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EL LADO OSCURO DE LA LUZ
"Mi único pesar en la vida es no ser otra persona"
Woody Allen.
La luz esta constituida por ondas que vibran a diferentes frecuencia causando así lo que percibimos como colores; el paso lógico siguiente sería preguntarse si hay frecuencias que no vemos (luz oscura).
El calor es una forma de energía y todos sabemos que la luz solar calienta; una vez que Newton estudió la descomposición de la luz blanca en los colores del "espectro", lo siguiente sería investigar que color del espectro producía más calor; el astrónomo William Herschel, experimentó aplicando un termómetro al espectro de la luz, observando que la temperatura iba aumentando desde el violeta al rojo de forma progresiva pero moderada, lo sorprendente fue que más allá del rojo donde ya no se veía luz, el termómetro experimentaba un repentino subidón; de lo que se deduce que al menos antes del rojo (infrarrojo) existe una luz no visible (para nosotros), sucesivamente se fueron identificando ¿rayos¿ no visibles como los ultravioleta, los "x", gamma, catódicos.
Sabemos también por experiencia directa que además del Sol, existen más cosas luminosas, no sólo el fuego, los metales al calentarse adquieren diferentes colores según la temperatura; además los químicos estudiaron los espectros de la luz emitida por los diferentes elementos al calentarse (en un caso, el Helio, se descubrió a partir de su ¿huella espectral¿), observándose que cada uno tiene un ¿código de barras¿ en forma de líneas oscuras en el espectro; este fenómeno ha permitido a los astrónomos identificar la composición de los astros (fundamentalmente las estrellas) y sus temperaturas, pero esto queda para otra vez.
Llegamos pues al ¿experimento¿. ¿Cómo se comportará un cuerpo negro (que no refleja nada de la energía recibida) a medida que lo calientan a cada vez más temperatura?.
Si la luz es de naturaleza ondulatoria, cuando mayor sea la energía radiante que emite mayor será su frecuencia y por ende menor su longitud de onda. Si cogemos una cuerda más o menos tensa, y la agitamos de arriba abajo (fijada por el otro extremo) se formarán ondas, si lo hacemos despacio (menos velocidad=menos energía) menos ondas si más deprisa (más energía) más ondas en el mismo trecho y por tanto menos distancia entre montañas y valles (menos longitud de onda); este es el comportamiento del modelo ondulatorio, teniendo en cuenta la necesidad de múltiplos exactos (armónicos) que forma parte de la naturaleza ondulatoria en relación al aumento de energía, nos sale una curva logarítmica como la gráfica ¿a)¿ como predicción de la relación entre la longitud de onda (horizontal) e intensidad energética (vertical). El experimento del ¿cuerpo negro¿ al calentarlo hasta una temperatura dada, emitía una cantidad máxima de energía radiante con una longitud de onda determinada y a partir de ahí disminuía la energía radiada a medida que aumentaba también la longitud de onda tal como figura en la gráfica "b)". Este comportamiento era muy diferente de lo esperado por la teoría ondulatoria "pura", en las frecuencias de la luz visible, primero emitía luz roja, luego naranja, amarilla, blanca y azul, o sea que a mayor longitud de onda menos energía emitida.
Ahora se trataba de encontrar una explicación a este comportamiento y encontrar la ecuación que cumpla la gráfica "b)".
Max Planck propuso que la energía no se emitía de forma continua sino en forma de paquetes discretos llamados ¿cuantos¿ cuyos valores están conectados con la frecuencia de radiación, la ecuación que explica el comportamiento manifestado por el "experimento" es E(energía radiante)=h(constante de Planck) por v(frecuencia),(E=hxv) esta explicación implica la existencia de partículas (fotones) y la dualidad de la luz (y otras muchas cosas) como onda y partícula según como la observemos, de forma que nos aparece una realidad física que reacciona ante la observación.
La constante de Plank es 6,626x10 elevado a -34 Julios x segundo, y este es otro de los ingredientes fundamentales de nuestro universo.
Sebastián García Sánchez
14/11/2005 23:06:25
