1.
Introducción
La óptica
es la parte de la física que estudia la
luz y los fenómenos relacionados
con ella, y su estudio
comienza cuando el hombre
intenta explicarse el fenómeno de la
visión.
Diferentes teorías
se han ido desarrollando para interpretar la naturaleza de la luz
hasta llegar al conocimiento
actual. Las primeras aportaciones conocidas son las de Lepucio
(450 a.C.) perteneciente a la escuela atomista,
que consideraban que los cuerpos eran focos que
desprendían imágenes,
algo así como halos oscuros, que eran captados por los
ojos y de éstos pasaban al alma, que los
interpretaba.
Los partidarios de la escuela pitagórica
afirmaban justamente lo contrario: no eran los objetos los focos
emisores, sino los ojos. Su máximo representante fue
Apuleyo (400 a.C.); haciendo un símil con el sentido del
tacto, suponían que el ojo palpaba los objetos mediante
una fuerza invisible a modo de
tentáculo, y al explorar los
objetos determinaba sus dimensiones y color.
Dentro de la misma escuela, Euclides (300 a.C.)
introdujo el concepto de rayo
de luz emitido por el ojo, que se propagaba en línea recta
hasta alcanzar el objeto.
Pasarían nada mas que trece siglos antes de que
el árabe Ajasen Basora (965-1039) opinara que la luz era un
proyectil que provenía del Sol, rebotaba en los objetos y de éstos al
ojo.
¿Qué es la luz?. Los sabios de todas las
épocas han tratado de responder a esta pregunta. Los
griegos suponían que la luz emanaba de los objetos, y era
algo así como un "espectro" de los mismos,
extraordinariamente sutil, que al llegar al ojo del observador le
permitía verlo.
De esta manera los griegos y los egipcios se abocaron a
la solución de estos problemas sin
encontrar respuestas adecuadas. Posteriormente en la Europa del S. XV
al XVII, con los avances realizados por la ciencia y
la técnica, surgieron muchos matemáticos y filósofos que produjeron importantes
trabajos sobre la luz y los fenómenos
luminosos.
Es Newton el que
formula la primera hipótesis seria sobre la naturaleza
de la
luz.
2. Modelo
corpuscular.
Se la conoce como teoría corpuscular o de la emisión. A finales del siglo XVI,
con el uso de lentes e instrumentos ópticos,
empezaran a experimentarse los fenómenos luminosos, siendo el
holandés Willebrord Snell, en 1620, quién descubrió experimentalmente
la ley de la
refracción, aunque no fue conocida hasta que, en 1638,
René Descartes (1596-1650) publicó su
tratado: Óptica. Descartes fue el primer
gran defensor de la teoría
corpuscular, diciendo que la luz se comportaba como un proyectil que
se propulsaba a velocidad
infinita, sin especificar absolutamente nada sobre su naturaleza,
pero rechazando que cierta materia fuera
de los objetos al ojo.
Explicó claramente la reflexión, pero tuvo
alguna dificultad con la refracción.
Según Newton, las fuentes
luminosas emiten corpúsculos muy livianos que se desplazan
a gran velocidad y en línea recta. Podemos fijar ya la
idea de que esta teoría además de concebir la
propagación de la luz por medio de corpúsculos,
también sienta el principio de que los rayos se desplazan
en forma rectilínea.
Como toda teoría física es válida
en tanto y en cuanto pueda explicar los fenómenos
conocidos hasta el momento, en forma satisfactoria.
Newton explicó que la variación de intensidad de la fuente luminosa es proporcional a
la cantidad de corpúsculos que emite en determinado tiempo.
La reflexión de la luz consiste en la incidencia
de dichos corpúsculos en forma oblicua en una superficie
espejada, de manera que al llegar a ella varía de dirección pero siempre en el mismo
medio.
La igualdad del ángulo de incidencia
con el de reflexión se debe a
la circunstancia de que tanto antes como después de la reflexión
los corpúsculos conservan la misma velocidad (debido a que permanece
en el mismo medio).
