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Fotograma de 2001. A Space Odyssey (1968) de Stanley Kubrick

¿Qué es la luz? (Parte Segunda)

ESPACIO DIDÁCTICO

Por Noel Méndez Budia
Área de cine de la EMAV

Como explicamos anteriormente la luz es una forma de energía electromagnética en movimiento. Newton pensaba que la luz y la gravedad se movían sólida e instantáneamente. Fue Faraday el que descubrió que la luz se adaptaba como una onda. Como flechas que llenan todo el espacio. Las cargas de la luz generan campos eléctricos y cuando se mueven generan campos magnéticos complementariamente, intercambiando energía eléctrica y magnética. Estos campos no se crean en la misma dirección, sino que son ortogonales. Un campo es perpendicular al otro.

Sabemos que la luz se propaga en línea recta desde la fuente y se desplaza en forma de ondas perpendiculares a la dirección del rayo. Generándose así los principales fenómenos de la propagación que conocemos como reflexión, refracción, difusión, dispersión, absorción y polarización. Verte reflejado en la orilla de un río se debe a la reflexión. El agua es un material translúcido y una parte de la luz se absorbe y otra se refleja creando imágenes sobre su superficie si está en calma. Ver los objetos deformados debajo del agua se debe a la refracción. La luz pasa del aire al medio líquido formado por materia de estado menos a más concentrado. La luz excita la materia del nuevo medio que emite un nuevo campo que se opone. Eso nos hace creer que los objetos se deforman. Que podamos ver el cielo azul se debe a la dispersión, la luz choca contra las moléculas del aire que son oxígeno, nitrógeno y gases nobles entre otros, dispersando el color azul. Vemos las nubes blancas porque básicamente son vapor de agua, las gotas de agua son partículas grandes y dispersan todos los colores en todas las direcciones. Vemos los amaneceres y atardeceres rojos debido a la posición del Sol que hace que los rayos deban atravesar más cantidad de atmósfera, desviándose demasiadas longitudes de ondas azules y llegando mayoritariamente los tonos cálidos.

La luz viaja a 3×108 en el vacío del espacio, aunque ahora también sabemos que el vacío no existe, en el espacio siempre hay ondas, ya sean gravitacionales, electromagnéticas. Según la teoría de la relatividad de Albert Einstein la velocidad de la luz es una constante y no puede haber nada más rápido que la luz. A esta velocidad la luz tarda ocho minutos y veinte segundos en viajar del Sol a la Tierra. Lo que significa que cuando vemos la puesta de Sol, hace ocho minutos y veinte segundos que el Sol ya no está en esa posición. Que la velocidad de la luz sea una constante y el tiempo una variable no es algo sin importancia, ya que da lugar a la dilatación del tiempo, que ocurre por velocidad o por gravedad. El tiempo transcurre más despacio para las personas que viajan en vehículos rápidos (sufren una mayor aceleración), en relación con aquellas que están sin moverse. Pudimos ver sus efectos prácticos en el film Interstellar. Pero tenemos un pequeño ejemplo en la Estación Internacional que debido a la diferencia de velocidades con la Tierra su tiempo transcurre 0,007 segundos más lento o en los satélites que orbitan la Tierra que padecen un desajuste temporal. Sin estas correcciones todos nuestros GPS irían mal.

«Nosotros, los mortales, logramos la inmortalidad en las cosas que creamos en común y que quedan después de nosotros»

La luz está compuesta de partículas, llamadas fotones. Es la partícula portadora de todas las formas de radiación electromagnética. Los fotones carecen de masa y no necesitan acelerar, cuando se crean ya viajan a su máxima velocidad. Los fotones son justamente los encargados de estimular los fotoreceptores (fotodiodos) de nuestros sensores comos los de las cámaras, así como los de nuestros ojos. Sin luz no habría imagen posible. La luz tiene longitudes de onda dominantes, dependiendo de éstas cambia nuestra percepción del color. A esto le llamamos temperatura de color y su medida es el kelvin. Para entender los colores dominantes estos se comparan con un cuerpo negro calentado. Un cuerpo negro a temperatura ambiente (unos 300K) emite radiación en infrarrojos. Si lo calentamos empieza a emitir radiación visible (se pone al rojo vivo) y si subimos la temperatura pasará del naranja al amarillo, azul y violeta. A unos 6000K estará a la temperatura del Sol (unos 6000ºC) emitiendo en todo el espectro visible luz blanca y después de eso empezará a emitir ultravioleta también. Para el ojo humano generalmente es complicado ver la temperatura de color, ya que la mente se adapta al color, es más sencillo cuando mezclamos luces y comparamos con un mismo objeto.

Hay algo muy interesante también en todo esto, cuando menor intensidad tiene una luz más fácil es ver su frialdad o calidez. Un ejemplo es la comparación de una lámpara con poca iluminancia fría y la luz del Sol. Al tener el Sol mucha mayor intensidad no la observamos como fría.

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