“LA LUZ COMO ONDA Y PARTÍCULA”

El hombre siempre se ha preguntado qué es la luz:

Los antiguos griegos ya habían observado algunos fenómenos asociados con la luz como la propagación rectilínea, la reflexión y la refracción.

«Algo emitido por el ojo» que chocaba contra los objetos y permitía verlos.

La luz debía proceder de los objetos que se veían y que al llegar al ojo producía el efecto de la visión.

La luz como algo procedente del Sol y de los cuerpos incandescentes.

Los objetos pueden emitir luz y pueden ser:

Dejan pasar la luz a través de ellos, y

pueden verse los objetos detrás

Impiden el paso de la luz a través de ellos por lo

tanto no se observan los objetos detrás de ellos

Dejan pasar parte de la luz, pero la visión a

través de ellos no es clara

Teoría Corpuscular

Planteada en el siglo xvii por el físico inglés Isaac Newton, quien señalaba que: « la luz consistía en un flujo de pequeñísimas partículas o corpúsculos sin masa, emitidos 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 opacos, 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.

Newton propuso un modelo en el que la luz se componía de partículas diminutas o corpúsculos viajando a cierta velocidad.

La reflexión de la luz podía entenderse como el rebote de las partículas al chocar con una superficie mientras que el cambio en la dirección de la luz ocasionada por la refracción se explicaba arguyendo que las partículas cambiaban su velocidad al pasar de un medio a otro.

Newton dijo que la luz blanca está compuesta por diversos colores.

Christian Huygens, contemporáneo de Newton, elabora 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, índica que la rapidez de la luz disminuye al penetrar al agua. Con ello, explica y describía la refracción y las leyes de la reflexión.

Teoría Ondulatoria

La teoría corpuscular de Newton fue aceptada durante todo el siglo XVIII, posiblemente por la gran fama y autoridad de éste.

En el siglo XIX se observan en la luz los fenómenos de interferencia y difracción y se revitaliza la idea de la luz como onda.

En el siglo XX aceptamos que la luz se comporta como onda y como partícula.

El fotón: partícula de luz

Einstein ha contribuido enormemente a nuestro conocimiento sobre la luz. No sólo demostró que la velocidad de la luz en el vacío (aproximadamente 300.000 km/s) no puede ser superada, sino que introdujo la idea del cuanto de luz.

En esencia la idea de Einstein consiste en considerar que la luz está formada por partículas ya que los cuantos son pequeños "paquetes"

indivisibles de energía, a los que llamó fotones.

“La luz como onda y partícula”

Unos de los fenómenos luminosos conocidos desde la época de Galileo son la reflexión y la refracción.

Refracción

Es el cambio de dirección de la luz al pasar de un medio a otro

Ángulo derefacción

Rayo refractado.

Angulo de incidenciaRayo

incidenteLos ángulos de incidencia y refacción no son los mismos, pero existe una relación entre ellos, conocida como ley de Snell.

La refracción es el cambio de dirección que experimenta una onda al pasar de un medio material a otro. Solo se produce si la onda incide oblicuamente sobre la superficie de separación de los dos medios y si estos tienen índices de refracción distintos. La refracción se origina en el cambio de velocidad de propagación de la onda señalada.

La Reflexión Es el cambio de dirección de una onda, que al estar en contacto con la superficie de separación entre dos medios cambiantes, regresa al punto donde se originó. Ejemplos comunes son la reflexión de la luz, el sonido y las ondas en el agua.

Ejemplos

La difracción es un fenómeno característico de las ondas que se basa en la desviación de estas al encontrar un obstáculo o al atravesar una rendija. La difracción ocurre en todo tipo de ondas, desde ondas sonoras, ondas en la superficie de un fluido y ondas electromagnéticas como la luz visible y las ondas de radio.

Hendrich Hertz demostró experimentalmente la existencia de las ondas electromagnéticas. Además sus experimentos demostraron que era posible que las ondas electromagnéticas tuvieran distintas frecuencias y longitudes de onda.

Se le llama espectro electromagnético al conjunto de todas las ondas con distintas frecuencias o longitudes de onda. Mientras más alta es la frecuencia, las ondas son más energéticas y, por tanto, capaces de atravesar distintos materiales.

RADIACIONES

ELECTROMÁGNETI

CAS

Ondas de Radio: Son las que

corresponden a las emisiones de

radio y televisión. Son usadas

para enviar sonido e imágenes,

son usadas

en frecuencias

especificas en telefonía celular,

satelital y radiolocalizadores.

Microondas: Son ondas de radio de alta frecuencia, pueden ir del tamaño de la cabeza de un alfiler al de una hoja tamaño carta. Permiten calentar alimentos y agua, ya que pueden atravesar a través de cerámica, plástico y vidrio. Se usan como portadoras de información para usos militares y estaciones encargadas de repetir señales de radio y televisión.

Radiación Infrarroja: Es la que percibimos como el calor; por lo tanto depende de la temperatura del objeto (es aquella que emiten los gases encerrados o los metales sobrecalentados), a ciertas frecuencias sólo es posible verla mediante el uso de anteojos de visión nocturna.

Radiación Ultravioleta (Uv): Es una radiación de alta frecuencia que en los seres vivos estimula la producción de vitaminas, pero que en exceso puede producir algunos tipos de cáncer. Algunos insectos pueden ver este tipo de radiación.

Rayos X: Su longitud de onda es del tamaño de los átomos, y tienen una gran cantidad de energía; por estas razones pueden atravesarla mayor parte de los tejidos de nuestro cuerpo, pero no pasan a través de los huesos ni de los dientes, ni del metal. Gracias a esta radiación es posible inspeccionar las maletas en los aeropuertos.

Rayos Gamma: Son las

radiaciones electromagnéticas más

peligrosas; su longitud de onda es

menor que los propios átomos;

pueden atravesar cualquier objeto y

son capaces de matar cualquier

célula. Son las radiaciones que se

liberan en una explosión atómica y

son utilizadas para aniquilar células

cancerígenas.

Luz visible: Es la que estimula las células de la retina del ojo. Se puede dispersar en luz de diferentes colores, según la longitud de onda.