La NATURALEZA DE LA LUZ

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La búsqueda de conocimiento en las distintas áreas del saber se ha convertido en una de las más importantes para esclarecer los acontecimientos que han surgido desde los inicios de la humanidad hasta la actualidad, con la finalidad de mejorar la calidad de vida y fomentar el desarrollo de la sociedad. 

LA Luz

La ciencia es una de las principales generadoras de nuevos conocimientos, la cual se compone de diversas disciplinas de estudio, que según Laufer (2019) exploran la naturaleza que se relacionan con la humanidad como miembro de una sociedad, es decir, cada una de las personas que trabajan en el estudio de las ciencias, contribuyen con grandes avances científicos y tecnológicos en el mundo, los cuales son producto de arduas investigaciones de la naturaleza.

De esta manera, se abarca el tema de la luz, el cual resulta bastante interesante a la hora de analizar fenómenos naturales cotidianos, que incluso son ignorados porque la mayoría no se plantea incógnitas sobre los acontecimientos que ocurren a su alrededor, por esto se busca enunciar cómo a través de los años la influencia de las investigaciones realizadas por estudiosos ha contribuido a la construcción del concepto de la luz, demostrando así la importancia que tienen frente al brindar la posibilidad de entender un poco más el mundo, y el hecho de que en la historia se ha mantenido la dualidad entre la consideración de la luz como onda o partícula.

Desde hace 850 años antes de la era actual los griegos sostenían que la luz era una emanación del ojo que se proyectaba sobre el objeto, se reflejaba en él y como resultado se producía la visión, de modo que el ojo pasaba a ser como el emisor y receptor al mismo tiempo de los llamados rayos luminosos, incluso Empédocles formuló la primera teoría de la luz, considerando esta como un fluido que emanaban los ojos del observador y que actuaban  como si fuesen tentáculos (relación de la vista con el sentido del tacto), esta teoría fue denominada como “teoría táctil”

Demócrito y Platón a través de sus estudios dieron paso a la formulación de las primeras teorías granulares sobre la luz. Posteriormente Aristóteles desarrolla la primera teoría dinámica, donde analiza la idea de que la luz tenía una naturaleza mecánica antes que el material, y rechaza la teoría de la emisión de luz, ya que afirma que si el ojo fuera de fuego, como lo planteaba Empédocles, entonces tendríamos la capacidad de ver en la oscuridad, así mismo, menciona que la explicación de que la luz se extingue al expandirse en las tinieblas es un razonamiento que carece de sentido.

De igual manera, Euclides también brindó sus estudios, enfocados en que los ojos emitían rayos luminosos rectilíneos (afirma que la luz viaja en forma recta) los cuales formaban conos de apertura discontinua, este personaje es el autor de un tratado sobre la óptica, donde se encuentran la descripción de las leyes de reflexión y su estudio desde el punto de referencia matemático. Por su parte Ptolomeo, afirmaba que los conos eran de apertura continua y que permitían al observador percibir la distancia a la que se pudiera encontrar el objeto, incluso abarca algo del tema de refracción atmosférica, la cual es la responsable de nuestra capacidad para enfocar imágenes con nuestro ojo; también da paso un principio que enunciaba que la luz para pasar de un punto a otro invertía el menor tiempo posible, este ayudaría a Fermat años después con la interpretación de los espejismos.

Desde Ptolomeo hasta la época de Descartes y Newton los aportes que se evidenciaron fueron gracias a, por un lado Alhazen, quien fue el primer investigador en explicar y demostrar que la luz es reflejada desde los objetos hacia el ojo, es decir, que los rayos luminosos van desde el objeto hacia el observador, él realiza una descripción fisiológica e introduce el concepto de visión binocular, espejos esféricos y parabólicos, así como las leyes fundamentales de la óptica, y por otro lado a Al-farisi, quien no sólo actualiza y comenta la obra de Alhazen, sino que elabora una conjetura importante sobre la velocidad de la luz y se convierte en uno d ellos principales precursores del concepto de la refracción de la luz.

