jueves, 13 de mayo de 2010

LA LUZ




Abro el correo, y me encuentro con un em de mi buen amigo Andrés, que me pide que escriba un artículo sobre La Luz..
¡Menudo encargo! Además, me dice más o menos claro, que no quiere un artículo meramente científico, o sea, me cierra la salida fácil..
Para mi, antes que nada, La Luz es un auténtico misterio.. Si, así es, siempre lo fue, y mi formación científica, no ha hecho nada más que hacerlo más grande.. aumentar ese gran misterio que antes de cursar mi carrera ya lo era.
No puedo extender mis sentimientos a todos mis colegas, pero intuyo, que para la mayoría de ellos, no es menos misterio que para mi. Lo que por cierto, no deja de ser positivo. La humildad es muy necesaria en un científico, no hay nada peor que creer que lo sabemos todos.. Ya lo dijo el sabio.. “Sólo sé que no sé nada” ese es el mejor punto de partida en toda investigación.

Bien, repito, para mí antes que nada La Luz es un misterio, esto me hace reflexionar, ya que, si La Luz es precisamente lo que me informa en la mayoría de los casos, no todos, sobre la realidad, y ya la herramienta de información es un misterio, ¿qué es la realidad? ¿existe de verdad la realidad?
Decimos que un objeto es azul, ¿azul? ¿Qué es eso de ser azul? Si ese objeto no está iluminado, ¿es azul? Sabemos que lo percibimos como azul puesto que, al iluminarlo, absorbe todo el espectro de radiación visible, menos justo el azul. Al absorber los demás colores, refleja el azul.. Sólo ese es el motivo de que veamos el objeto azul.
Pero.. ¿Diría lo mismo cualquier otro ser con distinta capacidad de captación que nosotros? Evidentemente no, hay animales que no ven los colores, para ellos eso de azul, no tiene sentido.. pero su realidad es tan real como la nuestra.. O tan poco real me atrevería a decir, como la nuestra..
Sabemos que hay animales, sobre todo, insectos, que son capaces de captar un espectro más amplio de la radiación, así, hay insectos que captan el ultravioleta, cosa que nosotros no hacemos.
Todos estos razonamientos, ya me los hacia, antes de, que por mi formación tuviera que profundizar mucho más sobre ese misterio de La Luz.
Siempre tuve claro que quería estudiar Ciencias Físicas, el motivo no era otro que el de contestarme a tantas preguntas que me hacia sobre todo lo creado, sobre la razón de ser de las cosas.
En el caso de La Luz, no hice más que aumentar mi sensación de estar ante algo totalmente misterioso.
Permítanme unos ligeros toques científicos que creo necesarios.
Estudiamos ya en el bachillerato, la naturaleza dual de la luz. ¿No es acaso un misterio? A mí siempre me lo pareció y me lo sigue pareciendo.
La luz presenta una naturaleza compleja: depende de como la observemos se manifestará como una
onda o como una partícula. Estos dos estados no se excluyen, sino que se complementan.
LA TEORIA ONDULATORIA, considera que la luz es una
onda electromagnética, consistente en un campo eléctrico, variable en el tiempo, generando a su vez un campo magnético y viceversa, ya que al variar un campo eléctrico, genera un campo magnético, según ley de Ampère, y la variación de un campo magnético genera un campo eléctrico según la ley de Faraday.
De esta manera, la onda se autopropaga indefinidamente a través del espacio, con campos magnéticos y eléctricos generándose continuamente.
Estas ondas electromagnéticas son
sinusoidales, con los campos eléctrico y magnético perpendiculares entre sí y respecto a la dirección de propagación.

El color rojo representa el campo magnético y el azul el eléctrico
.

El fenómeno de las interferencias, se explica mediante la teoría ondulatoria de la luz.

