¿Qué es la luz? Definición, características y propiedades
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Definición principal
«La luz es la radiación electromagnética visible al ojo humano. Alcanza nuestro planeta procedente del Sol, atravesando 149 millones de km (a 93 millones de millas). Su velocidad es de 300.000 km por segundo, (186 millas), así que la luz que estás viendo ahora mismo fue producida por el Sol hace, aproximadamente, 8 minutos. Dicho de otra forma, la luz tarda en llegar a la Tierra, más o menos el doble, de lo que tardamos en hacer una taza de café.»
La luz es un tipo de energía
Como probablemente sepas, el Sol es una estrella nuclear que expande su energía en todas las direcciones. La luz que nosotros captamos a través de nuestros ojos, es solamente una parte de ella. Cuando la luz viaja entre dos lugares (del Sol a la Tierra o de la linterna a la acera en medio de la noche oscura), la energía realiza un trayecto entre estos dos puntos. Se mueve en forma de ondas (similares a las del mar pero son 100 millones de veces más pequeñas) – un patrón vibratorio de electricidad y magnetismo que conocemos con el nombre de energía electromagnética.
La luz es una fuente de energia que puede proporcionar electricidad a traves de los paneles solares
Si el ojo humano pudiera ver la electricidad y el magnetismo, podríamos visualizar cada onda, su dirección y ángulo. Estas dos ondas viajarían a la velocidad de la luz.
¿La luz es una partícula o una onda?
Durante cientos de años, los científicos han debatido si la luz era realmente una onda. En el siglo XVII, el gran científico inglés Isaac Newton (1642-1727) – una de las primeras personas en estudiar la materia en detalle – propuso que la luz era un torrente de “corpúsculos” o partículas. Sin embargo, su gran rival, y no por ellos menos brillante, el alemán Christiaan Huygens (1629-1695), aseguró que la luz estaba formada por ondas.
Newton y Huygens tuvieron teorias diferentes sobre la composicion de la luz
De esta forma comenzó la controversia que aún dura hoy en día. La luz se comporta como una onda en algunos aspectos: por ejemplo, la luz se refleja en un espejo, de la misma forma que las ondas que chocan contra el mar. Pero en otros, se comporta como si estuviera compuesta por un torrente de partículas – como las balas que se disparan en una sucesión rápida.
Durante el siglo XX, los físicos llegaron a creer que podría ser ambas, una partícula y una onda al mismo tiempo. Esta idea puede parecer simple, pero la realidad es que es bastante compleja. Se conoce con el nombre de dualidad onda-partícula.
La respuesta real a este dilema pertenece más a la materia de la filosofía y de la psicología que a la física. Nuestra comprensión del mundo se basa en la forma en que nuestros ojos y nuestro cerebro la interpreten. A veces nos parece que la luz se comporta como una onda, pero otras, nos parece que se compone por un torrente de partículas. No obstante, la verdad es que la luz es simplemente lo que es – una forma de energía que no coincide perfectamente con nuestro esquema mental de cómo deberían ser las cosas. Algún día descubriremos la realidad sobre su composición.
¿Cómo se comporta la luz?
Las ondas de luz se comportan de cuatro formas particulares, útiles e interesantes. Estas son, reflexión, refracción, difracción e interferencia.
Reflexión
La característica más obvia de la luz es que se refleja en los objetos. La única razón por la que podemos ver las cosas que nos rodean es por la luz, procedente del Sol o de un objeto eléctrico de la tierra, ella se ocupa de reflejarnos la realidad. Si cortas la luz de donde procede dejarás de ver los objetos que se encuentren a tu alrededor. No dejan de existir, simplemente no puedes verlos.
El reflejo puede suceder de dos formas diferentes.
Si tienes una superficie lisa y pulida, y brilla un haz estrecho de luz en ella, se obtiene un haz de luz reflejado fuera de él. Esto es conocido como reflejo especular, sucede si proyectas un láser en un espejo: verás bien definida su forma.
La mayoría de objetos no tienen una superficie lisa y pulida, por lo que son bastante rugosos. Así que, cuando la luz brilla en ellos, se dispersa a través del lugar. Esto es conocido como reflejo difuso, y es como vemos a la mayoría de objetos que se encuentran en nuestro alrededor.
Refracción
Las ondas de luz viajan en líneas directas a través del espacio vacío, pero los aspectos más interesantes suceden cuando atraviesan otros materiales – especialmente cuando se mueven de un material a otro. Algo parecido nos sucede a nosotros mismos.
La refraccion de un objeto en el agua es la misma que se produce con la luz
¿Te has dado cuenta de lo complicado que es caminar a través del agua? Puedes ir corriendo por la playa que cuando te metes en el agua comienzas a caminar más despacio. No importa cuánto empeño o fuerza ejerzas, no puedes correr de la misma forma a través del agua. Esto mismo sucede con la luz si brilla en el agua, en el cristal, en el plástico o en otro material denso: se ralentiza de forma marcada. Tiende a hacer que las ondas de luz se doblen – efecto conocido generalmente como refracción.
Difracción
Al igual que la luz, el sonido viaja en forma de ondas (hay diferentes tipos de ondas, pero la idea genérica de que la energía viaja en un patrón de onda es siempre la misma). Las ondas del sonido tienden a tener un rango de tamaño desde unos pocos centímetros hasta unos pocos metros, y a partir de ahí se expanden al exterior como cuando atraviesan una puerta abierta.
El halo de luz que emiten las farolas es la difraccion de esta fuente de energia
Lo mismo sucede con la luz. La luz se expandirá de una forma parecida si el objeto es de un tamaño similar a la longitud de onda. Podrías visualizar este efecto, conocido como difracción, si retuerces los ojos y observas fijamente a una farola en la oscuridad. A medida que tus ojos se cierren, la luz parecerá expandirse cada vez más hasta que termine por desaparecer cuando los cierres por completo.
Interferencia
Si estás parado encima de un estanque en calma (o una recipiente lleno de agua) e introduces un dedo dentro (o dejas que caiga una gota encima de su superficie), verás una serie de ondulaciones expandiéndose hacia el exterior desde el punto de impacto. Si realizas esto mismo en dos lugares diferentes, los dos conjuntos de ondulaciones se moverán el uno hacia el otro, llegando a chocar, formando un nuevo patrón de ondas conocido como interferencia.
La suma de dos ondas puede generar una mas grande o extinguir las dos iniciales
La luz se comporta exactamente de la misma forma. Si dos fuentes de luz producen ondas que viajan juntas y se encuentran, interferirán unas con las otras en el momento del choque. En algunos lugares aumentarán, reforzándose, pero otras veces se expandirán, diluyéndose.
La luz, es tan importante como el agua entre otros; has brindado una gran y buena información.