Documento reproducido del original para Física Online La Luz Documento reproducido del original para Física Online

Página Pincipal Mira a tu alrededor.  ¿Qué vez?  Tal vez una ventana a través de la cual puedes percibir algún árbol, la luz del sol o de alguna bombilla.  En la habitación, los muebles, las paredes o tal vez algún amigo o familiar.  Lo cierto es que todo lo que vemos es luz.  Luz que puede ser emitida por alguna fuente o reflejada por los objetos a nuestro alrededor.  Pero, ¿qué es la luz?  ¿Cómo es posible la percepción de la misma?

Objetivos Terminada la lección: Definirás los conceptos:  luz, intensidad, polarización, difracción, opáco, transparente y translucido. Describirás la naturaleza dual de la luz. Describirás el funcionamiento del LASER.

Introducción Llamamos luz, a la porción del espectro electromagnético que podemos percibir a través de los ojos.  Cada uno de los diferentes colores, corresponde a una onda electromagnética con diferente frecuencia.  La luz es una onda electromagnética, y al igual que las demás, son producidas por electrones en transición entre los niveles energéticos en el átomo.

Las antiguas ideas relacionadas a la luz La luz es un fenómeno que ha cautivado a los estudiosos por siglos.  Los antiguas filósofos griegos pensaban que la luz consistía de pequeñas partículas que podían entrar al ojo y crear la sensación de visión. Otros como Sócrates y Platón, pensaban que la visión consistía de rayos originados en el ojo.  Estos rayos podían interactuar con los objetos, haciendo posible la visión.

Las antiguas ideas relacionadas a la luz La idea de que la luz consistía de partículas, fue utilizada por Isacc Newton para explicar ciertos comportamientos (reflexión y refracción) de la luz.  Durante esa misma época, el científico holandés, Christian Huygens argumentó a favor de la idea de la luz como una onda.  Pero, la fama y el nombre de Newton se impuso, por lo que la idea de Huygens no se hizo popular. Durante el siglo XIX, se dió por aceptada la idea de que la luz es una onda.  Esto basado en los hallazgos de Thomas Young, quien demostró que la luz producía interferencia y en el trabajo de Maxwell.

Las antiguas ideas relacionadas a la luz A principios del siglo XX, dos grandes figuras de la ciencia apoyaron la idea de la luz como partícula.  Max Plank explicó la emisión de ondas electromagnéticas de los objetos calientes, utilizando la idea de la luz como partícula. En el 1905, Albert Einstein, publicó su teoría del efecto fotoeléctrico.  En esta teoría se explica la emisión de electrones por ciertos metales al exponerlos a la luz.  Einstein concluyó que cuando las poartículas de luz chocaban con los átomos del metal, podían arrancar los electrones.

Naturaleza de la luz En el presente, los científicos aceptan que la luz es una partícula, además de aceptar que la luz es una onda.  Esto se debe a que la luz se comporta de ambas formas, dependiendo del experimento que se utilice.  Con algunos experimentos demostraremos que la luz es una partícula y con otros demostraremos que la luz es una onda.  A este fenómeno lo llamamos, la naturaleza dual de la luz. Patron de interferencia de luz al pasar por una rendija

Propagación de la luz

Rapidez de la propagación de la luz No fue hasta finales del siglo XVII, que se supo que la luz viaja con rapidez finita.  Fueron muchos, entre ellos Galileo, los que intentaron sin éxito, medir la rapidez de la luz.  Muchos lograron medir sus tiempo sde reacción y no la rapidez de la luz.  La primera noción de que la luz viaja con rapidez finita fue en el 1675.  El astronomó Roemer demostró este principio, mientras hacía observaciones relacionadas a las lunas de Júpiter.

Rapidez de la propagación de la luz Roemer observó irregularidades en el periodo de traslación de la luna Io alrededor de Júpiter.  Io, parecia tardar menos cuando la tierra estaba más cerca de Júpiter. Fue Christian Huygens quien descifró esta discrepancia.  Cuando la Tierra estaba más lejos de Júpiter, la luz reflejada por Io tenía que recorrer mayor distancia y esto le consumía mayor tiempo.

Rapidez de la propagación de la luz En el año de 1880, el físico americano, Albert Michelson determinó la rapidez de la luz con gran precisión.  A través de un experimento relacionado con la interferencia de la luz, determinó que la velocidad de la luz era 299,853 km/s.  En el 1907, Michelson recibió el premio nobel por su experimento.  Fue el primer americano en recibir este galardón.

Rapidez de la propagación

La luz, por ser una onda electromagnética, transporta energía en paquetes discretos llamados fotones.  La energía de la luz está asociada a la intensidad.  Esta intensidad se mide en candelas.  Una candela es la intensidad de la luz generada por una vela.  Tambien, puede expresarse la intensidad de la luz en términos de su potencia.  La unidad de potencia es el vatio (Watts).   Los fabricantes de bombillas han estandarizado la fabricación de los filamentos de las bombilla de forma tal que un vatio equivale a una candela aproximadamente.

Intesidad de la luz

Para aprender más sobre la luz, asignamos las siguientes lecturas: Polarización de la luz http://www.encyclopedia.com/html/p1/polariza.asp Difracción de la luz http://www.physchem.co.za/Light/Diffraction.htm El LASER http://science.howstuffworks.com/laser.htm

Hewitt, Paul G. (2002). Conceptual Physics. Prentice Hall Hewitt, Paul G.  (2002).  Conceptual Physics.  Prentice Hall. Zitzewitz, Paul W.  (2002).  Física: Principios y Problemas.  Mc Graw Hill.