Explorando la Naturaleza de la Luz: Ondas y Partículas

La Luz y su Naturaleza

La óptica estudia la naturaleza de la luz, sus fuentes de producción, su propagación y los fenómenos que experimenta y produce.

Naturaleza de la Luz

Teoría Corpuscular

Fue enunciada por Sir Isaac Newton (aproximadamente en 1666), quien formuló que la luz estaba formada por pequeños corpúsculos (partículas) emitidos por los cuerpos luminosos. Estos corpúsculos podían penetrar las sustancias transparentes (explicando los fenómenos de refracción, que obedecían las leyes de la mecánica) y reflejarse en las superficies de los cuerpos opacos (explicando los fenómenos de reflexión). Esta teoría se utilizó para explicar la propagación rectilínea de la luz.

Teoría Ondulatoria

Primeros Desarrollos (Huygens)

Iniciada por Christian Huygens (quien publicó su teoría aproximadamente en 1668), asumía que la luz estaba formada por ondas semejantes a las del sonido (ondas longitudinales). Explicaba los fenómenos de reflexión, refracción y el recientemente descubierto fenómeno de doble refracción, entrando en franca contradicción con Newton.

Desarrollos Posteriores (Young, Fresnel, Maxwell, Hertz)

Thomas Young y Augustin Fresnel (hacia 1860) enunciaron una nueva teoría ondulatoria. Según esta, la luz estaba formada por ondas semejantes a las que se forman en una cuerda en vibración (ondas transversales), emitidas por los átomos excitados de los cuerpos luminosos. Esta visión explicaba los fenómenos de interferencia, difracción y polarización.

James Clerk Maxwell (1873) sostuvo que la luz está constituida por ondas transversales de naturaleza electromagnética, provocadas por alteraciones del campo eléctrico y magnético de los átomos de los cuerpos luminosos.

Heinrich Hertz (1887) determinó experimentalmente, utilizando un circuito eléctrico oscilante, que las ondas electromagnéticas tienen un comportamiento semejante a las ondas de luz. Demostró además que tenían igual velocidad de propagación en el vacío, concluyendo que las ondas electromagnéticas y las de la luz tenían igual naturaleza.

Teoría Cuántica

Fue propuesta por Max Planck (1900) ante la imposibilidad de explicar un nuevo fenómeno luminoso: la fotoelectricidad o efecto fotoeléctrico. La teoría fue confirmada y ampliada por Albert Einstein (1905). Esta teoría considera que la energía transportada por una onda transversal electromagnética no está distribuida de forma continua, sino en paquetes o corpúsculos energéticos, llamados fotones.

Conclusión: Dualidad Onda-Partícula

La luz presenta una naturaleza dual:

• Cuando se propaga (fenómeno de propagación), se comporta como una onda transversal electromagnética.
• Cuando interacciona con la materia (procesos de absorción y emisión mutua entre la luz y la materia), presenta carácter corpuscular (corpúsculos energéticos o fotones).