La refracción la resolvió expresando que
los corpúsculos que inciden oblicuamente en una superficie
de separación de dos medios de
distinta densidad son
atraídos por la masa del medio más denso y, por lo
tanto, aumenta la componente de la velocidad que es la velocidad
que es perpendicular a la superficie de separación,
razón por la cual los corpúsculos luminosos se
acercan a la normal.
El fenómeno de la birrefrigencia del espato de Islandia
descubierto por el danés Bartholinus en 1669, quiso ser justificado
por Newton suponiendo que los corpúsculos del rayo podían ser
rectangulares y sus propiedades
variar según su orientación respecto a la dirección de la
propagación.
Según lo expresado por Newton, la velocidad de la
luz aumentaría en los medios de mayor densidad, lo cual
contradice los resultados de los experimentos
realizados años después.
Esta explicación, contradictoria con los
resultados experimentales sobre la velocidad de la luz en medios
más densos que el vacío, obligó al abandono
de la teoría corpuscular.
3. Modelo
ondulatorio.
Propugnada por Christian
Huygens en el año 1678, describe y
explica lo que hoy se considera como leyes de
reflexión y refracción. Define a la luz como un
movimiento
ondulatorio semejante al que se produce con el sonido.
Propuso el modelo ondulatorio, en el que se defendía que la luz
no era mas que una perturbación ondulatoria, parecida al sonido, y de tipo mecánico pues
necesitaba un medio material para propagarse. Supuso tres hipó tesis:
- todos los puntos de un frente de ondas eran
centros emisores de ondas secundarias;
- de todo centro emisor se propagaban ondas en todas
direcciones del espacio con velocidad distinta en cada
medio;
- como la luz se propagaba en el vacío y
necesitaba un material perfecto sin rozamiento, se supuso que
todo el espacio estaba ocupado por éter, que
hacía de soporte de las ondas.
hora, como los físicos de la época
consideraban que todas las ondas requerían de algún
medio que las transportaran en el vacío, para las ondas
lumínicas se postula como medio a una materia insustancial
e invisible a la cual se le llamó éter.
Justamente la presencia
del éter fue el principal medio cuestionador de la teoría
ondulatoria. En ello, es necesario equiparar las vibraciones luminosas
con las elásticas transversales de los sólidos sin que se
transmitan, por lo tanto, vibraciones longitudinales. Aquí es donde se
presenta la mayor contradicción en cuanto a la presencia del éter
como medio de transporte de
ondas, ya que se requeriría que éste reuniera
alguna característica sólida pero que a su
vez no opusiera resistencia al libre transito de los cuerpos
sólidos. (Las ondas transversales sólo se propagan a través de medios
sólidos.)
En aquella época, la teoría de Huygens no fue muy considerada,
fundamentalmente, y tal como ya lo mencionamos, dado al prestigio que
alcanzó Newton. Pasó más de un siglo para que fuera tomada en cuenta la Teoría Ondulatoria de
la luz. Los experimentos del médico inglés Thomas
Young sobre los fenómenos de interferencias luminosas, y los del
físico francés Auguste
Jean Fresnel sobre la difracción fueron
decisivos para que ello ocurriera y se colocara en la tabla de
estudios de los físicos sobre la luz, la propuesta
realizada en el siglo XVII por Huygens.
Young demostró experimentalmente el hecho paradójico que se daba
en la teoría corpuscular de que la suma de dos fuentes luminosas pueden producir
menos luminosidad que por separado. En una pantalla negra practica dos
minúsculos agujeros muy próximos entre sí: al acercar la pantalla al
ojo, la luz de un pequeño y distante foco aparece en forma de anillos
alternativamente brillantes y oscuros. ¿Cómo explicar el efecto de ambos agujeros que
por separado darían un campo
iluminado, y combinados producen sombra en ciertas zonas? Young logra
explicar que la alternancia de las franjas por la imagen de las ondas acuáticas. Si
las ondas suman sus crestas hallándose en concordancia de fase, la vibración resultante
será intensa. Por el contrario, si la cresta de una onda coincide con
el valle de la otra, la vibración resultante será nula. Deducción simple imputada a
una interferencia y se embriona la idea de la luz como estado
vibratorio de una materia insustancial e invisible, el
éter, al cual se le resucita.
