LA NATURALEZA DE LA LUZ

La luz presenta una naturaleza compleja: depende de cómo la observemos se manifestará como una onda o como una partícula. Estos dos estados no se excluyen, sino que son complementarios. Sin embargo, para obtener un estudio claro y conciso de su naturaleza, podemos clasificar los distintos fenómenos en los que participa según su interpretación teórica:

Teoría ondulatoria:
Esta teoría, desarrollada por Christiaan Huygens, considera que la luz es una onda electromagnética, consistente en un campo eléctrico que varía en el tiempo generando a su vez un campo magnético y viceversa, ya que los campos eléctricos variables generan campos magnéticos (ley de Ampère) y los campos magnéticos variables generan campos eléctricos (ley de Faraday). De esta forma, la onda se autopropaga indefinidamente a través del espacio, con campos magnéticos y eléctricos generándose continuamente. Estas ondas electromagnéticas son sinusoidales, con los campos eléctrico y magnético perpendiculares entre sí y respecto a la dirección de propagación.

Teoría corpuscular:
La teoría corpuscular estudia la luz como si se tratase de un torrente de partículas sin carga y sin masa llamadas fotones, capaces de portar todas las formas de radiación electromagnética. Esta interpretación resurgió debido a que, la luz, en sus interacciones con la materia, intercambia energía sólo en cantidades discretas (múltiplos de un valor mínimo) de energía denominadas cuantos. Este hecho es difícil de combinar con la idea de que la energía de la luz se emita en forma de ondas, pero es fácilmente visualizado en términos de corpúsculos de luz o fotones.

Teoría electromagnético:
Cuando hablemos del electromagnetismo, aquí podemos señalar sucintamente que fue desarrollada por quien es considerado el más imaginativo de los físicos teóricos del siglo XIX, nos referimos a James Clerk Maxwell (1831-1879). Este físico inglés dio en 1865 a los descubrimientos, que anteriormente había realizado el genial autodidacta Michael Faraday, el andamiaje matemático y logró reunir los fenómenos ópticos y electromagnéticos hasta entonces identificados dentro del marco de una teoría de reconocida hermosura y de acabada estructura. En la descripción que hace de su propuesta, Maxwell propugna que cada cambio del campo eléctrico engendra en su proximidad un campo magnético, e inversamente cada variación del campo magnético origina uno eléctrico.

*Principales aportes de personajes que estudiaron la luz: 

C.Euclides: propagación rectilínea y la ley de reflexión
Galileo: primer telescopio reflector
Fermat: trayecto de la luz
Huygens: teoría ondualtoria de la luz
Roemer: velocidad de la luz
Newton: dispersión de la luz
Young: naturaleza ondulatoria de la luz
Max Planck: Mecánica cuántica

* Clasificación óptica de los cuerpos:

Cuerpos luminosos: Es todo aquel que "emana" radiaciones electromagnéticas en elespectro de la luz visible, ya sea por fuente propia o reflejada. 

Cuerpos iluminados: Son los que reflejan la luz que emiten los cuerpos luminosos. 

Cuerpos transparentes: Son cuerpos transparentes aquellos que cuando la luz pasa a través de ellos prácticamente no se altera (agua pura, aire).

Cuerpos translúcidos:  Son los cuerpos por los que puede pasar la luz.

*Reflexión de la luz: 

Es el cambio de dirección que ocurre en la superficie de separación entre dosmedios, de tal forma que regresa al medio inicial.

 

*Refracción de la luz:

Es la desviación de un rayo luminoso cuando pasa de un medio transparente a otro medio también transparente pero de distinta densidad. Este es el fenómeno que sucede cuando por ejemplo metemos una cucharita en un vaso de agua y esta parecería estar quebrada.

 

* Difracción de la luz:

Fenómeno ondulatorio que tiene lugar cuando un frente de onda es interceptado por una barrera en la que hay un orificio de dimensiones semejantes a la longitud de onda. Las ondas se propagan desde el orificio en todas direcciones.

 

*Dispersión de la luz:

Descomposición de la luz en sus componentes (colores) cuando atraviesa un medio dispersivo.

 

*Polarización de la luz:

 Las ondas luminosas no suelen estar polarizadas, de forma que la vibración electromagnética se produce en todos los planos. La luz que vibra en un solo plano se llama luz polarizada.

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MÉTODO CIENTÍFICO 

  

Observación: Las bacterias sobreviven a la luz del sol cuando tienen tinta.

Hipótesis: La tinta las protege contra la luz ultravioleta del sol.
Experimentación: 200 bacterias, 100 con y 100 sin tinta, expuestas a la luz ultravioleta.
Resultado: Todas murieron.
Conclusión: La tinta no protege contra la luz ultravioleta. La hipótesis no se confirmó.

Iremos más allá. Hipótesis alterna: La tinta protegió a las bacterias contra otra cosa de la luz solar que mata a las bacterias, y no es luz UV. Tal vez las protegió contra luz infrarroja, o contra la luz del espectro visible.

El uso de la luz ultravioleta simula, en algunas cosas pero no en todas, a la luz solar.

Formulada una nueva hipótesis, se repite el experimento exponiendo las bacterias con y sin tinta a luz infrarroja y a luz visible que no contenga luz infrarroja o ultravioleta.

Si vuelven a morir, entonces a lo mejor las bacterias murieron por deshidratación debido a la evaporación del agua causada por la luz solar, y la tinta las protegió de la deshidratación.

Nueva hipótesis, nuevo experimento, hasta que halles tu respuesta.

Así es el método científico.