Naturaleza de la Luz: Teorías, Espectro Electromagnético y Fenómenos Ópticos

Teorías sobre la Naturaleza de la Luz

Teoría Ondulatoria

La luz se propaga como una onda mecánica longitudinal. Según esta teoría, necesita un medio ideal llamado éter. Su propagación es rectilínea debido a que la frecuencia de la luz es muy alta, y los colores se deben a diferentes frecuencias. La luz debe experimentar fenómenos de interferencia y difracción, características propias de las ondas. Su velocidad será menor en medios más densos.

Inconvenientes: Al ser mecánica, necesita un medio material para propagarse, pero nadie ha observado el éter. Además, no se habían observado aún interferencias ni difracción.

Teoría Corpuscular

La luz está formada por partículas materiales de masa pequeña y velocidad muy alta. Su propagación es rectilínea debido a la gran velocidad de las partículas. Los colores se deben a partículas de distinta masa. No debería producir interferencias ni difracción, y su velocidad será mayor en medios más densos.

Inconvenientes: No deja clara la difracción ni el cruce de rayos de luz sin que choquen las partículas.

El Espectro Electromagnético

• Luz visible: Producida por la oscilación de los electrones más externos al átomo. Su longitud de onda va de 7500 Å a 4000 Å y es percibida por la retina.
• Rayos Ultravioleta (RUV): Producidos por electrones más internos. Rango de 4000 Å a 30 Å. Se usan en medicina por su poder ionizante, aunque pueden causar quemaduras y cáncer. El sol es una fuente natural de RUV.
• Rayos X: Producidos cerca del núcleo. Rango de 30 Å a 0,4 Å. Utilizados en industria y radiografías; son peligrosos para la piel.
• Rayos Gamma: Producidos por oscilaciones nucleares en fenómenos radiactivos y reacciones nucleares. Longitud de 10⁻⁵ Å, poseen gran poder de penetración y son nocivos.
• Radiondas: Ondas electromagnéticas producidas por circuitos eléctricos. Rango de 10 km a 10 cm. Utilizadas en radiodifusión y telecomunicaciones.
• Microondas: Producidas por la vibración de moléculas. Rango de 10 cm a 10⁻⁴ m.
• Rayos Infrarrojos: Producidos por cuerpos calientes debido a la oscilación de átomos. Rango de 10⁻⁴ m a 10⁻¹⁰ m. Utilizados en termoterapia.

Fenómenos Ópticos

Dispersión

Es el fenómeno que se produce cuando un rayo de luz blanca atraviesa un medio transparente (por ejemplo, un prisma) y se refracta, mostrando a la salida de este los respectivos colores que la constituyen.

Refracción

Consiste en los cambios de dirección que experimentan los rayos luminosos al pasar oblicuamente de un medio a otro en el que se propagan con diferente velocidad. Involucra al rayo incidente y al refractado.

Difracción

Es un fenómeno que tiene lugar cuando las ondas que forman la luz atraviesan un orificio estrecho. Estas se deforman y, a partir de ese punto, no avanzarán en forma de haz, sino que se dispersarán debido a que el orificio actúa como un nuevo emisor, formando el “disco de Airy”.

El Color

El color es una sensación que producen los rayos luminosos en los órganos visuales y que es interpretada por el cerebro. Se trata de un fenómeno físico donde cada color depende de la longitud de onda. Los cuerpos iluminados absorben parte de las ondas electromagnéticas y reflejan las restantes.