Ahora bien, la colaboración de Auguste Fresnel para el rescate de la
teoría ondulatoria de la luz estuvo dada por el aporte matemático que
le dio rigor a las ideas propuestas por Young y la explicación que
presentó sobre el fenómeno de la polarización al transformar el
movimiento ondulatorio longitudinal, supuesto por Huygens y ratificado
por Young, quien creía que las vibraciones luminosas se efectuaban en
dirección paralela a la propagación de la onda luminosa, en
transversales. Pero aquí, y pese a las sagaces explicaciones que
incluso rayan en las adivinanzas dadas por Fresnel, inmediatamente
queda presentada una gran contradicción a esta doctrina, ya que no
es posible que se pueda propagar en el éter la luz por medio de ondas
transversales, debido a que éstas sólo se propagan en medios sólidos.
En su trabajo, Fresnel explica una
multiplicidad de
fenómenos manifestados por la luz polarizada. Observa que
dos rayos polarizados ubicados en un mismo plano se interfieren,
pero no lo hacen si están polarizados entre sí
cuando se encuentran perpendicularmente. Este descubrimiento lo
invita a pensar que en un rayo polarizado debe ocurrir algo
perpendicularmente en dirección a la propagación y
establece que ese algo no puede ser más que la propia
vibración luminosa. La conclusión se impone: las
vibraciones en la luz no pueden ser longitudinales, como Young lo
propusiera, sino perpendiculares a la dirección de
propagación, transversales.
Las distintas investigaciones y
estudios que se realizaron sobre la naturaleza de la luz, en la
época en que nos encontramos de lo que va transcurrido del
relato, engendraron aspiraciones de mayores conocimientos sobre
la luz. Entre ellas, se encuentra la de lograr medir la velocidad
de la luz con mayor exactitud que la permitida por las
observaciones astronómicas. Hippolyte Fizeau (1819- 1896)
concretó el proyecto en 1849 con un clásico
experimento. Al hacer pasar la luz reflejada por dos espejos entre los intersticios de
una rueda girando rápidamente, determinó la velocidad que podría
tener la luz en su trayectoria, que estimó aproximadamente en 300.000
km./s. Después de Fizeau, lo siguió León Foucault (1819
– 1868) al medir la velocidad de propagación de la
luz a través del agua. Ello fue
de gran interés,
ya que iba a servir de criterio entre la teoría
corpuscular y la ondulatoria.
La primera, como señalamos, requería que
la velocidad fuese mayor en el agua que en
el aire; lo
contrario exigía, pues, la segunda. En sus experimentos,
Foucault logró comprobar, en 1851,
que la velocidad de la luz cuando transcurre por el agua es inferior a la que
desarrolla cuando transita por el aire. Con ello, la teoría
ondulatoria adquiere cierta preeminencia sobre la corpuscular, y
pavimenta el camino hacia la gran síntesis realizada por
Maxwell.
En 1670, por primera vez en la historia, el
astrónomo danés Olaf Roemer pudo calcular la
velocidad de la luz.
Se hallaba estudiando los eclipses de uno de los
satélites de Júpiter, cuyo
período había determinado tiempo atrás.
Estaba en condiciones de calcular cuales serían los
próximos eclipses. Se dispuso a observar uno de ellos, y
con sorpresa vio que a pesar de que llegaba el instante tan
cuidadosamente calculado por él, el eclipse no se
producía y que el satélite demoró 996 seg.
en desaparecer.
Roemer realizó sus primeros cálculos
cuando la tierra se
encontraba entre el Sol y
Júpiter; pero cuando observó el retraso en el
eclipse era el Sol quien se encontraba entre la Tierra y
Júpiter.
