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La naturaleza de la luz




Enviado por carl12



    Indice
    1.
    Introducción

    2. Modelo
    corpuscular.

    3. Modelo
    ondulatorio.

    4. Modelo
    electromagnetico.

    5. Longitud de Onda de De
    Broglie

    6.
    Conclusión

    7.
    Bibliografía

    1.
    Introducción

    La óptica
    es la parte de la física que estudia la
    luz y los
    fenómenos relacionados con ella, y su estudio comienza
    cuando el hombre
    intenta explicarse el fenómeno de la
    visión.

    Diferentes teorías
    se han ido desarrollando para interpretar la naturaleza de la luz
    hasta llegar al conocimiento
    actual. Las primeras aportaciones conocidas son las de Lepucio
    (450 a.C.) perteneciente a la escuela atomista,
    que consideraban que los cuerpos eran focos que
    desprendían imágenes,
    algo así como halos oscuros, que eran captados por los
    ojos y de éstos pasaban al alma, que los
    interpretaba.

    Los partidarios de la escuela pitagórica
    afirmaban justamente lo contrario: no eran los objetos los focos
    emisores, sino los ojos. Su máximo representante fue
    Apuleyo (400 a.C.); haciendo un símil con el sentido del
    tacto, suponían que el ojo palpaba los objetos mediante
    una fuerza
    invisible a modo de tentáculo, y al explorar los objetos
    determinaba sus dimensiones y color.

    Dentro de la misma escuela, Euclides (300 a.C.)
    introdujo el concepto de rayo
    de luz emitido por el ojo, que se propagaba en línea recta
    hasta alcanzar el objeto.

    Pasarían nada mas que trece siglos antes de que
    el árabe Ajasen Basora (965-1039) opinara que la luz era
    un proyectil que provenía del Sol, rebotaba en los objetos
    y de éstos al ojo.

    ¿Qué es la luz?. Los sabios de todas las
    épocas han tratado de responder a esta pregunta. Los
    griegos suponían que la luz emanaba de los objetos, y era
    algo así como un "espectro" de los mismos,
    extraordinariamente sutil, que al llegar al ojo del observador le
    permitía verlo.

    De esta manera los griegos y los egipcios se abocaron a
    la solución de estos problemas sin
    encontrar respuestas adecuadas. Posteriormente en la Europa del S. XV
    al XVII, con los avances realizados por la ciencia y
    la técnica, surgieron muchos matemáticos y filósofos que produjeron importantes
    trabajos sobre la luz y los fenómenos
    luminosos.

    Es Newton el que
    formula la primera hipótesis seria sobre la naturaleza de la
    luz.

    2. Modelo
    corpuscular.

    Se la conoce como teoría
    corpuscular o de la emisión. A finales del siglo XVI, con
    el uso de lentes e instrumentos ópticos, empezaran a
    experimentarse los fenómenos luminosos, siendo el
    holandés Willebrord Snell, en 1620, quién
    descubrió experimentalmente la ley de la
    refracción, aunque no fue conocida hasta que, en 1638,
    René Descartes
    (1596-1650) publicó su tratado: Óptica. Descartes
    fue el primer gran defensor de la teoría corpuscular,
    diciendo que la luz se comportaba como un proyectil que se
    propulsaba a velocidad
    infinita, sin especificar absolutamente nada sobre su naturaleza,
    pero rechazando que cierta materia fuera
    de los objetos al ojo.

    Explicó claramente la reflexión, pero tuvo
    alguna dificultad con la refracción.

    Según Newton, las fuentes
    luminosas emiten corpúsculos muy livianos que se desplazan
    a gran velocidad y en línea recta. Podemos fijar ya la
    idea de que esta teoría además de concebir la
    propagación de la luz por medio de corpúsculos,
    también sienta el principio de que los rayos se desplazan
    en forma rectilínea.

    Como toda teoría física es válida
    en tanto y en cuanto pueda explicar los fenómenos
    conocidos hasta el momento, en forma satisfactoria.

    Newton explicó que la variación de
    intensidad de la fuente luminosa es proporcional a la cantidad de
    corpúsculos que emite en determinado tiempo.

    La reflexión de la luz consiste en la incidencia
    de dichos corpúsculos en forma oblicua en una superficie
    espejada, de manera que al llegar a ella varía de dirección pero siempre en el mismo
    medio.

