Luz,
forma de radiación electromagnética
similar al calor radiante, las ondas de radio
o los rayos X. La luz corresponde a oscilaciones
extremadamente rápidas de un campo electromagnético,
en un rango determinado de frecuencias que pueden
ser detectadas por el ojo humano. Las diferentes
sensaciones de color corresponden a luz que
vibra con distintas frecuencias, que van desde
aproximadamente 4 × 1014 vibraciones por
segundo en la luz roja hasta aproximadamente
7,5 × 1014 vibraciones por segundo en
la luz violeta. El espectro de la luz visible
suele definirse por su longitud de onda, que
es más pequeña en el violeta (unas
40 millonésimas de centímetro)
y máxima en el rojo (75 millonésimas
de centímetro). Las frecuencias mayores,
que corresponden a longitudes de onda más
cortas, incluyen la radiación ultravioleta,
y las frecuencias aún más elevadas
están asociadas con los rayos X. Las
frecuencias menores, con longitudes de onda
más altas, se denominan rayos infrarrojos,
y las frecuencias todavía más
bajas son características de las ondas
de radio. La mayoría de la luz procede
de electrones que vibran a esas frecuencias
al ser calentados a una temperatura elevada.
Cuanto mayor es la temperatura, mayor es la
frecuencia de vibración y más
azul es la luz producida.
NATURALEZA
DE LA LUZ
La
luz es emitida por sus fuentes en línea
recta, y se difunde en una superficie cada vez
mayor a medida que avanza; la luz por unidad
de área disminuye según el cuadrado
de la distancia. Cuando la luz incide sobre
un objeto es absorbida o reflejada; la luz reflejada
por una superficie rugosa se difunde en todas
direcciones. Algunas frecuencias se reflejan
más que otras, y esto da a los objetos
su color característico. Las superficies
blancas difunden por igual todas las longitudes
de onda, y las superficies negras absorben casi
toda la luz. Por otra parte, para que la reflexión
forme imágenes es necesaria una superficie
muy pulida, como la de un espejo.
La
definición de la naturaleza de la luz
siempre ha sido un problema fundamental de la
física. El matemático y físico
británico Isaac Newton describió
la luz como una emisión de partículas,
y el astrónomo, matemático y físico
holandés Christiaan Huygens desarrolló
la teoría de que la luz se desplaza con
un movimiento ondulatorio.
En
la actualidad se cree que estas dos teorías
son complementarias, y el desarrollo de la teoría
cuántica ha llevado al reconocimiento
de que en algunos experimentos la luz se comporta
como una corriente de partículas y en
otros como una onda. En las situaciones en que
la luz presenta movimiento ondulatorio, la onda
vibra perpendicular a la dirección de
propagación; por eso, la luz puede polarizarse
en dos ondas perpendiculares entre sí.
VELOCIDAD
DE LA LUZ
El
primero en medir la velocidad de la luz en un
experimento de laboratorio fue el físico
francés Armand Hippolyte Louis Fizeau,
aunque observaciones astronómicas anteriores
habían proporcionado una velocidad aproximadamente
correcta. En la actualidad, la velocidad de
la luz en el vacío se toma como 299.792.458
m/s, y este valor se emplea para medir grandes
distancias a partir del tiempo que emplea un
pulso de luz o de ondas de radio para alcanzar
un objetivo y volver. Este es el principio del
radar. El conocimiento preciso de la velocidad
y la longitud de onda de la luz también
permite una medida precisa de las longitudes.
De hecho, el metro se define en la actualidad
como la longitud recorrida por la luz en el
vacío en un intervalo de tiempo de 1/299.792.458
segundos. La velocidad de la luz en el aire
es ligeramente distinta según la longitud
de onda, y en promedio es un 3% menor que en
el vacío; en el agua es aproximadamente
un 25% menor, y en el vidrio ordinario un 33%
menor.
La
luz tiene un efecto importante en muchos compuestos
químicos. Las plantas, por ejemplo, emplean
la luz solar para llevar a cabo la fotosíntesis,
y la exposición a la luz de determinados
compuestos de plata hace que se oscurezcan en
presencia de otros compuestos químicos,
característica empleada en la fotografía. |