Por lo tanto la luz debía recorrer una distancia
suplementaria de 299.000.000 Km., que es el diámetro de la
órbita terrestre, por lo tanto:
Vel. Luz = Diam. Órbita terrestre 299.000.000 Km
/ Atraso observado 996 seg. = 300.200 Km/seg.
Observaciones posteriores llevaron a la
conclusión que el atraso en cuestión era de 1.002
seg. , lo cual da por resultado que la velocidad de la luz
sería de 298.300 Km/seg.
Si se consideraba onda, la luz debería atravesar
los obstáculos, como el sonido. Como no era así, se
precisaba de alguna nueva hipótesis. Aún mas
considerando que tampoco podía explicar los
fenómenos de polarización. Todos estos problemas,
junto al prestigio de Newton que defendía la teoría
contraria, relegó a un segundo plano, durante algún
tiempo, el modelo ondulatorio.
En 1849, el físico francés Fizeau, logró medir la velocidad de la
luz con una experiencia hecha en la tierra.
Envió un rayo de luz, por entre los dientes de una rueda dentada
que giraba a gran velocidad, de modo que se reflejara en un espejo y volviera hacia la rueda.
Esta relación de velocidad entre el camino recorrido por la luz
en su ida y vuelta y las revoluciones de la rueda dentada, fue la que
tomó Fizeau de base para
calcular la velocidad de la luz.
Podemos escribir: t = 2d / v
Si la rueda tiene N dientes y N espacios, y da n vueltas
por segundo y pasan en 1 seg. 2 Nn dientes y espacios
t= 1 /.2Nn
Cuando no llega mas luz al observador es evidente que estos
tiempos son iguales y por
lo tanto tenemos:
2d / v = 1 / 2Nn
de donde v = 4 d Nn
Fizeau colocó el espejo a 8.633 m del observador,
la rueda tenía 760 dientes y giraba a 12,6 revoluciones
por segundo.
Si aplicamos la fórmula obtenida,
resultará:
V = 313.274 Km./seg.
León Foucault y casi simultáneamente
Fizeau, hallaron en 1850 un método que
permite medir la velocidad de la luz en espacios
reducidos.
La idea consiste en enviar
un haz de luz sobre un espejo giratorio haciéndole atravesar una
lámina de vidrio semitransparente y
semirreflectora, un espejo fijo
devuelve el rayo y atraviesa luego lámina observándose la mancha
luminosa en una pantalla.
Con este método se obtuvo que:
V = 295.680 Km./seg.
Luego Foucault junto a concibió la idea de
calcular la velocidad de la luz en otro medio que no sea el
aire.
Midieron la velocidad de la luz en el agua y obtuvieron
un resultado experimental que decidió la controversia a
favor de la teoría ondulatoria.
En general todas las mediciones de que se tiene
conocimiento obtuvieron resultados entre 298.000 Km/seg y 313.300
Km/seg sin embargo se toma como velocidad de la luz la de 300.000
Km/seg por ser un término medio entre los valores
obtenidos y por ser una cifra exacta que facilitan los
cálculos.
4. Modelo
electromagnetico.
Si bien en la separata 1.03
de este ensayo nos referiremos a ella con
una relativa extensión,
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.
Dado que las acciones
eléctricas se propagan con velocidad finita de punto a
punto, se podrán concebir los cambios periódicos -
cambios en dirección e intensidad - de un campo
eléctrico como una propagación de ondas. Tales
ondas eléctricas están necesariamente
acompañadas por ondas magnéticas indisolublemente
ligadas a ellas. Los dos campos, eléctrico y
magnético, periódicamente variables, están constantemente
perpendiculares entre sí y a la dirección común de su propagación.
