Indice
1.
Introducción
2. Modelo
corpuscular.
3. Modelo
ondulatorio.
4. Modelo
electromagnetico.
5. Longitud de Onda de De
Broglie
6.
Conclusión
7.
Bibliografía
La óptica
es la parte de la física que estudia la
luz y los
fenómenos relacionados con ella, y su estudio comienza
cuando el hombre
intenta explicarse el fenómeno de la
visión.
Diferentes teorías
se han ido desarrollando para interpretar la naturaleza de la luz
hasta llegar al conocimiento
actual. Las primeras aportaciones conocidas son las de Lepucio
(450 a.C.) perteneciente a la escuela atomista,
que consideraban que los cuerpos eran focos que
desprendían imágenes,
algo así como halos oscuros, que eran captados por los
ojos y de éstos pasaban al alma, que los
interpretaba.
Los partidarios de la escuela pitagórica
afirmaban justamente lo contrario: no eran los objetos los focos
emisores, sino los ojos. Su máximo representante fue
Apuleyo (400 a.C.); haciendo un símil con el sentido del
tacto, suponían que el ojo palpaba los objetos mediante
una fuerza
invisible a modo de tentáculo, y al explorar los objetos
determinaba sus dimensiones y color.
Dentro de la misma escuela, Euclides (300 a.C.)
introdujo el concepto de rayo
de luz emitido por el ojo, que se propagaba en línea recta
hasta alcanzar el objeto.
Pasarían nada mas que trece siglos antes de que
el árabe Ajasen Basora (965-1039) opinara que la luz era
un proyectil que provenía del Sol, rebotaba en los objetos
y de éstos al ojo.
¿Qué es la luz?. Los sabios de todas las
épocas han tratado de responder a esta pregunta. Los
griegos suponían que la luz emanaba de los objetos, y era
algo así como un "espectro" de los mismos,
extraordinariamente sutil, que al llegar al ojo del observador le
permitía verlo.
De esta manera los griegos y los egipcios se abocaron a
la solución de estos problemas sin
encontrar respuestas adecuadas. Posteriormente en la Europa del S. XV
al XVII, con los avances realizados por la ciencia y
la técnica, surgieron muchos matemáticos y filósofos que produjeron importantes
trabajos sobre la luz y los fenómenos
luminosos.
Es Newton el que
formula la primera hipótesis seria sobre la naturaleza de la
luz.
Se la conoce como teoría
corpuscular o de la emisión. A finales del siglo XVI, con
el uso de lentes e instrumentos ópticos, empezaran a
experimentarse los fenómenos luminosos, siendo el
holandés Willebrord Snell, en 1620, quién
descubrió experimentalmente la ley de la
refracción, aunque no fue conocida hasta que, en 1638,
René Descartes
(1596-1650) publicó su tratado: Óptica. Descartes
fue el primer gran defensor de la teoría corpuscular,
diciendo que la luz se comportaba como un proyectil que se
propulsaba a velocidad
infinita, sin especificar absolutamente nada sobre su naturaleza,
pero rechazando que cierta materia fuera
de los objetos al ojo.
Explicó claramente la reflexión, pero tuvo
alguna dificultad con la refracción.
Según Newton, las fuentes
luminosas emiten corpúsculos muy livianos que se desplazan
a gran velocidad y en línea recta. Podemos fijar ya la
idea de que esta teoría además de concebir la
propagación de la luz por medio de corpúsculos,
también sienta el principio de que los rayos se desplazan
en forma rectilínea.
Como toda teoría física es válida
en tanto y en cuanto pueda explicar los fenómenos
conocidos hasta el momento, en forma satisfactoria.
Newton explicó que la variación de
intensidad de la fuente luminosa es proporcional a la cantidad de
corpúsculos que emite en determinado tiempo.
La reflexión de la luz consiste en la incidencia
de dichos corpúsculos en forma oblicua en una superficie
espejada, de manera que al llegar a ella varía de dirección pero siempre en el mismo
medio.
