domingo, 22 de febrero de 2009

TEORÍAS SOBRE LA NATURALEZA DE LA LUZ.

Óptica:
La óptica es la rama de la física que estudia el comportamiento de la luz, sus características y sus manifestaciones. Abarca el estudio de la reflexión, la refracción, las interferencias, la difracción, la formación de imágenes y la interacción de la luz con la materia.


Teorías sobre la naturaleza de la luz.
Los antiguos filósofos ya conocían ya conocían algunos hechos sobre la propagación de la luz. Así se le atribuye a Euclides, el descubrimiento de las leyes de la reflexión de la luz.

Teoría corpuscular: (Newton) Esta teoría estudia la luz como si se tratase de un torrente de partículas que no poseen carga ni masa, llamadas fotones, capaces de portar todas las formas de radiación electromagnética. Surgió debido a que la luz sólo intercambia energía con la materia en forma discreta, durante sus interacciones. Fenómenos que ayudan al desarrollo de tal teoría son la radiación de un cuerpo negro; el efecto fotoeléctrico (se desprenden electrones de la luz); y el efecto Compton (los rayos x desprendían electrones).
Todos estos efectos son desarrollados en esta teoría puesto que la teoría de la física clásica no logro explicarlas. Esta teoría no explica Anillos de Newton, Teoría ondulatoria, los fenómenos de interferencia y difracción.

Teoría ondulatoria: (Hyugens, Fresnell) Esta teoría considera que la luz es una onda Electromagnética, consistente en un campo eléctrico que varía en el tiempo generado a su vez un campo magnético y viceversa, ya que los campos eléctricos variables genera campos magnéticos (ley de Ampére) y los campos magnéticos variables generan campos eléctricos (ley de Faraday). De esta forma se logra propagar indefinidamente a través del espacio.
Fenómenos que ayudan al desarrollo de esta teoría son la refracción, difracción y las interferencias.
Esta teoría no logro explicar algunos efectos como los desprendimientos de los electrones en la luz, al interaccionar con la materia.


Teoría Cuántica: En la necesidad de reconciliar la teoría ondulatoria con la teoría corpuscular dando como consecuencia la aparición de nuevas teorías como la cuántica.
Paul Dirac dio el primer paso con su ecuación de ondas que aportó una síntesis de las teorías ondulatorias y corpusculares, ya que siendo una ecuación de ondas electromagnéticas su solución requería ondas cuantizadas, es decir, partículas.
Dentro de esta teoría encontramos los efectos relativisticos que son: luz en movimiento y distorsiones espectral.
Luz en movimiento es uno de los casos en los que la teoría de la física clásica no había resuelto por lo que en la teoría cuantica se dio solución gracias a Augustin Fresnel quien con sus experimentos logro calcular la velocidad de la luz en determinadas sustancias y fluidos como el agua. (A través del índice de refracción).
La dispersión espectral habla del desplazamientos de los espectros, tanto los que provienen de cuerpos celestes como los de laboratorio y de este modo pudo llegar a la observación del movimiento que hacen las nebulosas y concluyo en la interpretación del efecto doppler debido a la expansión continua del universo. Gracias a todo esto pudo proponer la formula para calcular la distancia entre los objetos, analizando el movimiento del espectro.

Teoría de la relatividad general:
surgió de la realización de la relatividad especifica con la que se llego a la relatividad general; Entre 1907 y 1915 Einstein afirmó que la propagación de la luz esta influenciada por la gravedad, representada en la teoría del potencial gravitatorio.
Einstein encontró que la luz, al pasar por un campo gravitatorio de un determinado potencial; sufría una disminución de su velocidad.

Teorías de campo unificado: Actualmente, se busca una teoría que sea capaz de explicar de forma unificada la relación de la luz, como campo electromagnético, con el resto de las interacciones fundamentales de la naturaleza.


NOTA: Para poder entender el porque del desarrollo de las diversas teorías sobre la luz es necesario precisar que todas las teorías eran especulaciones y que cada teoría nueva aparecía porque la anterior fallaba y de esta forma se ha llegado a la determinación de que en la actualidad no se sabe a ciencia cierta que es en verdad la luz.
Las primeras teorías intentaron representar el electromagnetismo la gravitación como aspectos de la geometría espacio-tiempo, y aunque existen algunas evidencias experimentales de una conexión entre el electromagnetismo y la gravitación, sólo se han aportado teorías especulativas.

6 comentarios: