I - Teorías científicas sobre la actuación de la luz

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1 I - Teorías científicas sobre la actuación de la luz Diversas teorías que hacen referencia a la luz, su configuración y comportamiento han sido propuestas a lo largo de la historia, han evolucionado y se han ayudado mutuamente a comprender mejor el fenómeno lumínico, ya sea en forma de corpúsculo, onda, radiación electromagnética u otro. La teoría corpuscular Planteada en el siglo XVII por el físico inglés Isaac Newton, la teoría planteaba que la luz consistía en un flujo de pequeñas partículas sin masa, también llamadas corpúsculos, provenientes de los cuerpos lumínicos, y que se movía con gran rapidez en una línea recta. A causa de esto, la luz podía pasar a través de los cuerpos transparentes, pero no así con los cuerpos opacos, dado que los corpúsculos rebotaban, por lo que no se podía observar lo que había al otro lado de ellos. La teoría cuántica Según Max Planck, los intercambios de energía entre la materia y la luz son posibles únicamente por cantidades ínfimas y finitas de luz (cuantos de luz o fotones). Esta teoría se ve refutada debido a que no logra explicar los fenómenos ondulatorios (ya sean las interferencias, las difracciones, u otros). De forma posterior, Albert Einstein se basó en esta teoría para explicar en 1905 el efecto fotoeléctrico por medio de los corpúsculos de la luz, a los cuales denominó fotones. Mediante esto logró proponer que la luz se comporta como onda bajo ciertas condiciones. La teoría electromagnética El físico James Clerk Maxwell explicó en el siglo XIX que los fenómenos eléctricos se relacionan con los fenómenos magnéticos. Esto se conforma por dos premisas: la primera, que una partícula quieta siente solo los campos eléctricos, mientras que en movimiento siente también los campos magnéticos. La segunda, es que una partícula en movimiento crea a la vez un campo magnético y otro eléctrico, pero quiere crear solo el eléctrico. Así, se puede afirmar que el campo magnético tiene su origen en el movimiento de las partículas cargadas eléctricamente. Por lo tanto, este campo magnético debe estar acompañado por uno eléctrico, generando mediante su combinación el campo electromagnético. La teoría ondulatoria Christiaan Huygens, físico y astrónomo holandés, propuso una teoría que define a la luz como un movimiento ondulatorio de la misma clase que el sonido. Las ondas se relacionan al movimiento que sigue la luz cuando se propaga a través de un vacío en un medio insustancial e invisible que se denominó éter. La luz es considerada como una onda electromagnética, y que consiste en un campo eléctrico que genera un campo magnético, y viceversa. La onda se propaga indefinidamente a través del espacio, con campos eléctricos y magnéticos generándose continuamente. En un comienzo ésta teoría no fue tomada en cuenta debido a que en la misma época Newton y sus teorías dominaban el espectro científico, pero luego fue revalorizada por Thomas Young y Auguste Jean Fresnel.

2 Propiedades de la luz Reflexión Es el cambio de dirección de una onda magnética cuando ésta lega a la superficie de un cuerpo, reflejándose total o parcialmente. Hay tres tipos de reflexión: 1- En una superficie brillante se produce la reflexión regular en la cual toda la luz se refleja en una sola dirección. 2- Cuando la superficie es mate, la luz sale desperdigada en todas direcciones, se llama reflexión difusa. 3- En el caso intermedio, predomina una dirección sobre las demás, y es la reflexión mixta. Absorción Se da cuando la luz blanca choca contra un objeto, y una parte de los colores que la componen son absorbidos por la superficie y el resto son reflejados. Los componentes reflejados son lo que determina cuál es el color que percibimos. Si refleja todos, es blanco, y si absorbe todos, es negro. El color que percibimos de determinado objeto depende del tipo de luz que recibe y de los colores que sea capaz de reflejar.

3 Difracción La difracción de la luz es la curvatura de las ondas de luz alrededor de un objeto. La cantidad de luz difractada, o que cambia de dirección, depende del tamaño de un objeto. Esto también se aplica a las ondas de luz que pasan a través de una abertura, tal como la apertura de una cámara o a través de la pupila de un ojo. Como las ondas de luz pasan por el borde de un objeto o por una abertura, la luz es difractada o rota en los colores del arco iris. Refracción Este fenómeno se produce cuando el rayo de luz es desviado de su trayectoria al atravesar una superficie de separación entre medios diferentes. Esto se genera porque la velocidad de propagación de la luz varía en cada uno de los medios. Hay dos leyes en cuanto a la refracción: 1- El rayo que incide, la normal y el rayo refractado están todos en un mismo plano. 2- La ley de Snell es una fórmula que se utiliza para calcular cuál es el ángulo de refracción de la luz al atravesar la superficie de separación entre dos medios con índice de refracción distinto.