La igualdad del
ángulo de incidencia con el de reflexión se debe a
la circunstancia de que tanto antes como después de la
reflexión los corpúsculos conservan la misma
velocidad (debido a que permanece en el mismo medio).
La refracción la resolvió expresando que
los corpúsculos que inciden oblicuamente en una superficie
de separación de dos medios de
distinta densidad son
atraídos por la masa del medio más denso y, por lo
tanto, aumenta la componente de la velocidad que es la velocidad
que es perpendicular a la superficie de separación,
razón por la cual los corpúsculos luminosos se
acercan a la normal.
El fenómeno de la birrefrigencia del espato de
Islandia descubierto por el danés Bartholinus en 1669,
quiso ser justificado por Newton suponiendo que los
corpúsculos del rayo podían ser rectangulares y sus
propiedades variar según su orientación respecto a
la dirección de la propagación.
Según lo expresado por Newton, la velocidad de la
luz aumentaría en los medios de mayor densidad, lo cual
contradice los resultados de los experimentos
realizados años después.
Esta explicación, contradictoria con los
resultados experimentales sobre la velocidad de la luz en medios
más densos que el vacío, obligó al abandono
de la teoría corpuscular.
Propugnada por en el año 1678, describe y
explica lo que hoy se considera como leyes de
reflexión y refracción. Define a la luz como un
movimiento
ondulatorio semejante al que se produce con el sonido.
Propuso el modelo ondulatorio, en el que se
defendía que la luz no era mas que una perturbación
ondulatoria, parecida al sonido, y de tipo mecánico pues
necesitaba un medio material para propagarse. Supuso tres
hipótesis:
- todos los puntos de un frente de ondas eran
centros emisores de ondas secundarias; - de todo centro emisor se propagaban ondas en todas
direcciones del espacio con velocidad distinta en cada
medio; - como la luz se propagaba en el vacío y
necesitaba un material perfecto sin rozamiento, se supuso que
todo el espacio estaba ocupado por éter, que
hacía de soporte de las ondas.
hora, como los físicos de la época
consideraban que todas las ondas requerían de algún
medio que las transportaran en el vacío, para las ondas
lumínicas se postula como medio a una materia insustancial
e invisible a la cual se le llamó éter.
Justamente la presencia del éter fue el principal
medio cuestionador de la teoría ondulatoria. En ello, es
necesario equiparar las vibraciones luminosas con las
elásticas transversales de los sólidos sin que se
transmitan, por lo tanto, vibraciones longitudinales. Aquí
es donde se presenta la mayor contradicción en cuanto a la
presencia del éter como medio de transporte de
ondas, ya que se requeriría que éste reuniera
alguna característica sólida pero que a su
vez no opusiera resistencia al
libre transito de los cuerpos sólidos. (Las ondas
transversales sólo se propagan a través de medios
sólidos.)
En aquella época, la teoría de Huygens no
fue muy considerada, fundamentalmente, y tal como ya lo
mencionamos, dado al prestigio que alcanzó Newton.
Pasó más de un siglo para que fuera tomada en
cuenta la Teoría Ondulatoria de la luz. Los experimentos
del médico inglés Thomas
Young sobre los fenómenos de
interferencias luminosas, y los del físico
francés Auguste
Jean Fresnel sobre la difracción fueron
decisivos para que ello ocurriera y se colocara en la tabla de
estudios de los físicos sobre la luz, la propuesta
realizada en el siglo XVII por Huygens.
Young demostró experimentalmente el hecho
paradójico que se daba en la teoría corpuscular de
que la suma de dos fuentes luminosas pueden producir menos
luminosidad que por separado. En una pantalla negra practica dos
minúsculos agujeros muy próximos entre sí:
al acercar la pantalla al ojo, la luz de un pequeño y
distante foco aparece en forma de anillos alternativamente
brillantes y oscuros. ¿Cómo explicar el efecto de
ambos agujeros que por separado darían un campo iluminado,
y combinados producen sombra en ciertas zonas? Young logra
explicar que la alternancia de las franjas por la imagen de las
ondas acuáticas. Si las ondas suman sus crestas
hallándose en concordancia de fase, la vibración
resultante será intensa. Por el contrario, si la cresta de
una onda coincide con el valle de la otra, la vibración
resultante será nula. Deducción simple imputada a
una interferencia y se embriona la idea de la luz como estado
vibratorio de una materia insustancial e invisible, el
éter, al cual se le resucita.
