Luz - Explicaci�n y definici�n de la luz

�Qu� es la luz?

La luz se define como una onda electromagn�tica que est� compuesta por diminutas part�culas llamadas fotones y que nos permite visualizar todo lo que nos rodea aportando color y sentido a la vista.

Aunque la definici�n anterior parezca complicada de entender explicaremos paso a paso cada uno de los conceptos indicados anteriormente en la definici�n de la luz.

Cuando lanzamos una piedra a un estanque observamos que se crean una serie de ondas que avanzan por la superficie del agua, al igual que la onda del estanque la luz es una onda electromagn�tica, es decir es una onda con una parte el�ctrica y otra parte magn�tica, que a diferencia de la onda del estanque que necesita el agua como medio para propagarse las ondas electromagn�ticas no necesitan de ning�n medio, es decir avanzan a trav�s del vacio.

Cualquier onda dispone de 4 propiedades o caracter�sticas que las identifica, estas son la amplitud, la frecuencia, la velocidad y la longitud de onda. La longitud de onda es la distancia que hay entre 2 crestas o valles de la onda, la luz visible que es percibida por el ojo humano y que nos permite ver todo los que nos rodea es la parte de la onda electromagn�tica que tiene una longitud de onda comprendida entre 380 y 740 nan�metros, por tanto la luz tal y como la entendemos corresponde a una peque�a porci�n de longitud de ondas electromagn�ticas que emiten fuentes luminosas como el Sol, las estrellas o las l�mparas de tu casa.

Por �ltimo los fotones son las part�culas fundamentales, indivisibles, sin masa ni carga que componen la luz, los fotones son como peque�as bolitas que vibran y se comportan como una onda cuando se mueven y como una part�cula cuando interacciona con alg�n cuerpo, siendo por tanto onda y corp�sculo al mismo tiempo.

Los colores que percibimos no son m�s que sensaciones que el ojo humano interpreta ante diferentes vibraciones de los fotones, por ejemplo el color rojo corresponde a 4 x 10¹⁴ vibraciones por segundo y el color azul corresponde a 6,5 x 10¹⁴ vibraciones por segundo, cuando existen un conjunto de fotones que vibran en diferentes frecuencias obtenemos una mezcla de todos los colores lo cual nos da como resultado la luz blanca.

El espectro electromagn�tico representa las longitudes de onda, frecuencia y energ�a que puede adquirir una onda electromagn�tica, el espectro se encuentra dividido en diferentes bandas en donde las ondas comparten ciertas caracter�sticas, por ejemplo tenemos la banda de rayos gamma, ultravioleta, luz visible, infrarrojos o microondas. En la banda de la luz visible quedan representados en funci�n de la frecuencia (vibraciones por segundo) o longitud de onda la diferente gama de colores que compone la luz visible. Puedes observarlo en la imagen inferior.

Este conjunto de peque�as part�culas llamadas fotones que componen la luz, te�ricamente adquieren la velocidad m�xima que cualquier part�cula del universo puede alcanzar en el vacio , siendo aproximadamente de 3 x 10 ⁸ m/s, es decir en 1 segundo un foton dar�a casi 4,5 vueltas alrededor de nuestro planeta Tierra.

Esta velocidad es considerada como una constante universal y se utiliza entre otras cosas para indicar distancias astron�micas entre estrellas, galaxias o c�mulos, por ejemplo el planeta Venus est� a una distancia de 0.000011 a�os luz, la estrella m�s cercana a nuestro planeta est� aproximadamente a 4,3 a�os luz y la galaxia m�s lejana que actualmente se conoce est� a unos 13.200 millones de a�os luz, sin duda el universo es extraordinariamente grande. 1 a�o luz equivale a la distancia que recorre un fot�n en un a�o o lo que es lo mismo 9,46 billones de kil�metros.

Descubrimiento de la luz

Los antiguos fil�sofos griegos fueron los primeros en plantearse la naturaleza y origen de la luz, cuestiones como �porque vemos? o �porque una imagen cambia cuando la vemos a trav�s del agua? intentaban ser contestadas mediante un planteamiento l�gico y convincente. En el a�o 500 Antes de Cristo el fil�sofo griego Emp�docles divulg� la primera teor�a sobre la naturaleza de la luz, coloquialmente conocida como la teor�a del faro, esta identificaba a la luz como rayos que emanaban de nuestros ojos chocando con los objetos permiti�ndonos ver todo lo que nos rodea.