4 Dispersión Es la separación de la luz en sus colores, que son los que vemos en el arco iris. Al atravesar las paredes del prisma o elemento dispersor, los diferentes tipos de onda que conforman la luz blanca se reflejan cada uno en su manera. La visión humana A través de nuestra vista, uno de los cinco sentidos, recogemos una enorme cantidad de información a través de la cual logramos conocer el entorno que nos rodea, interpretarlo y actuar de acuerdo a lo que interpretamos. Así logramos identificar objetos, localizarlos en el espacio y observar su evolución. Debido a la complejidad que es la visión, diversas voces han proclamado acerca de la misma; voces provenientes de diferentes ámbitos, ya fueran intelectuales, filosóficos, o científicos. La visión de acuerdo a los griegos Las primeras incursiones en el tema son del siglo VI a. de C. por Pitágoras, que planteó que la luz se originaba del ojo en forma de rayos luminosos que se propagaban en forma recta, generando conos (con el vértice en el ojo). Creía que estos rayos se encontraban con los cuerpos, y que la visión era el fruto de ese choque. Poco más de medio siglo después, Empédocles reflexionó que la luz estaba conformada por efluvios proyectados por las fuentes incandescentes, los cuerpos visibles y los ojos. Otro medio siglo más tarde, Platón afirmó que si bien nuestros ojos emitían pequeñas partículas de luz, el objeto visto también emanaba una capa o efluvio (eidola), y que la sensación de visión era permitida por el contacto entre el fuego emitido por el ojo y el efluvio producido.

5 Modelo de visión de Alhacen En el siglo XI, Alhacen planteó un modelo de luz y visión que superaba a los modelos antiguos. Partiendo de la base de que el color con el que los objetos son vistos es muy similar a la luz que los ilumina, reflexionó acerca de la posibilidad de que la luz interviniera en la visión; y más precisamente, que la misma debía ser considerada como algo totalmente independiente del objeto y el ojo. La visión según Kepler Kepler fue responsable de la primera aproximación verdaderamente cercana a la ley de la refracción, ya que distinguió entre las dificultades físicas de la visión, sus características fisiológicas, y analizó diferentes sistemas ópticos y sus aspectos geométricos. II - Análisis comparativo A través de los siglos las más variadas teorías se han desarrollado en cuanto a las propiedades de la luz, sus características, efectos y causas. Unas han acertado más que otras, algunas han permitido empedrar el camino hacia un mayor conocimiento, pero todas, eso sí, han tenido una relevancia que no es menor, más allá del acierto o el error. Se puede agrupar a Aristóteles, Demócrito, Lucrecio y Epicúreo entre los antiguos que coincidían en una primera teoría; a Euclides, Empédocles y Tolomeo, en una segunda postura. Aun así, luego de los aportes que brindó Newton, la visión y el análisis acerca de la luz se fue tornando cada vez más mecánica, porque los modelos que se proponían hallaban el sustento en un sentido más mecánico que de otro tipo. Principalmente la discusión relativa a la composición de la luz, si está formada por partículas o por ondas, ha sido de las más acaloradas y generadora de posturas. Todo esto hasta que Newton avanza en la teoría corpuscular, mediante la cual logró explicar las leyes de la reflexión y de la refracción. Todas las teorías se han ido vinculando entre sí, sea para refutarse o comprobarse; como por ejemplo, la teoría propuesta por Max Planck que permitió avances en los estudios de Einstein. Otras fueron descartadas en su momento y vueltas a tomarse en cuenta años más tarde, como lo dicho por Huygens, Hooke y Young. Luego de esta breve reflexión se puede arribar, contemplando el material anteriormente exhibido, a tres conclusiones contundentes e importantes acerca de la luz, que son las siguientes: 1- La luz se produce en los átomos en forma de fotones o corpúsculos. 2- La luz se propaga en forma de ondas. 3- La luz es detectada por los ojos en forma de corpúsculos.

6 Bibliografía [en línea consultado 12/04/14] [en línea consultado 12/04/14] [en línea consultado 12/04/14] [en línea consultado 12/04/14] [en línea consultado 12/04/14] [en línea consultado 12/04/14] [en línea, consultado 12/04/14]