La luz es la única información que los científicos pueden utilizar para entender el mundo que nos envuelve. A lo largo de los siglos, los científicos han hecho ‘hablar’ la luz observando la luz solar.
En 1670, Isaac Newton miró la luz blanca del Sol a través de un prisma de cristal y se dio cuenta de que el rayo de luz estaba interrumpido. Cree que la luz está formada por partículas.
En 1676, Ole Christensen Romer (1644-1681) determinó la velocidad de la luz observando las lunas de Júpiter.
1690 Christian Huygens (1629-1695) propuso que la luz consiste en ondas que viajan a través del éter, un sustrato inmaterial que mantiene un vacío para transmitir la luz.
en 1801 Thomas Jeune(1773-1829) obtiene un patrón de interferencia (muestrado arriba) que demuestra que la luz es una onda porque las ondas se pueden añadir y restar para producir interferencias (zonas oscuras mezcladas con zonas claras). Esta experiencia nos permite entender el comportamiento y la naturaleza de la luz.
En 1814, Joseph von Fraunhofer (1787-1826) observó rayos en el espectro de luz visible del sol. Este óptico y físico alemán fue el primero en estudiar la difracción de la luz a través de redes ópticas (difracción de Fraunhofer). Actualmente no sabemos por qué existen estas líneas en el espectro de la luz visible. La respuesta vendrá mucho más tarde.
En 1850 Robert Wilhelm Bunsen (1811-1899) y Gustav Robert Kirchhoff(1824-1887) descubren que las líneas espectrales de la luz emitida por un cuerpo incandescente son una firma que permite la identificación de ese cuerpo. Al observar el espectro de la luz solar, identifican varios elementos químicos presentes en la Tierra, como el cesio y el rubidio.
en 1864 James Clerk Maxwell (1831-1879) sintetizó ondas eléctricas y electromagnéticas. Determine que la luz es una onda electromagnética y toda la luz del espectro electromagnético es luz. Lo que les diferencia de las ondas electromagnéticas es su longitud de onda. Las distintas ventanas del espectro electromagnético se caracterizan no sólo por sus longitudes de onda, sino también por sus frecuencias.
1900, Max Planckresolvió el enigma del cuerpo negro, su fórmula describe perfectamente la luz emitida por un cuerpo según su temperatura. En otras palabras, la alta temperatura indica energía alta, la baja temperatura indica energía baja.
en 1905 Albert Einstein (1879-1955) explicó el efecto fotoeléctrico, es decir, los fotones de la luz incidente que extraen electrones de la materia. Los fotones actúan como cuantos energía, que Planck propuso, pero Einstein lo demostró. Por tanto, estos fotones tienen una energía que atrae electrones fuera del metal. Cuando recibimos los rayos brillantes del sol en nuestra piel, nos sentimos bien con la energía que llevan. La luz está formada por fotones según el comportamiento de la onda y cada fotón corresponde a la energía. Además, la longitud de onda del fotón es corta y el fotón es energético. Ernest Rutherford
en 1911(1871-1937) da la estructura del átomo e indica que el tamaño del núcleo atómico es de unos 10 < metros.
En 1913, Niels Bohr (1885-1962) propuso la estructura del átomo de hidrógeno, cuyos electrones se encuentran en órbitas cuantificadas. El electrón recorre cierta distancia en una de las capas de piel de cebolla alrededor del núcleo. Éste es el principio de absorción y emisión de luz en un átomo (véase la sección siguiente).
Datado de principios del siglo XIX, el experimento de la doble rendija es un experimento físico en el que se perturban dos rayos de luz procedentes de la misma fuente. Este experimento de 1800 con fotones se hizo como con todas las partículas. Con electrones en la década de 1920, con neutrones en la década de 1950, con átomos en la década de 1980 y con moléculas en la década de 1990. Todas las partículas microscópicas pueden interferir, como en el experimento de Young.
Nota: Energía fotónica E = hν = hc/λ.
E – energía expresada en julios, h – constante de Planck (6,62 x 10<), ν – frecuencia (número de oscilaciones electromagnéticas), c – velocidad de la luz en el vacío, λ – longitud después del enfriamiento . La energía de un fotón es infinitesimal. En otras palabras, cuanto más corta sea la longitud de onda, mayor será la frecuencia y más potente será la energía.
Imagen: La naturaleza de la luz depende de la mecánica cuántica, para la que es a la vez una onda y una partícula. La luz tiene una longitud de onda que determina el color, con rojo que emite a 700 nanómetros y violeta a 450 nm. Vemos el mundo en esta pequeña ventana, pero la luz visible se difunde en un mayor campo electromagnético.
Michael Montero es especialista en Astronomía, cuenta con años de experiencia en observatorios y está especializado en avistamiento a media distancia. También ha preparado a algunos grupos de iniciados en astronomía. Una de sus aficiones más importantes es la observación de astros en la naturaleza, que practica cuando sus viajes y trabajo se lo permiten.