Tuvo que pasar 1500 a�os hasta que el matem�tico �rabe Alhazen descubri� que los ojos no eran emisores de la luz sino receptores, Alhazen que dispon�a de una extraordinaria base matem�tica, fue el primer f�sico en investigar las propiedades de la luz como la reflexi�n y la refracci�n descubriendo que la luz se reg�a bajo unas leyes universales y que se pod�an se representadas mediante las matem�ticas.

En el siglo XVII se entabl� una gran batalla cient�fica entre los diferentes f�sicos, matem�ticos e intelectuales de la �poca, por un lado el gran f�sico y matem�tico Sir Isaac Newton demostr� que la luz blanca est� formada por un amplio rango de colores al cual llam� espectro, para ello hizo pasar un rayo de luz por un prisma, as� mismo Newton afirmaba que la luz estaba formada por peque�as part�culas o corp�sculos, esta teor�a corpuscular fue rechazada por otros f�sicos y matem�ticos de la talla de Hooke o Hugens, los cuales defend�an la naturaleza de la luz como una onda y no como una part�cula.

Durante los siglos posteriores la teor�a ondulatoria de la luz fue desplazando a la teor�a corpuscular de Newton, propiedades intr�nsecas de la luz como la interferencia, la reflexi�n, difracci�n y polarizaci�n eran representadas y explicadas con exactitud mediante el uso de las ondas. Pero a finales del siglo XIX el f�sico alem�n Hertz descubri� el efecto fotoel�ctrico de la luz, siendo este imposible de explicarse mediante el uso de ondas, se necesitaba part�culas o corp�sculos para explicarlo.

El gran f�sico y matem�tico Albert Einstein demostr� que el efecto fotoel�ctrico se pod�a explicar mediante el uso de peque�os corp�sculos (cuantos de energ�a) a los que llam� fotones, posteriormente los experimentos de doble rendija realizados por Thomas Young confirmaron la dualidad onda-part�cula de la luz, hab�a nacido la f�sica cu�ntica y con ella hab�a reconciliado las 2 teor�as confirmando que la luz se comportaba al mismo tiempo como una part�cula y como una onda.

Importancia de la luz

Sin lugar a dudas la luz ejerce una enorme influencia en todos los seres vivos de nuestro planeta, la vida vegetal y animal depende directamente de su presencia, procesos qu�micos como la fotos�ntesis, la creaci�n de la vitamina D o el simple reloj biol�gico que marca los procesos de actividad y descanso est�n estrechamente ligados a la presencia de la luz.

Miles de especies de plantas y organismos como �rboles, algas o bacterias dependen directamente de luz solar para realizar el proceso de la fotos�ntesis, transformando la luz en energ�a qu�mica que los nutre y les permite crecer y desarrollarse, la fotos�ntesis es el proceso bioqu�mico m�s importante de nuestro planeta Tierra puesto que es la fuente de generaci�n de ox�geno hacia la atm�sfera as� como mantiene el equilibrio alimenticio al permitir crecer plantas y vegetales que posteriormente ser�n alimento de otras especies.

La luz ejerce una enorme influencia en nuestras vidas, sin luz no tendr�amos el sentido de la vista y no podr�amos ver nada de lo que nos rodea. La vitamina D necesaria para nuestro organismo se produce gracias a la acci�n de la luz ultravioleta del Sol, transformando parte de nuestro colesterol en esta apreciada vitamina. El descubrimiento y domino del fuego por parte de nuestros ancestros as� como el desarrollo de la luz el�ctrica ha permitido al hombre el desarrollo tecnol�gico que actualmente disponemos.

La duraci�n del d�a y la noche viene delimitada por la presencia o ausencia de la luz, todas las plantas y seres vivos de nuestro planeta se encuentran regulados por este reloj biol�gico el cual nos indica cuando empezamos nuestra actividad diaria y cuando descansamos, por otro lado desde la antig�edad la luz ha definido indirectamente la duraci�n de los d�as, meses y estaciones.

Incluso en las religiones de todo el mundo ha ejercido una gran influencia, los antiguos egipcios adoraban al Dios Ra s�mbolo de la luz solar y fuente de la vida, millones de religiosos de todo el mundo se refieren a Dios como la luz creadora, la luz divina o la luz verdadera.

Por otro lado miles de estudios relacionan la ausencia de luz como causa del des�nimo, apat�a, estr�s e incluso depresiones, los antiguos m�dicos griegos conoc�an de las propiedades curativas de la luz solar y fueron los precursores de los ba�os solares como medicina para curar diversas enfermedades de sus pacientes. �A quien no le gusta un pl�cido, relajante y divertido d�a de playa?