Son, pues, ondas transversales semejantes a las de la luz. Por otra
parte, las ondas electromagnéticas se transmiten, como se puede deducir de las investigaciones de
Weber y
Kohlrausch, con la misma velocidad que la luz. De esta doble
analogía, y haciendo gala de una espectacular volada
especulativa Maxwell termina concluyendo que la luz consiste en
una perturbación electromagnética que se propaga en
el éter. Ondas eléctricas y ondas luminosas son
fenómenos idénticos.
Veinte años más tarde, Heinrich Hertz (1857-1894) comprueba que
las ondas hertzianas de origen
electromagnético tienen las mismas propiedades que las ondas
luminosas, estableciendo con ello, definitivamente, la identidad de
ambos fenómenos.
Hertz, en 1888, logró producir ondas por medios
exclusivamente eléctricos y, a su vez, demostrar que estas
ondas poseen todas las características de la luz visible,
con la única diferencia de que las longitudes de sus ondas
son manifiestamente mayores. Ello, deja en evidencia que las
ondas eléctricas se dejan refractar, reflejar y polarizar,
y que su velocidad de propagación es igual a la de la luz.
La propuesta de Maxwell quedaba confirmada: ¡la existencia
de las ondas electromagnéticas era una realidad
inequívoca! Establecido lo anterior, sobre la factibilidad de
transmitir oscilaciones eléctricas sin
inalámbricas, se abrían las compuertas para que se
produjera el desarrollo de
una multiplicidad de inventivas que han jugado un rol
significativo en la evolución de la naturaleza humana
contemporánea.
Pero las investigaciones de Maxwell y Hertz no
sólo se limitaron al ámbito de las utilizaciones
prácticas, sino que también trajeron con ellas
importantes consecuencias teóricas. Todas las radiaciones
se revelaron de la misma índole física,
diferenciándose solamente en la longitud de onda en la
cual se producen. Su escala comienza
con las largas ondas hertzianas y, pasando por la luz visible, se
llegan a la de los rayos ultravioletas, los rayos X, los
radiactivos, y los rayos cósmicos.
Ahora, la teoría electromagnética de Maxwell, pese a su belleza, comporta debilidades, ya
que deja sin explicación fenómenos tan evidentes como la absorción o
emisión; el fotoeléctrico, y la emisión de luz por cuerpos
incandescentes. En consecuencia, pasado el entusiasmo inicial, fue
necesario para los físicos, como los hizo Planck en 1900, retomar la
teoría corpuscular.
ero la salida al dilema que presentaban las diferentes
teorías sobre la naturaleza de la luz, empezó a
tomar forma en 1895 en la mente de un estudiante de
dieciséis años, Albert
Einstein, que en el año 1905, en un ensayo publicado
en el prestigioso periódico
alemán Anales de la física, abre el camino para
eliminar la dicotomía que existía sobre las
consideraciones que se hacían sobre la luz al introducir
el principio que más tarde se haría famoso como
relatividad.
La luz es, de acuerdo a la
visión actual, una onda, más precisamente una
oscilación electromagnética, que se propaga en el
vacío o en un medio transparente, cuya longitud de onda es
muy pequeña, unos 6.500 Å para la luz roja y unos
4.500 Å para la luz azul. (1Å = un Angstrom,
corresponde a una décima de milimicra, esto es, una diez
millonésima de milímetro).
Por otra parte, la luz es una parte insignificante del
espectro electromagnético. Más allá del rojo
está la radiación infrarroja; con longitudes
de ondas aún más largas la zona
del infrarrojo lejano, las microondas de
radio, y luego toda la gama de las
ondas de radio, desde las
ondas centimétricas, métricas, decamétricas, hasta las ondas largas
de radiocomunicación, con longitudes de cientos de metros y más. Por
ejemplo, el dial de amplitud modulada, la llamada onda media, va desde
550 y 1.600 kilociclos por segundo, que corresponde a una longitud de
onda de 545 a 188 metros, respectivamente.