    La igualdad del
    ángulo de incidencia con el de reflexión se debe a
    la circunstancia de que tanto antes como después de la
    reflexión los corpúsculos conservan la misma
    velocidad (debido a que permanece en el mismo medio).

    La refracción la resolvió expresando que
    los corpúsculos que inciden oblicuamente en una superficie
    de separación de dos medios de
    distinta densidad son
    atraídos por la masa del medio más denso y, por lo
    tanto, aumenta la componente de la velocidad que es la velocidad
    que es perpendicular a la superficie de separación,
    razón por la cual los corpúsculos luminosos se
    acercan a la normal.

    El fenómeno de la birrefrigencia del espato de
    Islandia descubierto por el danés Bartholinus en 1669,
    quiso ser justificado por Newton suponiendo que los
    corpúsculos del rayo podían ser rectangulares y sus
    propiedades variar según su orientación respecto a
    la dirección de la propagación.

    Según lo expresado por Newton, la velocidad de la
    luz aumentaría en los medios de mayor densidad, lo cual
    contradice los resultados de los experimentos
    realizados años después.

    Esta explicación, contradictoria con los
    resultados experimentales sobre la velocidad de la luz en medios
    más densos que el vacío, obligó al abandono
    de la teoría corpuscular.

    3. Modelo
    ondulatorio.

    Propugnada por en el año 1678, describe y
    explica lo que hoy se considera como leyes de
    reflexión y refracción. Define a la luz como un
    movimiento
    ondulatorio semejante al que se produce con el sonido.

    Propuso el modelo ondulatorio, en el que se
    defendía que la luz no era mas que una perturbación
    ondulatoria, parecida al sonido, y de tipo mecánico pues
    necesitaba un medio material para propagarse. Supuso tres
    hipótesis:

    1. todos los puntos de un frente de ondas eran
      centros emisores de ondas secundarias;
    2. de todo centro emisor se propagaban ondas en todas
      direcciones del espacio con velocidad distinta en cada
      medio;
    3. como la luz se propagaba en el vacío y
      necesitaba un material perfecto sin rozamiento, se supuso que
      todo el espacio estaba ocupado por éter, que
      hacía de soporte de las ondas.

    hora, como los físicos de la época
    consideraban que todas las ondas requerían de algún
    medio que las transportaran en el vacío, para las ondas
    lumínicas se postula como medio a una materia insustancial
    e invisible a la cual se le llamó éter.

    Justamente la presencia del éter fue el principal
    medio cuestionador de la teoría ondulatoria. En ello, es
    necesario equiparar las vibraciones luminosas con las
    elásticas transversales de los sólidos sin que se
    transmitan, por lo tanto, vibraciones longitudinales. Aquí
    es donde se presenta la mayor contradicción en cuanto a la
    presencia del éter como medio de transporte de
    ondas, ya que se requeriría que éste reuniera
    alguna característica sólida pero que a su
    vez no opusiera resistencia al
    libre transito de los cuerpos sólidos. (Las ondas
    transversales sólo se propagan a través de medios
    sólidos.)

    En aquella época, la teoría de Huygens no
    fue muy considerada, fundamentalmente, y tal como ya lo
    mencionamos, dado al prestigio que alcanzó Newton.
    Pasó más de un siglo para que fuera tomada en
    cuenta la Teoría Ondulatoria de la luz. Los experimentos
    del médico inglés Thomas
    Young
    sobre los fenómenos de
    interferencias luminosas, y los del físico
    francés Auguste
    Jean Fresnel
    sobre la difracción fueron
    decisivos para que ello ocurriera y se colocara en la tabla de
    estudios de los físicos sobre la luz, la propuesta
    realizada en el siglo XVII por Huygens.

    Young demostró experimentalmente el hecho
    paradójico que se daba en la teoría corpuscular de
    que la suma de dos fuentes luminosas pueden producir menos
    luminosidad que por separado. En una pantalla negra practica dos
    minúsculos agujeros muy próximos entre sí:
    al acercar la pantalla al ojo, la luz de un pequeño y
    distante foco aparece en forma de anillos alternativamente
    brillantes y oscuros. ¿Cómo explicar el efecto de
    ambos agujeros que por separado darían un campo iluminado,
    y combinados producen sombra en ciertas zonas? Young logra
    explicar que la alternancia de las franjas por la imagen de las
    ondas acuáticas. Si las ondas suman sus crestas
    hallándose en concordancia de fase, la vibración
    resultante será intensa. Por el contrario, si la cresta de
    una onda coincide con el valle de la otra, la vibración
    resultante será nula. Deducción simple imputada a
    una interferencia y se embriona la idea de la luz como estado
    vibratorio de una materia insustancial e invisible, el
    éter, al cual se le resucita.