Ahora bien, la colaboración de Auguste Fresnel
para el rescate de la teoría ondulatoria de la luz estuvo
dada por el aporte matemático que le dio rigor a las ideas
propuestas por Young y la explicación que presentó
sobre el fenómeno de la polarización al transformar
el movimiento ondulatorio longitudinal, supuesto por Huygens y
ratificado por Young, quien creía que las vibraciones
luminosas se efectuaban en dirección paralela a la
propagación de la onda luminosa, en transversales. Pero
aquí, y pese a las sagaces explicaciones que incluso rayan
en las adivinanzas dadas por Fresnel, inmediatamente queda
presentada una gran contradicción a esta doctrina, ya que
no es posible que se pueda propagar en el éter la luz por
medio de ondas transversales, debido a que éstas
sólo se propagan en medios sólidos.
En su trabajo, Fresnel explica una multiplicidad de
fenómenos manifestados por la luz polarizada. Observa que
dos rayos polarizados ubicados en un mismo plano se interfieren,
pero no lo hacen si están polarizados entre sí
cuando se encuentran perpendicularmente. Este descubrimiento lo
invita a pensar que en un rayo polarizado debe ocurrir algo
perpendicularmente en dirección a la propagación y
establece que ese algo no puede ser más que la propia
vibración luminosa. La conclusión se impone: las
vibraciones en la luz no pueden ser longitudinales, como Young lo
propusiera, sino perpendiculares a la dirección de
propagación, transversales.
Las distintas investigaciones y
estudios que se realizaron sobre la naturaleza de la luz, en la
época en que nos encontramos de lo que va transcurrido del
relato, engendraron aspiraciones de mayores conocimientos sobre
la luz. Entre ellas, se encuentra la de lograr medir la velocidad
de la luz con mayor exactitud que la permitida por las
observaciones astronómicas. Hippolyte Fizeau (1819- 1896)
concretó el proyecto en 1849
con un clásico experimento. Al hacer pasar la luz
reflejada por dos espejos entre los intersticios de una rueda
girando rápidamente, determinó la velocidad que
podría tener la luz en su trayectoria, que estimó
aproximadamente en 300.000 km./s. Después de Fizeau, lo
siguió León Foucault (1819
– 1868) al medir la velocidad de propagación de la
luz a través del agua. Ello fue
de gran interés,
ya que iba a servir de criterio entre la teoría
corpuscular y la ondulatoria.
La primera, como señalamos, requería que
la velocidad fuese mayor en el agua que en
el aire; lo
contrario exigía, pues, la segunda. En sus experimentos,
Foucault logró comprobar, en 1851, que la velocidad de la
luz cuando transcurre por el agua es inferior a la que desarrolla
cuando transita por el aire. Con ello, la teoría
ondulatoria adquiere cierta preeminencia sobre la corpuscular, y
pavimenta el camino hacia la gran síntesis realizada por
Maxwell.
En 1670, por primera vez en la historia, el
astrónomo danés Olaf Roemer pudo calcular la
velocidad de la luz.
Se hallaba estudiando los eclipses de uno de los
satélites de Júpiter, cuyo
período había determinado tiempo atrás.
Estaba en condiciones de calcular cuales serían los
próximos eclipses. Se dispuso a observar uno de ellos, y
con sorpresa vio que a pesar de que llegaba el instante tan
cuidadosamente calculado por él, el eclipse no se
producía y que el satélite demoró 996 seg.
en desaparecer.
Roemer realizó sus primeros cálculos
cuando la tierra se
encontraba entre el Sol y
Júpiter; pero cuando observó el retraso en el
eclipse era el Sol quien se encontraba entre la Tierra y
Júpiter.
