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La luz en la forma como a conocemos es una gamma de larguras de onda a que el ojo humano es sensible. Se trata de una radiação electromagnética pulsante o en un sentido más general, cualquier radiação electromagnética que se sitúa entre las radiações infrarrojas y las radiações ultravioletas. Las tres grandezas físicas básicas de la luz (y de toda la radiação electromagnética) son: brillo (o amplitud ), color (o frecuencia ), y polarização (o ángulo de vibración). Debido a la dualidade onda-partícula, la luz exhibe simultáneamente propiedades de ondas y partículas .
Un rayo de luz es la representación de la trayectoria de la luz en determinado espacio, y su representación indica de donde la luz sale (fuente) y para donde ella se dirige. El concepto de rayo de luz fue introducido por Alhazen. Propagándose en medio homogêneo, la luz siempre recorre trayectorias retilíneas; solamente en medios no-homogêneos es que la luz puede describir "curva".
En sentido figurado significa esclarecer o hacer algo compreensível.
Tabla de contenido |
Teorías sobre la luz
Primeras ideas de los griegos
El siglo I a.C. Lucrécio, dando continuidad a la ideas de los primeros atomistas, escribió que la luz solar y su calor eran compuestos de pequeñas partículas.
Teoría corpuscular de la luz
La idea de que la luz sería un corpúsculo viene desde la Antiguidade, con el atomismo de Epicuro y Lucrécio.
Pero, solamente el siglo XVII, la teoría corpuscular para la luz se consolidó como un conjunto de conocimiento capaz de explicar los más variados fenómenos ópticos. Su principal exponente en ese periodo fue el filósofo natural inglés Isaac Newton(1643-1727).
En sus trabajos publicados - el artículo "Nueva teoría sobre luz y colores" (1672) ( disponible en portugués en Silva & Martins 1996) y el libro Óptica (Newton 1996) - y también en los trabajos no publicados - los artículos "Hipótesis de la luz" y "Discurso sobre las observaciones" (disponibles en Cohen & Westfall 2002) - Newton discutió implícitamente la naturaleza física de la luz, suministrando algunos argumentos a favor de la materialidade de la luz.
Ese es un hecho muy interesante. A pesar de ser conocido como el gran defensor de la teoría corpuscular, Newton nunca discutió en detalles el asunto, siendo siempre cauteloso al abordarlo (Cantante 1983). La razón de ese comportamiento sería las críticas recibidas sobre el artículo "Nueva teoría sobre la luz y colores" de 1672, advindas principalmente de Robert Hooke, Christiaan Huygens e Ignatius Pardies.
La teoría corpuscular fue ampliamente desarrollada el siglo XVIII, por los seguidores de Newton.
En el inicio del siglo XIX, con el aperfeiçoamento de la teoría ondulatória de Thomas Young y Augustin Fresnel, la teoría corpuscular fue, a los pocos, siendo rechazada.
ES importante comprender que la teoría corpuscular desarrollada entre los siglos XVII y XIX no es la misma de la actual, insertada en la concepción de la dualidade onda-partícula de la luz.
Teoría ondulatória de la luz
El siglo XVII, Huygens, entre otros, propuso la idea de que la luz fuera un fenómeno ondulatório. Francesco Maria Grimaldi observó los efectos de difracção, actualmente conocidos como asociados a la naturaleza ondulatória de la luz, en 1665, pero el significado de sus observaciones no fue entendido en aquella época.
Las experiencias de Thomas Young y Augustin Fresnel sobre interferencia y difracção en el primero cuarto del siglo XIX, demostraron la existencia de fenómenos ópticos, para los cuales la teoría corpuscular de la luz sería inadecuada, siendo posibles se a la luz correspondiera un movimiento ondulatório. Las experiencias de Young capacitaram-en el a medir la largura de onda de la luz y Fresnel probó que la propagação rectilínea, tal como los efectos observados por Grimaldi y otros, podían ser explicados con base en el comportamiento de ondas de pequeña largura de onda.
El físico francés Jean Bernard Léon Foucault, el siglo XIX, descubrió que la luz se desplazaba más rápido en el aire del que en el agua. El efecto contrariaba la teoría corpuscular de Newton, esta afirmaba que la luz debería tener una velocidad mayor en el agua del que en el aire.