En física, se identifica a las ondas por lo que se llama longitud de onda, distancia
entre dos máximos y por su frecuencia, número de oscilaciones por
segundo, que se cuenta en un punto, y se mide en ciclos por segundo
(oscilaciones por segundo). El producto de
ambas cantidades es igual a la velocidad de propagación de
la onda.
En el otro extremos del espectro electromagnético
se encuentra la radiación ultravioleta, luego los rayos X
y a longitudes de onda muy diminutas los rayos
.
La atmósfera terrestre
es transparente sólo en la región óptica,
algo en el infrarrojo y en la zona de ondas de radio. Por ello,
es que la mayor información que hemos obtenido sobre
el universo ha
sido a través de la ventana óptica, aunque en las
últimas décadas la radioastronomía ha venido
jugando un rol sustancial en la entrega de conocimientos sobre el
cosmos, proporcionando datos cruciales.
Observaciones en el ultravioleta, rayos X y , como
así también de parte del infrarrojo, hay que
efectuarlas con instrumentos ubicados fuera de la
atmósfera de la Tierra. Sin embargo, es posible
también obtener resultados en el infrarrojo con
instrumentación alojada en
observatorios terrestres empotrados a gran altura sobre el nivel del mar o con tecnología puesta en aviones o globos que se eleven
por sobre la baja atmósfera, que contiene la mayor parte del vapor de
agua, que es la principal causa de la absorción atmosférica en el
infrarrojo.
5. Longitud de Onda de De
Broglie
En 1924, Louis de Broglie, plantea la posibilidad de
asociar una función de onda a las partículas. El
razonamiento lo hace por criterios de simetría con
respecto a la necesidad de asignar propiedades corpusculares a la
radiación electromagnética, cuya
conveniencia es el resultado de analizar experiencias como por ejemplo
los efectos fotoeléctrico y Compton.
Una consecuencia inmediata del principio de de Broglie es la interpretación de las leyes de
cuantificación utilizadas, por ejemplo, en el modelo atómico de Bohr,
como equivalentes a considerar solo
aquellas "órbitas" cuya longitud hace que la onda del electrón sea
estacionaria.
La hipótesis de de Broglie adquiere fuerza con
los resultados del experimento de Davisson y Germer, entre otros,
en los que un haz de electrones acelerados produce un
patrón de interferencia, resultado típicamente
ondulatorio, al ser dispersado por un cristal de
Níquel.
Las conclusiones de los experimentos de
difracción de haces de partículas, y de
interpretación del efecto Compton, así como otras
experiencias con radiación electromagnética, hacen
que nos cuestionemos sobre la "verdadera" naturaleza de la
materia y de las radiaciones, ¿són ondas o
partículas?. El principio de Complementariedad de Niels
Bohr, nos indica la dualidad de ondas y partículas, siendo
el experimento planteado el que determine el modelo a
utilizar.
En vista de la necesidad de asociar una función
de onda a las partículas, nos induce a plantear la posible
interpretación física de la misma. Los
conocimientos previos de campos electromagnéticos, unidos
a la interpretación corpuscular de la radiación
electromagnética, indujeron a Albert Einstein a interpretar el
cuadrado de la amplitud del campo eléctrico como una medida de la
densidad de fotones de un haz, por tanto, la densidad de partículas de
un haz podría asociarse al cuadrado de la amplitud de la función de
onda de materia. Sin embargo, el significado de la función de ondas
de una única partícula no queda claro.
Max Born, sugiere que en ese caso la interpretación es la de una
densidad de probabilidad de
presencia de la partícula entorno a una posición
determinada del espacio y en un instante de tiempo. Queda de esta
forma asociada la función de onda a una probabilidad,
concepto contrapuesto, en cierta medida, al determinismo asociado
a la "posición espacial" de la física
clásica.