Por lo tanto la luz debía recorrer una distancia
suplementaria de 299.000.000 Km., que es el diámetro de la
órbita terrestre, por lo tanto:
Vel. Luz = Diam. Órbita terrestre 299.000.000 Km
/ Atraso observado 996 seg. = 300.200 Km/seg.
Observaciones posteriores llevaron a la
conclusión que el atraso en cuestión era de 1.002
seg. , lo cual da por resultado que la velocidad de la luz
sería de 298.300 Km/seg.
Si se consideraba onda, la luz debería atravesar
los obstáculos, como el sonido. Como no era así, se
precisaba de alguna nueva hipótesis. Aún mas
considerando que tampoco podía explicar los
fenómenos de polarización. Todos estos problemas,
junto al prestigio de Newton que defendía la teoría
contraria, relegó a un segundo plano, durante algún
tiempo, el modelo ondulatorio.
En 1849, el físico francés Fizeau,
logró medir la velocidad de la luz con una experiencia
hecha en la tierra.
Envió un rayo de luz, por entre los dientes de
una rueda dentada que giraba a gran velocidad, de modo que se
reflejara en un espejo y volviera hacia la rueda.
Esta relación de velocidad entre el camino
recorrido por la luz en su ida y vuelta y las revoluciones de la
rueda dentada, fue la que tomó Fizeau de base para
calcular la velocidad de la luz.
Podemos escribir: t = 2d / v
Si la rueda tiene N dientes y N espacios, y da n vueltas
por segundo y pasan en 1 seg. 2 Nn dientes y espacios
t= 1 /.2Nn
Cuando no llega mas luz al observador es evidente que
estos tiempos son iguales y por lo tanto tenemos:
2d / v = 1 / 2Nn
de donde v = 4 d Nn
Fizeau colocó el espejo a 8.633 m del observador,
la rueda tenía 760 dientes y giraba a 12,6 revoluciones
por segundo.
Si aplicamos la fórmula obtenida,
resultará:
V = 313.274 Km./seg.
León Foucault y casi simultáneamente
Fizeau, hallaron en 1850 un método que
permite medir la velocidad de la luz en espacios
reducidos.
La idea consiste en enviar un haz de luz sobre un espejo
giratorio haciéndole atravesar una lámina de
vidrio
semitransparente y semirreflectora, un espejo fijo devuelve el
rayo y atraviesa luego lámina observándose la
mancha luminosa en una pantalla.
Con este método se obtuvo que:
V = 295.680 Km./seg.
Luego Foucault junto a concibió la idea de
calcular la velocidad de la luz en otro medio que no sea el
aire.
Midieron la velocidad de la luz en el agua y obtuvieron
un resultado experimental que decidió la controversia a
favor de la teoría ondulatoria.
En general todas las mediciones de que se tiene
conocimiento obtuvieron resultados entre 298.000 Km/seg y 313.300
Km/seg sin embargo se toma como velocidad de la luz la de 300.000
Km/seg por ser un término medio entre los valores
obtenidos y por ser una cifra exacta que facilitan los
cálculos.
Si bien en la separata 1.03
de este ensayo nos
referiremos a ella con una relativa extensión, cuando
hablemos del electromagnetismo, aquí podemos
señalar sucintamente que fue desarrollada por quien es
considerado el más imaginativo de los físicos
teóricos del siglo XIX, nos referimos a James Clerk
Maxwell (1831-1879). Este físico inglés dio en 1865
a los descubrimientos, que anteriormente había realizado
el genial autodidacta Michael Faraday, el andamiaje
matemático y logró reunir los fenómenos
ópticos y electromagnéticos hasta entonces
identificados dentro del marco de una teoría de reconocida
hermosura y de acabada estructura. En
la descripción que hace de su propuesta, Maxwell propugna
que cada cambio del
campo eléctrico engendra en su proximidad un campo
magnético, e inversamente cada variación del campo
magnético origina uno eléctrico.
