tenía un comportamiento dual. Así, la luz, en cuanto a su propagación, se comporta como onda, pero su energía es trasportada junto con la onda luminosa por unos pequeños corpúsculos que se denominan fotones.

Esta teoría establece, entonces, la naturaleza corpuscular de la luz en su interacción con la materia (proceso de emisión y absorción) y la naturaleza electromagnética de su propagación.

Característica de la luz

• La luz viaja en línea recta, al camino que recorre la luz se le llama trayectoria.

• Existen cuerpos que no dejan pasar la luz y forman una sombra definida, a estos cuerpos se les conoce como opacos. Otros dejan pasar parcialmente la luz y producen una sombra muy tenue, se les llama traslúcidos; y los que dejan pasar la luz casi totalmente se llaman transparentes.

• Los cuerpos opacos proyectan una sombra más definida, llamada umbra. La palabra umbra señala la parte más oscura de una sombra. En la umbra la fuente de luz es completamente bloqueada por el objeto que causa la sombra.

• Los cuerpos traslúcidos proyectan una sombra parcial conocida como penumbra y se da porque la fuente de luz es bloqueada parcialmente por el objeto. La palabra penumbra significa casi sombra.

• Las propiedades de los materiales opacos, traslúcidos y transparentes nos permiten utilizarlos para un fin determinado, por ejemplo los lentes los usamos para impedir el paso de luz.

• La fuente principal de luz es el Sol, pero existen otras fuentes, como el fuego, los focos y los tubos de luz o neón. De estas fuentes la luz se propaga iluminando todo a su paso.

• El tamaño de la sombra de un mismo objeto varía dependiendo de su cercanía o lejanía a la fuente de luz. Cuando el objeto opaco se encuentra cercano a la fuente de luz proyecta una sombra más grande que cuando se encuentra lejos.

• Las características de la luz han sido aprovechadas por el ser humano, por ejemplo el reloj de sol, pero existen aparatos que utilizan estas características en situaciones diarias y comunes.

• La luz, las sombras, la transparencia u opacidad de los objetos se aprovechan en diferentes artefactos para satisfacer necesidades del ser humano. Por ejemplo las linternas, los faros, los focos, los relojes, etc.

• Durante el día, la posición de la Tierra cambia respecto a la del Sol; en consecuencia cambian también la dirección de los

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