Haciendo uso, una vez más, de los conocimientos del
electromagnetismo intentaremos representar las partículas por medio de
ondas armónicas, u ondas planas. Sin embargo la interpretación de
Born conduce a una total "deslocalización" espacial para éstas
partículas, tendremos por tanto, que introducir paquetes de ondas, es decir
superposición de ondas planas, para poder limitar
la deslocalización de la partícula a una zona de
dimensiones finitas. Ahora bien, matemáticamente, para
construir un paquete de ondas de dimensiones espaciales finitas,
necesitamos un rango de vectores de ondas
distintos. Si el paquete es una representación de la onda
de materia concluiremos que cuanto más localizada
esté una partícula, más amplio será
el espectro de vectores de ondas, es decir de cantidades de
movimiento, necesario. Este es el concepto básico
contenido en el Principio de Indeterminación de
Heisemberg. Éste principio destruye por completo el
determinismo clásico ya que impide la definición,
con absoluta precisión, de las condiciones iniciales de un
sistema físico, premisa en que se
basa la supuesta posibilidad de predecir, de nuevo con absoluta precisión
según la física clásica, la evolución futura del sistema.
Luis de Broglie fue quien señaló que las
partículas poseían no sólo
características de tales sino también de ondas, lo
que llevó al señalamiento jocoso de que los
electrones se comportaban como partículas los lunes,
miércoles y viernes y como ondas los martes y jueves. Ya
se conocía, gracias a Einstein, que el fotón
podía ser descrito por su masa en reposo y por su
frequencia lo que llevó a relacionar el momento del
fotón (característica de partícula) con la
frecuencia (característica de onda), y a de Broglie a
proponer que esta asociación era característica de
todas las partículas, no sólo del fotón, lo
que se esquematiza en las siguientes ecuaciones
De esta asociación entre partículas y
ondas es que surge luego la teoría ondulatoria de
Schrödinger, que es el objeto del cual estamos hablando en
este capítulo.
Anexos
Espectro electromagnético.- La región
correspondiente a la luz es una disminuta ventana en todo el
espectro. La atmósfera terrestre sólo es
transparente en la región óptica y de ondas de
radio. El infrarrojo se puede observar desde gran altura con
globos o satélites, al igual que los rayos , rayos
X, y la radiación ultravioleta.
Representación de una onda. Se llama longitud de
onda a la distancia entre dos "valles" o dos "montes".
6.
Conclusión
Podemos decir que la luz es toda radiación
electromagnética capaz de ser percibida por nuestro
sentido de la vista. El intervalo de frecuencias de las
radiaciones que componen la luz solamente está delimitado
por la capacidad del órgano de la
visión.
La luz que nosotros percibimos será siempre
formada por radiaciones correspondientes a grandes cantidades de
frecuencias. El láser constituye la única radiación
visible formada por radiaciones de la misma longitud de onda todas
ella. La luz, en un medio homogéneo, se propaga en línea recta. Cada
una de las direcciones de propagación de la luz es un rayo luminoso.
Un conjunto de rayos que
parten de un punto es un haz. Si el punto de donde proceden los rayos
está muy alejado se consideran paralelos.
La velocidad de la luz en el vacío es de 3 .
108 m/s. Para comparar la velocidad de la luz en una
sustancia con la del vacío se emplea el índice de
refracción, obtenido como cociente entre la segunda y la
primera:
n = c
v
c = velocidad de la luz en el
vacío
v = velocidad de la luz en la
sustancia
Un prisma óptico es un cuerpo con dos caras planas no paralelas.
Este dispositivo se utiliza, con accesorios
más o menos sofisticados, para efectuar análisis de la luz.
Si sobre una cara de un prisma óptico se hace
incidir una luz compuesta, debido al distinto índice de
refracción que presenta el prisma para cada longitud de
onda, las distintas radiaciones sufrirán desviaciones
distintas y se podrán discernir
fácilmente.
7.
Bibliografía
MAIZTEGUI, A. Introducción a la
física
MIRANDA, E. Manual de
óptica
HERNÁNDEZ, Joseph Enciclopedia Temática
Alfa Nauta
Ediciones Nauta. Barcelona-España
Autor: Carlos Fernández-Peña
Acuña