A su vez Descartes gran defensor de la teoría corpuscular debido a que afirma que la luz se comporta como una onda de presión transmitida a través de un medio elástico perfecto (el éter) que llenaba el espacio, en sus tratados expone que los diferentes colores que vemos se deben a movimientos rotatorios de diferentes velocidades de las partículas en el medio, además, en su tratado de Dióptrica, particularmente, se puede hallar la ley de la refracción de la luz, donde por medio de un experimento explica el fenómeno del arcoíris. Por su parte Francesco Grimaldi, en una experimentación dejaba penetrar la luz del sol en un cuarto oscuro a través de un pequeño agujero en una cartulina e hizo después pasar esa misma luz a través de otra cartulina perforada, midió cuidadosamente las dimensiones y descubrió que la luz proyectaba una mancha mayor que la esperada si la propagación de la luz fuera rectilínea, es así como fue el primero en acuñar a este fenómeno con el término de difracción.

Por otra parte, Robert Hooke fue uno de los primeros en adoptar un punto de vista que abanderaba el planteamiento de que la luz se comportaba en ondas similares a las del sonido, donde afirmaba que estas necesitaban un medio material para propagarse. En su teoría ondulatoria mencionaba que la luz se propagaba instantáneamente a una gran velocidad a través de vibraciones y que cada una de estas generaba una esfera que crecía de forma regular, con esto pretendía explicar el fenómeno de refracción y los colores. Así mismo Christiaan Huygens fue crítico de la teoría corpuscular y dio continuidad a la teoría de Hooke mejorándola, este personaje descubre la polarización de la luz suponiendo diferentes velocidades para la propagación de la luz en diferentes materiales como el vidrio o el agua, en los cuales tiene menor velocidad que en el aire.

En 1666 Newton (defendía la teoría corpuscular) descompone con un prisma la luz blanca, encontrando que los colores estaban caracterizados por índices de refracción diferentes y que al atravesar el prisma se dispersaban en distintas direcciones, con este y más experimentos enuncia la teoría de la emisión, la cual señala que la luz se propaga desde el objeto luminoso hacia el ojo en forma de partículas diminutas. Así mismo, afirma que  no puede tener naturaleza ondulatoria porque se transmiten en línea recta únicamente, contrario a como lo hace el sonido, además de que Hooke y Boyle habían mencionado que la luz podía transmitirse por el vacío, entonces Newton objeta que las ondas necesitan un medio por el cual transmitirse, por ende este llegaba a la conclusión de que la luz no podía tener naturaleza ondulatoria.

Los estudios mencionados y otros más que desarrollaba Newton dominaron por más de 100 años, y aún en el siglo XVlll la luz era considerada como un conjunto de corpúsculos de distintos colores, no obstante, seguía permaneciendo la controversia entre onda-corpúsculo. Más tarde, a principios del siglo XlX vuelven las ondas con Young, Aragón y Fresnel con ellas explican correctamente todos los fenómenos de interferencias difracción y polarización de la luz, produciéndose las interferencias cuando dos ases de luz procedentes de una misma fuente recorren diferentes caminos y coinciden en un mismo ligar del espacio. 

Por lo que se refiere a Maxwell, desarrolla la teoría clásica del electromagnetismo y manifiesta que la luz es una perturbación electromagnética en forma de onda que se propaga a través del éter, al tiempo Hertz verifica esta teoría, y produce ondas electromagnéticas comprobando que estas ondas se reflejan, se refractan y difractan como las ondas luminosas, además de esto, es precursor del efecto fotoeléctrico. Aunque esta teoría electromagnética explique varios fenómenos no logra esclarecer los procesos de emisión y absorción de la luz por la materia. 

Es así como a principios del siglo XX Einstein, desarrolló bastantes aportes en la física cuántica, donde a través del efecto fotoeléctrico y demás investigaciones, postula de nuevo la existencia de partículas de luz, donde menciona que los cuantos energéticos son verdaderos corpúsculos de luz, y los denominó fotones. Con el paso del tiempo se convencía un poco más de que la naturaleza de la luz tenía un comportamiento dual, por una parte, ondulatoria, como describían las leyes de la electrodinámica y, por otra, corpuscular, como la describía Newton. 

Para finalizar, todos y cada uno de estos precursores han contribuido a los cimientos de lo que actualmente se conoce como concepto de la luz, y donde el desarrollo de la física cuántica ha brindado más argumentos científicos que esclarecen de manera parcial esta situación de dualidad, generando que se pueda afirmar que la luz se produce en partículas atómicas en representación de fotones (corpúsculos) que se propagan en forma de ondas y son percibidas por el ojo en forma de corpúsculos. Aunque muchas veces se intente tomar una sola definición, realmente resulta algo contradictorio, debido a que en ocasiones la luz se comporta como partícula y en otras como onda, por ende, se debe tomas las dos teorías como una representación de la vida real en función al experimento que se abarque.


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