Teorías sobre la luz: evolución histórica

La luz (evolución)

Los antiguos griegos, no tenían bien clara la diferencia entre luz y visión. Pitágoras y Demócrito postularon que la visión consistía en imágenes que viajaban de los objetos a los ojos.

Aunque para otros, como Euclides y Herón, la luz consistía de "rayos visuales" que emergen de los ojos y viajaban a los objetos.

Fue hasta aproximadamente el año 1000 d. C. Cuándo el sabio árabe Alhazen hizo unsa distinción clara entre luz y visión, postulando que la luz era un ente físico y que la visión se genera cuando el ojo recibe dicho ente.

Descartes postuló la existencia de un plenum, una especie de sustancia etérea que permea todo el universo y que al ser perturbada se producía en ella un movimiento ondulatorio que después se transmitía por el espacio desde la fuente de luz hasta los ojos.

Otro descubrimiento importante del siglo XVII, fue realizado por Francesco M. Grimaldi; ya que de nuevo propuso que la luz debía tratarse de una onda ya que algunos fenómenos ondulatorios en fluidos también tienen ese comportamiento que se conoce como difracción.

Los máximos representantes de la teoría de la luz fueron Robert Hook y Christian Huygens; estos publicaron en 1690 su tratado de la luz, donde propone que la luz es una perturbación de un medio llamado éter luminífero (más o menos lo mismo que el plenum de Descartes).

Por otro lado, Isaac Newton, pensaba que la luz era una partícula. Fue de los primeros en darse cuenta que al pasar la luz por un prisma, está se descomponía en varios colores. Lo que lo llevo a creer que la luz de cada calor tenía un diferente tipo de partícula.

Con el siglo XIX llegó el triunfo de la teoría ondulatoria de la luz según Thomas Young.

Etiene Louis Malus descubrió la polarización de la luz. Es decir que la onda de luz puede vibrar en un plano.

Después de tanto tiempo de presentación, Agustin Fresnel, por fin logró convencer a la Academia de Ciencias de Francia, de que la luz era efectivamente una onda.

La teoría ondulatoria de la luz explicaba además de la existencia de colores que newton adjudicaba a diferentes tipos de partículas. Los colores se deben a que las ondas de luz oscilan con diferentes frecuencias, es decir, recorren un mismo ciclo en diferentes tiempos. La frecuencia de una oscilación se define como el número de ciclos que se completan sobre una unidad de tiempo.

James Clerk Maxwell constryo la teoría del electromagnetismo a mediados del sigo XIX, en la cual se deducía que los fenómenos electromagnéticos se propagan en un medio en forma de ondas; Se le ocurrió que la luz podría ser alguna forma de perturbación de los valores del campo eléctrico y magnético en el espacio, es decir, una onda electromagnética.

Heinrich Hertz, demostró que dicha transmición se comportaba a la manera de una onda. Pero lo más impresionante fue que descubrió que dichas ondas se propagaban a la velocidad de la luz. Esto llevó a la siguiente conclusión; La luz visible es un tipo de onda electromagnética.

A finales del siglo XIX a los científicos Albert Michaelson y Edward Morley, se les ocurrió un ingenioso experimento para demostrar la existencia del éter. Los experimentos mostraron que la velocidad de la luz era constante para cualquier observador. No importa que tan rápido se mueva, el observador siempre medirá la misma velocidad de la luz. (esta puede propagarse en el vacío y no necesita ningún éter.

Según la relatividad espacial de Einstein; Son nuestras mediciones del espacio y del tiempo las que deben cambiar para poder explicar el comportamiento de la luz en el vacío. (La teoría de la relatividad niega la existencia del éter).

El 14 de Diciembre de 1900, Plank dio una cátedra en Berlín donde propuso ideas radicalmente novedosas. Una de ellas fue que la energía involucrada en la radiación debe ser extremadamente pequeña pero infinita. Más aún, no podía se más pequeña que una cierta cantidad a la que llamo h, hoy conocida como constante de Plank. La otra era que el intercambio de energía debía ser en forma de "paquetes" o "cuantos" de energía.

Alberte Einstein utilizó las ideas de Plank parapoder explicar otro fenómenoco conocido como efecto fotoeléctrico. Experimentos realizados anteriormente por Arthur Compton confirmaron la idea de que la luz se comportaba como una partícula.

Luis de Broglie, inspirado en la naturaleza dual de la luz: propuso que las partículas también se comportan como ondas; Y por si fuera poco, no mucho después se demostró experimentalmente que partículas materiales como los electrones, muestran en ciertas condiciones movimientos ondulatorios.

Todo esto sonaba descabellado, y fue difícil de explicar para los científicos todas estas nuevas evidencias de manera coherente. Apareció entonce un nuevo reto, y con todas estas ideas y evidencias a los albordes del siglo XX se desarrolló lo que hoy conocemos como mecánica cuántica.