Dado que las acciones
eléctricas se propagan con velocidad finita de punto a
punto, se podrán concebir los cambios periódicos –
cambios en dirección e intensidad – de un campo
eléctrico como una propagación de ondas. Tales
ondas eléctricas están necesariamente
acompañadas por ondas magnéticas indisolublemente
ligadas a ellas. Los dos campos, eléctrico y
magnético, periódicamente variables,
están constantemente perpendiculares entre sí y a
la dirección común de su propagación. Son,
pues, ondas transversales semejantes a las de la luz. Por otra
parte, las ondas electromagnéticas se transmiten, como se
puede deducir de las investigaciones de Weber y
Kohlrausch, con la misma velocidad que la luz. De esta doble
analogía, y haciendo gala de una espectacular volada
especulativa Maxwell termina concluyendo que la luz consiste en
una perturbación electromagnética que se propaga en
el éter. Ondas eléctricas y ondas luminosas son
fenómenos idénticos.
Veinte años más tarde, Heinrich Hertz
(1857-1894) comprueba que las ondas hertzianas de origen
electromagnético tienen las mismas propiedades que las
ondas luminosas, estableciendo con ello, definitivamente, la
identidad de
ambos fenómenos.
Hertz, en 1888, logró producir ondas por medios
exclusivamente eléctricos y, a su vez, demostrar que estas
ondas poseen todas las características de la luz visible,
con la única diferencia de que las longitudes de sus ondas
son manifiestamente mayores. Ello, deja en evidencia que las
ondas eléctricas se dejan refractar, reflejar y polarizar,
y que su velocidad de propagación es igual a la de la luz.
La propuesta de Maxwell quedaba confirmada: ¡la existencia
de las ondas electromagnéticas era una realidad
inequívoca! Establecido lo anterior, sobre la factibilidad de
transmitir oscilaciones eléctricas sin
inalámbricas, se abrían las compuertas para que se
produjera el desarrollo de
una multiplicidad de inventivas que han jugado un rol
significativo en la evolución de la naturaleza humana
contemporánea.
Pero las investigaciones de Maxwell y Hertz no
sólo se limitaron al ámbito de las utilizaciones
prácticas, sino que también trajeron con ellas
importantes consecuencias teóricas. Todas las radiaciones
se revelaron de la misma índole física,
diferenciándose solamente en la longitud de onda en la
cual se producen. Su escala comienza
con las largas ondas hertzianas y, pasando por la luz visible, se
llegan a la de los rayos ultravioletas, los rayos X, los
radiactivos, y los rayos cósmicos.
Ahora, la teoría electromagnética de
Maxwell, pese a su belleza, comporta debilidades, ya que deja sin
explicación fenómenos tan evidentes como la
absorción o emisión; el fotoeléctrico, y la
emisión de luz por cuerpos incandescentes. En
consecuencia, pasado el entusiasmo inicial, fue necesario para
los físicos, como los hizo Planck en 1900, retomar la
teoría corpuscular.
ero la salida al dilema que presentaban las diferentes
teorías sobre la naturaleza de la luz, empezó a
tomar forma en 1895 en la mente de un estudiante de
dieciséis años, Albert
Einstein, que en el año 1905, en un ensayo publicado
en el prestigioso periódico
alemán Anales de la física, abre el camino para
eliminar la dicotomía que existía sobre las
consideraciones que se hacían sobre la luz al introducir
el principio que más tarde se haría famoso como
relatividad.
La luz es, de acuerdo a la
visión actual, una onda, más precisamente una
oscilación electromagnética, que se propaga en el
vacío o en un medio transparente, cuya longitud de onda es
muy pequeña, unos 6.500 Å para la luz roja y unos
4.500 Å para la luz azul. (1Å = un Angstrom,
corresponde a una décima de milimicra, esto es, una diez
millonésima de milímetro).
Por otra parte, la luz es una parte insignificante del
espectro electromagnético. Más allá del rojo
está la radiación infrarroja; con longitudes de
ondas aún más largas la zona del infrarrojo lejano,
las microondas de
radio, y luego
toda la gama de las ondas de radio, desde las ondas
centimétricas, métricas, decamétricas, hasta
las ondas largas de radiocomunicación, con longitudes de
cientos de metros y más. Por ejemplo, el dial de amplitud
modulada, la llamada onda media, va desde 550 y 1.600 kilociclos
por segundo, que corresponde a una longitud de onda de 545 a 188
metros, respectivamente.