Quiero huir de demasiado tecnicismos, pero creo que algunos son necesarios, quien quiera que se los salte.
El fenómeno de interferencias, se puede explicar básicamente, de la siguiente manera.
Si tenemos dos ondas con las misma longitud de onda l, y amplitud A, si están en fase, es decir coinciden las dos crestas, se producirá una interferencia constructiva, la amplitud de la onda resultante será el doble de las dos ondas que han interferido, es decir 2 A.
Si la interferencia es destructiva, es decir están desfasadas y llega el desfase hasta el punto que una cresta de una, coincide con un valle de la otra, las dos ondas llegan a anularse.
Curioso aspecto este de la luz, que cada cual reflexione sobre él.
LUZ MÁS LUZ , PUEDE DAR COMO RESULTADO LA OSCURIDAD TOTAL.
Resultado éste, que por más que arriba está argumentado y explicado, no deja de ser curioso.
Quien quiera más información al respecto sobre el fenómenos de interferencias, que mire el clásico experimento de Young con rendijas.
Otros fenómenos que se explican por la teoría ondulatoria de la luz, son:
- Polarización
- Difracción
- Refracción.
LA TEORÍA CORPUSCULAR, estudia la luz como si se tratase de un chorro de partículas sin carga y sin masa llamadas fotones. Esta interpretación resurgió debido a que, la luz, en sus interacciones con la materia, intercambia energía sólo en cantidades discretas (múltiplos de un valor mínimo) de energía denominada cuantos.
Existen tres fenómenos que para describirlos, hay que echar manos de la naturaleza corpuscular de la luz:
-La radiación del cuerpo negro
-El efecto fotoeléctrico
-La presión lumínica.
Si ya la dualidad de la luz, es decir la necesidad de considerarla como onda para explicar algunos fenómenos, y como corpúsculo para explicar otros, no parece de por si misteriosa, vamos con algunas consideraciones más.
Según la Física clásica, si algo se propaga en un medio, que además está en movimiento, según esa propagación sea en el mismo sentido del movimiento o en contra, la velocidad resultante seria la suma o la diferencia de las dos.
Esto, se consideraba así también para la luz, pero llegó Einstein y dijo que la luz es isótropa, vamos, dicho de una forma sencilla, que su velocidad permanece constante independientemente de donde se propague.. Eso, que a simple vista quizá, no parezca tan trascendente e importante, es lo que justifica la famosa paradoja de los gemelos. Dos hermanos gemelos, uno marcha a un viaje planetario que dura unos pocos años, para él, mientras que el otro se queda en la Tierra. Regresa del viaje y no sólo ha muerto su hermano de viejo, si no que se encuentra a la generación de sus nietos, y aunque para él, han pasado unos años, en la Tierra han pasado siglos incluso, todo depende de hasta donde se haya acercado a la velocidad de la luz, en su viaje.
La paradoja clásica de los gemelos, no es exactamente así, pero me he permitido modificarla, dichas modificaciones no afectan a la conclusión, que es sin duda lo que más nos importa.
Esta diferencia en el trascurrir del tiempo en un sistema en reposo, frente a otro en movimiento, esta científicamente probado. Y no es demasiado reciente, puesto que fue en 1971 cuando varios físicos subieron a un avión varios relojes de cesio, y dejaron otros en tierra sincronizados con los anteriores. Después de 40 horas de viaje de los relojes que iban a bordo del avión, y llegado el avión al mismo punto de partida, compararon el tiempo medido por los relojes del avión, con el que había medido los relojes que se quedaron en tierra, y tal y como pronosticaba la Teoría de la Relatividad de Einstein, los relojes que habían viajado a bordo del avión, tenían un pequeño retraso, con respecto a los que habían estado en tierra. Pequeño retraso, pero suficiente para que fuera medible.
Se viene por lo tanto abajo la idea clásica de un tiempo absoluto, y la Física, debe tratar y trata actualmente el tiempo, como algo relativo.
Y todo eso, debido a que la velocidad de luz es constante, independiente de la velocidad del medio donde se propague.
¿ La Luz es, o no un misterio ?
Pero aún Einstein dijo otra cosa sobre la luz, muy curiosa y comprobada ya, al poco de su predicción. Albert E. dijo que la luz era desviada o atraída por los campos gravitatorios, o en definitiva, como se suele enunciar de forma más impactante, dijo que “La luz pesa” Ya en 1931 durante un eclipse de Sol, se pudo comprobar que efectivamente por efecto del campo gravitatorio creado por el Sol, la luz de una estrella era desviada 2,2 segundos de arco. Para ello, se comparó la foto echa durante el eclipse de Sol, con una foto hecha 6 meses antes.
Sé que es posible que aparentemente, haya dado un enfoque demasiado científico al artículo que me encargó Andrés, pero sólo me mueve que comprendáis el motivo de que, a pesar de profundizar en los aspectos científicos del tema que nos ocupa, la sensación de misterio, no solo no disminuye, cada vez que profundizamos más, dicha sensación aumenta considerablemente.
Os puedo asegurar que la Física actual, La Teoría de la Relatividad de Einstein y La Mecánica Cuántica, nos abre las puertas de un Universo con infinitas posibilidades que sólo alcanzamos a vislumbrar.
Os recomiendo encarecidamente que veáis el video cuyo enlace os voy a dar:

http://www.uco.es/hbarra/index.php/blog/297-de-vuelta-con-todo

Es un video muy completo de la famosa serie del “Dr. Quantum”.

Espero haber logrado picar vuestra curiosidad y que lo veáis, estoy seguro que sin duda, os parecerá lo más fructífero y os compensará por el tiempo que habéis dedicado a leer mi humilde artículo.
He observado que el enlace al video anterior, no está ya disponible.
Doy dos nuevos enlaces, a dos videos que unidos son el anterior. La diferencia es que el video anterior está traducido al castellano y estos, sólo el segundo está traducido, el primero está subtitulado. En todo caso, poniendo en un buscador "Dr. Quantum" tendremos los enlaces a los videos de esta serie.
Experimento de la doble rendija.
Quantum visita el planeta plano

5 comentarios:

Dantés dijo...
Este comentario ha sido eliminado por el autor.
FerCha dijo...

Hola, me alegra mucho de que entres en mi blog y te sirva de estímulo. Como digo al principio de él, es ese su fin..motivar, y que todos nos preguntemos la razón científica de tantas cosas.
Espero poder publicar con más asiduidad.
Un abrazo.

Carlos dijo...

Buenas Don Fernando.

Ante todo me gustaria agradecerle esta entrada en el blog. La verdad es que esta llena de informacion bastante util, aparte, eso de "que color tienen las cosas en ausencia de la luz?" me ha picado la curiosidad, y los videos del Dr. Quantum son geniales.

No se si sera por la Teoria del Caos o la Ley de Murphy, pero hoy en clase de fisica hemos hablado sobre la luz precisamente,y como consecuencia el tema ha evolucionado a la antimateria.

Me gustaria pedirle su opinion sobre dicho tema, creo que una entradilla cuali-cuantitativa desarrollandolo no estaria nada mal. Se que es bastante complicado, pero antes o despues tendra que desarrollar mas el mundo cuantico. No puede picarnos las curiosidad de esa manera sin profundizar mas!

Espero que todo le vaya estupendamente, un abrazo.

Carlos

FerCha dijo...

Querido Carlos, antes que nada gracias por tus ánimos.
Espero que no suene a disculpa, pero en estos momentos, estoy saturado de trabajo, exámenes finales de los de 2º de bachillerato, cena con ellos, etc.
Pero te aseguro que tomo nota. Me apasiona el tema y me gusta que haya personas como tú a las que les pase lo mismo.. Así que prometido queda.
Un abrazo.

FerCha dijo...

Hola. No sé si ha sido un error mio, evidentemente involuntario, o algún duende de la Informática..El caso es q está borrado, el primer comentario q se hizo a esta entrada que es el q sigue y cuya respuesta corresponde con el primer comentario actual. Lo siento.

Dantés ha dejado un nuevo comentario en su entrada "LA LUZ":

¡Hola, D. Fernando!

Me alegro de que haya vuelto a actualizar el blog, y más con un artículo tan interesante. Le animo a seguir con esta web, e ir hablando de temas que nos crean curiosidad y ganas de preguntarnos un poco sobre el porqué de las cosas. Que nunca viene mal jajaja

Un abrazo