    Ahora bien, la colaboración de Auguste Fresnel
    para el rescate de la teoría ondulatoria de la luz estuvo
    dada por el aporte matemático que le dio rigor a las ideas
    propuestas por Young y la explicación que presentó
    sobre el fenómeno de la polarización al transformar
    el movimiento ondulatorio longitudinal, supuesto por Huygens y
    ratificado por Young, quien creía que las vibraciones
    luminosas se efectuaban en dirección paralela a la
    propagación de la onda luminosa, en transversales. Pero
    aquí, y pese a las sagaces explicaciones que incluso rayan
    en las adivinanzas dadas por Fresnel, inmediatamente queda
    presentada una gran contradicción a esta doctrina, ya que
    no es posible que se pueda propagar en el éter la luz por
    medio de ondas transversales, debido a que éstas
    sólo se propagan en medios sólidos.

    En su trabajo, Fresnel explica una multiplicidad de
    fenómenos manifestados por la luz polarizada. Observa que
    dos rayos polarizados ubicados en un mismo plano se interfieren,
    pero no lo hacen si están polarizados entre sí
    cuando se encuentran perpendicularmente. Este descubrimiento lo
    invita a pensar que en un rayo polarizado debe ocurrir algo
    perpendicularmente en dirección a la propagación y
    establece que ese algo no puede ser más que la propia
    vibración luminosa. La conclusión se impone: las
    vibraciones en la luz no pueden ser longitudinales, como Young lo
    propusiera, sino perpendiculares a la dirección de
    propagación, transversales.

    Las distintas investigaciones y
    estudios que se realizaron sobre la naturaleza de la luz, en la
    época en que nos encontramos de lo que va transcurrido del
    relato, engendraron aspiraciones de mayores conocimientos sobre
    la luz. Entre ellas, se encuentra la de lograr medir la velocidad
    de la luz con mayor exactitud que la permitida por las
    observaciones astronómicas. Hippolyte Fizeau (1819- 1896)
    concretó el proyecto en 1849
    con un clásico experimento. Al hacer pasar la luz
    reflejada por dos espejos entre los intersticios de una rueda
    girando rápidamente, determinó la velocidad que
    podría tener la luz en su trayectoria, que estimó
    aproximadamente en 300.000 km./s. Después de Fizeau, lo
    siguió León Foucault (1819
    – 1868) al medir la velocidad de propagación de la
    luz a través del agua. Ello fue
    de gran interés,
    ya que iba a servir de criterio entre la teoría
    corpuscular y la ondulatoria.

    La primera, como señalamos, requería que
    la velocidad fuese mayor en el agua que en
    el aire; lo
    contrario exigía, pues, la segunda. En sus experimentos,
    Foucault logró comprobar, en 1851, que la velocidad de la
    luz cuando transcurre por el agua es inferior a la que desarrolla
    cuando transita por el aire. Con ello, la teoría
    ondulatoria adquiere cierta preeminencia sobre la corpuscular, y
    pavimenta el camino hacia la gran síntesis realizada por
    Maxwell.

    En 1670, por primera vez en la historia, el
    astrónomo danés Olaf Roemer pudo calcular la
    velocidad de la luz.

    Se hallaba estudiando los eclipses de uno de los
    satélites de Júpiter, cuyo
    período había determinado tiempo atrás.
    Estaba en condiciones de calcular cuales serían los
    próximos eclipses. Se dispuso a observar uno de ellos, y
    con sorpresa vio que a pesar de que llegaba el instante tan
    cuidadosamente calculado por él, el eclipse no se
    producía y que el satélite demoró 996 seg.
    en desaparecer.

    Roemer realizó sus primeros cálculos
    cuando la tierra se
    encontraba entre el Sol y
    Júpiter; pero cuando observó el retraso en el
    eclipse era el Sol quien se encontraba entre la Tierra y
    Júpiter.