En física, se identifica a las ondas por lo que
se llama longitud de onda, distancia entre dos máximos y
por su frecuencia, número de oscilaciones por segundo, que
se cuenta en un punto, y se mide en ciclos por segundo
(oscilaciones por segundo). El producto de
ambas cantidades es igual a la velocidad de propagación de
la onda.
En el otro extremos del espectro electromagnético
se encuentra la radiación ultravioleta, luego los rayos X
y a longitudes de onda muy diminutas los rayos
.
La atmósfera terrestre
es transparente sólo en la región óptica,
algo en el infrarrojo y en la zona de ondas de radio. Por ello,
es que la mayor información que hemos obtenido sobre
el universo ha
sido a través de la ventana óptica, aunque en las
últimas décadas la radioastronomía ha venido
jugando un rol sustancial en la entrega de conocimientos sobre el
cosmos, proporcionando datos cruciales.
Observaciones en el ultravioleta, rayos X y , como
así también de parte del infrarrojo, hay que
efectuarlas con instrumentos ubicados fuera de la
atmósfera de la Tierra. Sin embargo, es posible
también obtener resultados en el infrarrojo con
instrumentación alojada en observatorios terrestres
empotrados a gran altura sobre el nivel del mar o con tecnología puesta en
aviones o globos que se eleven por sobre la baja
atmósfera, que contiene la mayor parte del vapor de agua,
que es la principal causa de la absorción
atmosférica en el infrarrojo.
5. Longitud de Onda de De
Broglie
En 1924, Louis de Broglie, plantea la posibilidad de
asociar una función de onda a las partículas. El
razonamiento lo hace por criterios de simetría con
respecto a la necesidad de asignar propiedades corpusculares a la
radiación electromagnética, cuya conveniencia es el
resultado de analizar experiencias como por ejemplo los efectos
fotoeléctrico y Compton. Una consecuencia inmediata del
principio de de Broglie es la interpretación de las leyes
de cuantificación utilizadas, por ejemplo, en el modelo
atómico de Bohr, como equivalentes a considerar solo
aquellas "órbitas" cuya longitud hace que la onda del
electrón sea estacionaria.
La hipótesis de de Broglie adquiere fuerza con
los resultados del experimento de Davisson y Germer, entre otros,
en los que un haz de electrones acelerados produce un
patrón de interferencia, resultado típicamente
ondulatorio, al ser dispersado por un cristal de
Níquel.
Las conclusiones de los experimentos de
difracción de haces de partículas, y de
interpretación del efecto Compton, así como otras
experiencias con radiación electromagnética, hacen
que nos cuestionemos sobre la "verdadera" naturaleza de la
materia y de las radiaciones, ¿són ondas o
partículas?. El principio de Complementariedad de Niels
Bohr, nos indica la dualidad de ondas y partículas, siendo
el experimento planteado el que determine el modelo a
utilizar.
En vista de la necesidad de asociar una función
de onda a las partículas, nos induce a plantear la posible
interpretación física de la misma. Los
conocimientos previos de campos electromagnéticos, unidos
a la interpretación corpuscular de la radiación
electromagnética, indujeron a Albert Einstein a
interpretar el cuadrado de la amplitud del campo eléctrico
como una medida de la densidad de fotones de un haz, por tanto,
la densidad de partículas de un haz podría
asociarse al cuadrado de la amplitud de la función de onda
de materia. Sin embargo, el significado de la función de
ondas de una única partícula no queda claro. Max
Born, sugiere que en ese caso la interpretación es la de
una densidad de probabilidad de
presencia de la partícula entorno a una posición
determinada del espacio y en un instante de tiempo. Queda de esta
forma asociada la función de onda a una probabilidad,
concepto contrapuesto, en cierta medida, al determinismo asociado
a la "posición espacial" de la física
clásica.
Haciendo uso, una vez más, de los conocimientos
del electromagnetismo intentaremos representar las
partículas por medio de ondas armónicas, u ondas
planas. Sin embargo la interpretación de Born conduce a
una total "deslocalización" espacial para éstas
partículas, tendremos por tanto, que introducir paquetes
de ondas, es decir superposición de ondas planas, para
poder limitar
la deslocalización de la partícula a una zona de
dimensiones finitas. Ahora bien, matemáticamente, para
construir un paquete de ondas de dimensiones espaciales finitas,
necesitamos un rango de vectores de ondas
distintos. Si el paquete es una representación de la onda
de materia concluiremos que cuanto más localizada
esté una partícula, más amplio será
el espectro de vectores de ondas, es decir de cantidades de
movimiento, necesario. Este es el concepto básico
contenido en el Principio de Indeterminación de
Heisemberg. Éste principio destruye por completo el
determinismo clásico ya que impide la definición,
con absoluta precisión, de las condiciones iniciales de un
sistema
físico, premisa en que se basa la supuesta posibilidad de
predecir, de nuevo con absoluta precisión según la
física clásica, la evolución futura del
sistema.
Luis de Broglie fue quien señaló que las
partículas poseían no sólo
características de tales sino también de ondas, lo
que llevó al señalamiento jocoso de que los
electrones se comportaban como partículas los lunes,
miércoles y viernes y como ondas los martes y jueves. Ya
se conocía, gracias a Einstein, que el fotón
podía ser descrito por su masa en reposo y por su
frequencia lo que llevó a relacionar el momento del
fotón (característica de partícula) con la
frecuencia (característica de onda), y a de Broglie a
proponer que esta asociación era característica de
todas las partículas, no sólo del fotón, lo
que se esquematiza en las siguientes ecuaciones
De esta asociación entre partículas y
ondas es que surge luego la teoría ondulatoria de
Schrödinger, que es el objeto del cual estamos hablando en
este capítulo.
Anexos
Espectro electromagnético.- La región
correspondiente a la luz es una disminuta ventana en todo el
espectro. La atmósfera terrestre sólo es
transparente en la región óptica y de ondas de
radio. El infrarrojo se puede observar desde gran altura con
globos o satélites, al igual que los rayos , rayos
X, y la radiación ultravioleta.
Representación de una onda. Se llama longitud de
onda a la distancia entre dos "valles" o dos "montes".
Podemos decir que la luz es toda radiación
electromagnética capaz de ser percibida por nuestro
sentido de la vista. El intervalo de frecuencias de las
radiaciones que componen la luz solamente está delimitado
por la capacidad del órgano de la
visión.
La luz que nosotros percibimos será siempre
formada por radiaciones correspondientes a grandes cantidades de
frecuencias. El láser constituye la única
radiación visible formada por radiaciones de la misma
longitud de onda todas ella. La luz, en un medio
homogéneo, se propaga en línea recta. Cada una de
las direcciones de propagación de la luz es un rayo
luminoso. Un conjunto de rayos que parten de un punto es un haz.
Si el punto de donde proceden los rayos está muy alejado
se consideran paralelos.
La velocidad de la luz en el vacío es de 3 .
108 m/s. Para comparar la velocidad de la luz en una
sustancia con la del vacío se emplea el índice de
refracción, obtenido como cociente entre la segunda y la
primera:
n = c
v
c = velocidad de la luz en el
vacío
v = velocidad de la luz en la
sustancia
Un prisma óptico es un cuerpo con dos caras
planas no paralelas. Este dispositivo se utiliza, con accesorios
más o menos sofisticados, para efectuar análisis de la luz.
Si sobre una cara de un prisma óptico se hace
incidir una luz compuesta, debido al distinto índice de
refracción que presenta el prisma para cada longitud de
onda, las distintas radiaciones sufrirán desviaciones
distintas y se podrán discernir
fácilmente.
MAIZTEGUI, A. Introducción a la
física
MIRANDA, E. Manual de
óptica
HERNÁNDEZ, Joseph Enciclopedia Temática
Alfa Nauta
Ediciones Nauta. Barcelona-España
Autor:
Carlos Fernández-Peña
Acuña
Estudiante del 2do año de ciencias
16 años