James Clerk Maxwell, aún el siglo XIX, probó que la velocidad de propagação de una onda eletromagnética en el espacio equivalía a la velocidad de propagação de la luz de aproximadamente 300.000 km/s.
Fue de Maxwell la afirmación:
- La luz es una "modalidad de energía radiante" que se "propaga" a través de ondas eletromagnéticas.
Teoría de la dualidade onda-partícula
A finales del siglo XIX, la teoría que afirmaba que la naturaleza de la luz era puramente una onda eletromagnética, (o sea, la luz tenía un comportamiento sólo ondulatório), comenzó a ser cuestionada.
Al intentarse teorizar la emisión fotoelétrica, o la emisión de electrones cuando un conductor tiene sobre sí la incidência de luz, la teoría ondulatória simplemente no conseguía explicar el fenómeno, pues entraba en franca contradicción.
Fue Albert Einstein, usando la idea de Max Planck, que consiguió demostrar que un feixe de luz son pequeños paquetes de energía y estos son los fótons, luego, así fue explicado el fenómeno de la emisión fotoelétrica.
La confirmación del descubrimiento de Einstein se dio el año de 1911 , cuando Arthur Compton demostró que "cuando un fóton colide con un electrón, ambos se comportan como cuerpos materiales."
Larguras de onda de la luz visible
Las fuentes de luz visible dependen esencialmente del movimiento de electrones. Los electrones en los átomos pueden ser elevados de sus estados de energía más baja hasta los de energía más alta por diversos métodos, tales como calentando la substancia o haciendo pasar una corriente eléctrica a través de ella. Cuando los electrones eventualmente retornan a sus niveles más bajos, los átomos emiten radiação que puede estar en la región visible del espectro.
La fuente más familiar de luz visible es el Sol. Su superficie emite radiação a través de todo el espectro eletromagnético, pero su radiação más intensa está en la región que definimos como visible, y la intensidad radiante del sol tiene valor de pico en una largura de onda de cerca de 550nm, eso sugiere que nuestros ojos se adaptaron al espectro del Sol.
Todos los objetos emiten radiação magnética, denominada radiação térmica, debido a su temperatura. Objetos tales como el Sol, cuya radiação térmica es visible, son denominados incandescentes. La incandescência generalmente está asociada a objetos calientes; típicamente, son necesarias temperaturas que excedan a 1.000 °C.
También es posible que la luz sea emitida de objetos fríos; ese fenómeno es llamado luminescência. Los ejemplos incluyen las lâmpadas fluorescentes, relámpagos, mostradores luminosos, y receptores de televisión. La luminescência puede tener varias causas. Cuando la energía que excita los átomos se origina de una reacción química, es denominada quimiluminescência. Cuando ocurre en seres vivos, tales como vagalumes y organismos marinos, es llamado de bioluminescência. La luz también puede ser emitida cuando ciertos cristales (por ejemplo el azúcar) son comprimidos, se llama triboluminescência.
La velocidad de la luz
Ver artículo principal: En consonancia con la moderna física teórica, toda radiação eletromagnética, incluyendo la luz visible, se propaga en el vácuo en una velocidad constante, comumente llamada de velocidad de la luz, que es una constante de la Física, representada por c y es igual a 299.792.458 m/s.
Medição de la luz
Las siguientes cantidades y unidades son utilizadas para medir luz.
- brillo, medida en watts/cm²
- iluminância o iluminación (Unidad SÍ: lux)
- flujo luminoso (Unidad SÍ: lumen)
- intensidad luminosa (Unidad SÍ: candela)
Referencias
- Cantante, G. Optics after Newton: theories of light in Britain and Ireland, 1704 - 1840, Manchester University Press: Manchester, 1983
- Silva, C. & Martins R. "Nueva teoría sobre luz y colores: una traducción comentada", Revista Brasileña de Enseñanza de Física18(4): 313-27, 1996.
- Cohen, B. & Westfall, R. Newton: textos, antecedentes y comentarios, Contraponto/EdUerj: Río de Janeiro, 2002.
- Newton, I. Óptica, EDUSP: São Paulo, 1996.
Ver también
ckb:ڕووناکیmwl:Luç