    Por lo tanto la luz debía recorrer una distancia
    suplementaria de 299.000.000 Km., que es el diámetro de la
    órbita terrestre, por lo tanto:

    Vel. Luz = Diam. Órbita terrestre 299.000.000 Km
    / Atraso observado 996 seg. = 300.200 Km/seg.

    Observaciones posteriores llevaron a la
    conclusión que el atraso en cuestión era de 1.002
    seg. , lo cual da por resultado que la velocidad de la luz
    sería de 298.300 Km/seg.

    Si se consideraba onda, la luz debería atravesar
    los obstáculos, como el sonido. Como no era así, se
    precisaba de alguna nueva hipótesis. Aún mas
    considerando que tampoco podía explicar los
    fenómenos de polarización. Todos estos problemas,
    junto al prestigio de Newton que defendía la teoría
    contraria, relegó a un segundo plano, durante algún
    tiempo, el modelo ondulatorio.

    En 1849, el físico francés Fizeau,
    logró medir la velocidad de la luz con una experiencia
    hecha en la tierra.

    Envió un rayo de luz, por entre los dientes de
    una rueda dentada que giraba a gran velocidad, de modo que se
    reflejara en un espejo y volviera hacia la rueda.

    Esta relación de velocidad entre el camino
    recorrido por la luz en su ida y vuelta y las revoluciones de la
    rueda dentada, fue la que tomó Fizeau de base para
    calcular la velocidad de la luz.

    Podemos escribir: t = 2d / v

    Si la rueda tiene N dientes y N espacios, y da n vueltas
    por segundo y pasan en 1 seg. 2 Nn dientes y espacios

    t= 1 /.2Nn

    Cuando no llega mas luz al observador es evidente que
    estos tiempos son iguales y por lo tanto tenemos:

    2d / v = 1 / 2Nn

    de donde v = 4 d Nn

    Fizeau colocó el espejo a 8.633 m del observador,
    la rueda tenía 760 dientes y giraba a 12,6 revoluciones
    por segundo.

    Si aplicamos la fórmula obtenida,
    resultará:

    V = 313.274 Km./seg.

    León Foucault y casi simultáneamente
    Fizeau, hallaron en 1850 un método que
    permite medir la velocidad de la luz en espacios
    reducidos.

    La idea consiste en enviar un haz de luz sobre un espejo
    giratorio haciéndole atravesar una lámina de
    vidrio
    semitransparente y semirreflectora, un espejo fijo devuelve el
    rayo y atraviesa luego lámina observándose la
    mancha luminosa en una pantalla.

    Con este método se obtuvo que:

    V = 295.680 Km./seg.

    Luego Foucault junto a concibió la idea de
    calcular la velocidad de la luz en otro medio que no sea el
    aire.

    Midieron la velocidad de la luz en el agua y obtuvieron
    un resultado experimental que decidió la controversia a
    favor de la teoría ondulatoria.

    En general todas las mediciones de que se tiene
    conocimiento obtuvieron resultados entre 298.000 Km/seg y 313.300
    Km/seg sin embargo se toma como velocidad de la luz la de 300.000
    Km/seg por ser un término medio entre los valores
    obtenidos y por ser una cifra exacta que facilitan los
    cálculos.

    4. Modelo
    electromagnetico.

    Si bien en la separata 1.03
    de este ensayo nos
    referiremos a ella con una relativa extensión, cuando
    hablemos del electromagnetismo, aquí podemos
    señalar sucintamente que fue desarrollada por quien es
    considerado el más imaginativo de los físicos
    teóricos del siglo XIX, nos referimos a James Clerk
    Maxwell (1831-1879). Este físico inglés dio en 1865
    a los descubrimientos, que anteriormente había realizado
    el genial autodidacta Michael Faraday, el andamiaje
    matemático y logró reunir los fenómenos
    ópticos y electromagnéticos hasta entonces
    identificados dentro del marco de una teoría de reconocida
    hermosura y de acabada estructura. En
    la descripción que hace de su propuesta, Maxwell propugna
    que cada cambio del
    campo eléctrico engendra en su proximidad un campo
    magnético, e inversamente cada variación del campo
    magnético origina uno eléctrico.

    Dado que las acciones
    eléctricas se propagan con velocidad finita de punto a
    punto, se podrán concebir los cambios periódicos –
    cambios en dirección e intensidad – de un campo
    eléctrico como una propagación de ondas. Tales
    ondas eléctricas están necesariamente
    acompañadas por ondas magnéticas indisolublemente
    ligadas a ellas. Los dos campos, eléctrico y
    magnético, periódicamente variables,
    están constantemente perpendiculares entre sí y a
    la dirección común de su propagación. Son,
    pues, ondas transversales semejantes a las de la luz. Por otra
    parte, las ondas electromagnéticas se transmiten, como se
    puede deducir de las investigaciones de Weber y
    Kohlrausch, con la misma velocidad que la luz. De esta doble
    analogía, y haciendo gala de una espectacular volada
    especulativa Maxwell termina concluyendo que la luz consiste en
    una perturbación electromagnética que se propaga en
    el éter. Ondas eléctricas y ondas luminosas son
    fenómenos idénticos.

    Veinte años más tarde, Heinrich Hertz
    (1857-1894) comprueba que las ondas hertzianas de origen
    electromagnético tienen las mismas propiedades que las
    ondas luminosas, estableciendo con ello, definitivamente, la
    identidad de
    ambos fenómenos.

    Hertz, en 1888, logró producir ondas por medios
    exclusivamente eléctricos y, a su vez, demostrar que estas
    ondas poseen todas las características de la luz visible,
    con la única diferencia de que las longitudes de sus ondas
    son manifiestamente mayores. Ello, deja en evidencia que las
    ondas eléctricas se dejan refractar, reflejar y polarizar,
    y que su velocidad de propagación es igual a la de la luz.
    La propuesta de Maxwell quedaba confirmada: ¡la existencia
    de las ondas electromagnéticas era una realidad
    inequívoca! Establecido lo anterior, sobre la factibilidad de
    transmitir oscilaciones eléctricas sin
    inalámbricas, se abrían las compuertas para que se
    produjera el desarrollo de
    una multiplicidad de inventivas que han jugado un rol
    significativo en la evolución de la naturaleza humana
    contemporánea.

    Pero las investigaciones de Maxwell y Hertz no
    sólo se limitaron al ámbito de las utilizaciones
    prácticas, sino que también trajeron con ellas
    importantes consecuencias teóricas. Todas las radiaciones
    se revelaron de la misma índole física,
    diferenciándose solamente en la longitud de onda en la
    cual se producen. Su escala comienza
    con las largas ondas hertzianas y, pasando por la luz visible, se
    llegan a la de los rayos ultravioletas, los rayos X, los
    radiactivos, y los rayos cósmicos.

    Ahora, la teoría electromagnética de
    Maxwell, pese a su belleza, comporta debilidades, ya que deja sin
    explicación fenómenos tan evidentes como la
    absorción o emisión; el fotoeléctrico, y la
    emisión de luz por cuerpos incandescentes. En
    consecuencia, pasado el entusiasmo inicial, fue necesario para
    los físicos, como los hizo Planck en 1900, retomar la
    teoría corpuscular.

    ero la salida al dilema que presentaban las diferentes
    teorías sobre la naturaleza de la luz, empezó a
    tomar forma en 1895 en la mente de un estudiante de
    dieciséis años, Albert
    Einstein, que en el año 1905, en un ensayo publicado
    en el prestigioso periódico
    alemán Anales de la física, abre el camino para
    eliminar la dicotomía que existía sobre las
    consideraciones que se hacían sobre la luz al introducir
    el principio que más tarde se haría famoso como
    relatividad.

    La luz es, de acuerdo a la
    visión actual, una onda, más precisamente una
    oscilación electromagnética, que se propaga en el
    vacío o en un medio transparente, cuya longitud de onda es
    muy pequeña, unos 6.500 Å para la luz roja y unos
    4.500 Å para la luz azul. (1Å = un Angstrom,
    corresponde a una décima de milimicra, esto es, una diez
    millonésima de milímetro).

    Por otra parte, la luz es una parte insignificante del
    espectro electromagnético. Más allá del rojo
    está la radiación infrarroja; con longitudes de
    ondas aún más largas la zona del infrarrojo lejano,
    las microondas de
    radio, y luego
    toda la gama de las ondas de radio, desde las ondas
    centimétricas, métricas, decamétricas, hasta
    las ondas largas de radiocomunicación, con longitudes de
    cientos de metros y más. Por ejemplo, el dial de amplitud
    modulada, la llamada onda media, va desde 550 y 1.600 kilociclos
    por segundo, que corresponde a una longitud de onda de 545 a 188
    metros, respectivamente.

    En física, se identifica a las ondas por lo que
    se llama longitud de onda, distancia entre dos máximos y
    por su frecuencia, número de oscilaciones por segundo, que
    se cuenta en un punto, y se mide en ciclos por segundo
    (oscilaciones por segundo). El producto de
    ambas cantidades es igual a la velocidad de propagación de
    la onda.

    En el otro extremos del espectro electromagnético
    se encuentra la radiación ultravioleta, luego los rayos X
    y a longitudes de onda muy diminutas los rayos
    .

    La atmósfera terrestre
    es transparente sólo en la región óptica,
    algo en el infrarrojo y en la zona de ondas de radio. Por ello,
    es que la mayor información que hemos obtenido sobre
    el universo ha
    sido a través de la ventana óptica, aunque en las
    últimas décadas la radioastronomía ha venido
    jugando un rol sustancial en la entrega de conocimientos sobre el
    cosmos, proporcionando datos cruciales.
    Observaciones en el ultravioleta, rayos X y , como
    así también de parte del infrarrojo, hay que
    efectuarlas con instrumentos ubicados fuera de la
    atmósfera de la Tierra. Sin embargo, es posible
    también obtener resultados en el infrarrojo con
    instrumentación alojada en observatorios terrestres
    empotrados a gran altura sobre el nivel del mar o con tecnología puesta en
    aviones o globos que se eleven por sobre la baja
    atmósfera, que contiene la mayor parte del vapor de agua,
    que es la principal causa de la absorción
    atmosférica en el infrarrojo.

    5. Longitud de Onda de De
    Broglie

    En 1924, Louis de Broglie, plantea la posibilidad de
    asociar una función de onda a las partículas. El
    razonamiento lo hace por criterios de simetría con
    respecto a la necesidad de asignar propiedades corpusculares a la
    radiación electromagnética, cuya conveniencia es el
    resultado de analizar experiencias como por ejemplo los efectos
    fotoeléctrico y Compton. Una consecuencia inmediata del
    principio de de Broglie es la interpretación de las leyes
    de cuantificación utilizadas, por ejemplo, en el modelo
    atómico de Bohr, como equivalentes a considerar solo
    aquellas "órbitas" cuya longitud hace que la onda del
    electrón sea estacionaria. 

    La hipótesis de de Broglie adquiere fuerza con
    los resultados del experimento de Davisson y Germer, entre otros,
    en los que un haz de electrones acelerados produce un
    patrón de interferencia, resultado típicamente
    ondulatorio, al ser dispersado por un cristal de
    Níquel. 

    Las conclusiones de los experimentos de
    difracción de haces de partículas, y de
    interpretación del efecto Compton, así como otras
    experiencias con radiación electromagnética, hacen
    que nos cuestionemos sobre la "verdadera" naturaleza de la
    materia y de las radiaciones, ¿són ondas o
    partículas?. El principio de Complementariedad de Niels
    Bohr, nos indica la dualidad de ondas y partículas, siendo
    el experimento planteado el que determine el modelo a
    utilizar. 

    En vista de la necesidad de asociar una función
    de onda a las partículas, nos induce a plantear la posible
    interpretación física de la misma. Los
    conocimientos previos de campos electromagnéticos, unidos
    a la interpretación corpuscular de la radiación
    electromagnética, indujeron a Albert Einstein a
    interpretar el cuadrado de la amplitud del campo eléctrico
    como una medida de la densidad de fotones de un haz, por tanto,
    la densidad de partículas de un haz podría
    asociarse al cuadrado de la amplitud de la función de onda
    de materia. Sin embargo, el significado de la función de
    ondas de una única partícula no queda claro. Max
    Born, sugiere que en ese caso la interpretación es la de
    una densidad de probabilidad de
    presencia de la partícula entorno a una posición
    determinada del espacio y en un instante de tiempo. Queda de esta
    forma asociada la función de onda a una probabilidad,
    concepto contrapuesto, en cierta medida, al determinismo asociado
    a la "posición espacial" de la física
    clásica. 

