domingo, 22 de noviembre de 2015

Luz: Primeros conceptos

Si alguien te pregunta qué es la luz... ¿tendrías clara la respuesta?

El término "luz" es amplio y a menudo resulta confuso si no se tienen afianzadas algunas ideas. Para comprenderlo, hay que mirar a través de los ojos de la óptica y la física general. 


De las distintas formas de transporte de energía, la luz pertenece al electromagnetismo. Una onda electromagnética no necesita un medio material para propagarse, es decir, pueden viajar en el vacío. Dentro de esta onda pueden diferenciarse dos componentes, una magnética (M) y otra eléctrica (E), que vibrarán en planos perpendiculares. (Sé que esto puede parecer muy complicado si no estás familiarizado con los términos, así que voy a tratar de explicarlo de la manera más simple pero si esto no es suficiente, ¡escríbenos y trataremos de resolverlo!)
Diagrama de las componentes
E y M de una onda electromagnética
Tal y como puedes ver en el diagrama, ambas componentes vibran con determinada longitud de onda y un determinado desfase entre ellas. Debido a la interacción de mayor cantidad de variables, las ondas electromagnéticas son mucho más complicadas que otras ondas, como las elásticas. Su rapidez en el vacío (c) es aproximadamente 3·10⁸m/s. La onda que ilustra el diagrama presentaría una polarización lineal, pero las ondas electromagnéticas pueden presentar polarizaciones circulares o elípticas que explicaremos más adelante.

En términos físicos podemos considerar que la luz está constituida por fotones, los cuales vendrían a ser pequeños paquetes de ondas electromagnéticas. Se trata de partículas sin masa que presentan un comportamiento dual onda-corpúsculo. Los fotones son portadores de todas las formas de radiación electromagnética. Las distintas ondas electromagnéticas se catalogarán en función de su longitud de onda (λ), es decir , la distancia longitudinal entre un dos puntos con el mismo estado de vibración, como sería el caso de la longitud entre cresta y cresta de la onda. Que una onda presente longitudes de onda corta quiere decir que transportará una mayor cantidad de energía frente a otra con una longitud de onda mayor.

En el siguiente esquema puedes ver los diferentes tipos de radiación electomagnética y su orden de longitud de onda. De todas las longitudes de onda existentes los humanos sólo percibimos una pequeña parte del espectro de luz, este fragmento recibe el nombre de Espectro visible.

A causa de nuestra limitación de percepción y el egocéntrico concepto del ser humano de la cosas, muchos reducen el término "luz" al espectro visible.

Esquema del Espectro Electromagético
De media, nuestros ojos serán capaces de percibir las longitudes de onda comprendidas entre los 380-700nm.  La luz visible que recibimos del Sol se encuentra generalmente formada por una mezcla uniforme de diferentes longitudes de onda que vibran en todas las direcciones del espacio y es conocida como luz blanca. Cuando esta luz incide sobre un objeto suelen pasar varias cosas: El objeto puede absorver la energía, pasándo ésta a convertirse en energía calorífica; o bien puede ocurrir que la luz se reflacte, pasándo a través de el objeto; o bien que se refleje y tomar otra direción de propagación. Normalmente siempre ocurren estas tres cosas a la vez, aunque en proporciones diferentes.
A grandes rasgos, las porciones de longitudes de onda que se absorban y las que se refracten, quedarán retiradas del rayo que se refleje, de  manera que serán estas longitudes onda restantes las que generen el estímulo de color. En la próxima entrada sobre la luz, ahondaremos un poco más.

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