2015: Año Internacional de la luz y las tecnologías basadas en la luz

Autor: 

Dr Luis Manuel Hernández García
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05 Junio 2015
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cronicadelquindio.com

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Entre este año y el próximo se cumple un centenario de dos publicaciones excelsas de Albert Einstein: la Teoría General de la Relatividad y la Teoría de la Emisión Inducida o Estimulada, para generar un haz de luz coherente que fundamenta la construcción del láser.

Por ello la Asamblea General de las Naciones Unidas en su 68° Periodo de Sesiones declaró el 2015 como Año Internacional de la luz y las tecnologías basadas en la luz con el fin de generar conocimiento a nivel mundial sobre la forma en que las tecnologías basadas en la luz incentivan el desarrollo sostenible y ofrecen soluciones a los diversos retos mundiales en las primordiales áreas de desarrollo.

También el año 2015 se cumple un milenio de la aparición de Kitab al-Manazir (Libro de Óptica) escrito por Alhazén, a quien se le considera “el padre de la óptica” por sus trabajos y experimentos con lentes, espejos, reflexión y refracción.  

Los orígenes del pensamiento docto de la humanidad están íntimamente vinculados a las ideas sobre la naturaleza de la luz. Desde los albores de la cultura, los grandes pensadores se han interesado siempre por los fenómenos luminosos y una de las razones es que la luz y la visión están estrechamente relacionados.

No hace mucho tuve una discusión con un antropólogo que argumentaba que la vida inteligente extraterrestre podía mostrarse de forma muy diferente a la nuestra. Le expresé que no tan diferente, el extraterrestre debía poseer visión porque sin observar la luz del universo es imposible desarrollar la inteligencia. Fue la luz de las estrellas lo que motivo a los primeros homínidos las preguntas iniciales.

La historia del desarrollo de las teorías sobre la naturaleza y el carácter de la luz, nos ofrece, quizás como ninguna otra rama de la física, un cuadro amplio de la evolución de conceptos fundamentales que han dado origen a diversas teorías elaboradas a partir de originales hipótesis y leyes, reafirmadas en unos casos y refutadas en otros, por sorprendentes resultados experimentales. Cada una de esas teorías, construidas sobre la base de conceptos precedentes, abrió paso hacia nuevas concepciones que nos han permitido avanzar en el conocimiento de nuestro mundo.

Los filósofos griegos desarrollaron diversas teorías sobre la naturaleza de la luz, entre las cuales, la más elaborada se relaciona con la percepción de los objetos por la vista, como analogía a la percepción por medio del tacto. Pero también existió la opinión de que la luz procedía de los cuerpos, que en determinadas condiciones eran fuentes de luz, la cual al llegar a los ojos, producía la sensación de la vista. Fue en esta época del pensamiento humano donde la palabra luz comenzó a utilizarse para designar el fenómeno óptico objetivo que tiene lugar fuera de nosotros y que al influir sobre el ojo y a través de este con el cerebro, provoca la sensación de la visión.

Después de las primeras ideas, fue el último tercio del siglo XVII el más fructífero en relación al estudio de la naturaleza de la luz. Por una parte, el holandés Christian Huygens y el inglés Robert Hooke desarrollaron la primera teoría ondulatoria de la naturaleza de la luz.

Por otra parte, el gran Isaac Newton, publicó en 1672 el experimento de hacer incidir un haz de luz solar sobre un prisma, en el cual observó cómo se producía una mancha alargada de luz coloreada que por un extremo era violeta y por el otro roja, con una gradación continua de colores. Newton presentó entonces su postulado de que la luz está formada por corpúsculos que viajan en línea recta y que la luz blanca es la superposición de todos los colores. En la confrontación del modelo ondulatorio y el corpuscular, predominaron las ideas de Newton por  estar sustentadas sobre bases más sólidas y fundamentadas físicamente, además de la lógica influencia que tuvo posteriormente Newton con su teoría sobre el movimiento de los cuerpos. Después de largos años de meditación se conformó en Newton el criterio de que las ideas corpusculares y las ondulatorias se complementaban, suponiendo que los corpúsculos tenían propiedades que cambiaban periódicamente con el tiempo.

Un subsecuente hito a considerar en el estudio de la naturaleza de la luz se produce en 1845 cuando Michael Faraday descubre el efecto que lleva su nombre y propone que los efectos magnéticos y eléctricos asociados a la sustancia tienen influencia sobre la propagación de la luz. Sobre la base de los experimentos realizados por Faraday, el escocés James Maxwell se da cuenta de la relación existente entre electricidad, magnetismo y luz y desarrolla la formulación matemática del campo electromagnético que se concreta en sus famosas ocho ecuaciones y de esta forma parecía que terminaba con la teoría corpuscular de Newton al afirmar que la luz es una onda.

 

Sin embargo, varios “cabos sueltos” permanecían nebulosos en el panorama ondulatorio de la luz, entre ellos se encontraba la no explicación del efecto fotoeléctrico, el cual fue descrito por Albert Einstein a través de corpúsculos a los que llamó fotones. Retomando la vieja idea de Newton, pero ahora con una cualidad superior, los físicos propusieron que la luz se comporta como onda o partícula en dependencia del instrumento de observación. 

El tema sobre la misteriosa naturaleza de la luz continúa abierto, sin respuesta totalmente satisfactoria. Se puede afirmar que cada época se ha elaborado una teoría para explicar los resultados experimentales con los cuales se contaba y que se ha modificado en la medida que nuevas experiencias y descubrimientos han aparecido. La teoría actual, luz onda-partícula, es suficiente para explicar y experimentar con los fenómenos conocidos hasta nuestros días. Sin embargo hay muchos que erradamente aún se preguntan que es la luz: ¿onda o partícula?

 

* Profesor Titular. Facultad de Física. Universidad de La Habana. Académico Titular. Academia de Ciencias de Cuba.

 

 

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