    Haciendo uso, una vez más, de los conocimientos
    del electromagnetismo intentaremos representar las
    partículas por medio de ondas armónicas, u ondas
    planas. Sin embargo la interpretación de Born conduce a
    una total "deslocalización" espacial para éstas
    partículas, tendremos por tanto, que introducir paquetes
    de ondas, es decir superposición de ondas planas, para
    poder limitar
    la deslocalización de la partícula a una zona de
    dimensiones finitas. Ahora bien, matemáticamente, para
    construir un paquete de ondas de dimensiones espaciales finitas,
    necesitamos un rango de vectores de ondas
    distintos. Si el paquete es una representación de la onda
    de materia concluiremos que cuanto más localizada
    esté una partícula, más amplio será
    el espectro de vectores de ondas, es decir de cantidades de
    movimiento, necesario. Este es el concepto básico
    contenido en el Principio de Indeterminación de
    Heisemberg. Éste principio destruye por completo el
    determinismo clásico ya que impide la definición,
    con absoluta precisión, de las condiciones iniciales de un
    sistema
    físico, premisa en que se basa la supuesta posibilidad de
    predecir, de nuevo con absoluta precisión según la
    física clásica, la evolución futura del
    sistema.

    Luis de Broglie fue quien señaló que las
    partículas poseían no sólo
    características de tales sino también de ondas, lo
    que llevó al señalamiento jocoso de que los
    electrones se comportaban como partículas los lunes,
    miércoles y viernes y como ondas los martes y jueves. Ya
    se conocía, gracias a Einstein, que el fotón
    podía ser descrito por su masa en reposo y por su
    frequencia lo que llevó a relacionar el momento del
    fotón (característica de partícula) con la
    frecuencia (característica de onda), y a de Broglie a
    proponer que esta asociación era característica de
    todas las partículas, no sólo del fotón, lo
    que se esquematiza en las siguientes ecuaciones

    De esta asociación entre partículas y
    ondas es que surge luego la teoría ondulatoria de
    Schrödinger, que es el objeto del cual estamos hablando en
    este capítulo.

    Anexos

    Espectro electromagnético.- La región
    correspondiente a la luz es una disminuta ventana en todo el
    espectro. La atmósfera terrestre sólo es
    transparente en la región óptica y de ondas de
    radio. El infrarrojo se puede observar desde gran altura con
    globos o satélites, al igual que los rayos , rayos
    X, y la radiación ultravioleta.

    Representación de una onda. Se llama longitud de
    onda a la distancia entre dos "valles" o dos "montes".

    6.
    Conclusión

    Podemos decir que la luz es toda radiación
    electromagnética capaz de ser percibida por nuestro
    sentido de la vista. El intervalo de frecuencias de las
    radiaciones que componen la luz solamente está delimitado
    por la capacidad del órgano de la
    visión.

    La luz que nosotros percibimos será siempre
    formada por radiaciones correspondientes a grandes cantidades de
    frecuencias. El láser constituye la única
    radiación visible formada por radiaciones de la misma
    longitud de onda todas ella. La luz, en un medio
    homogéneo, se propaga en línea recta. Cada una de
    las direcciones de propagación de la luz es un rayo
    luminoso. Un conjunto de rayos que parten de un punto es un haz.
    Si el punto de donde proceden los rayos está muy alejado
    se consideran paralelos.

    La velocidad de la luz en el vacío es de 3 .
    108 m/s. Para comparar la velocidad de la luz en una
    sustancia con la del vacío se emplea el índice de
    refracción, obtenido como cociente entre la segunda y la
    primera:

    n = c

    v

    c = velocidad de la luz en el
    vacío

    v = velocidad de la luz en la
    sustancia

    Un prisma óptico es un cuerpo con dos caras
    planas no paralelas. Este dispositivo se utiliza, con accesorios
    más o menos sofisticados, para efectuar análisis de la luz.

    Si sobre una cara de un prisma óptico se hace
    incidir una luz compuesta, debido al distinto índice de
    refracción que presenta el prisma para cada longitud de
    onda, las distintas radiaciones sufrirán desviaciones
    distintas y se podrán discernir
    fácilmente.

    7.
    Bibliografía

    MAIZTEGUI, A. Introducción a la
    física

    MIRANDA, E. Manual de
    óptica

    HERNÁNDEZ, Joseph Enciclopedia Temática
    Alfa Nauta

    Ediciones Nauta. Barcelona-España

     

     

    Autor:

    Carlos Fernández-Peña
    Acuña

    Estudiante del 2do año de ciencias
    16 años

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