Concepto de
Luz

Te explicamos todo sobre la luz, la historia de su estudio, cómo se propaga y otras características. Además, luz natural y artificial.

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La luz es una forma de radiación visible al ojo humano.
  1. ¿Qué es la luz?

Lo que llamamos luz es la parte del espectro electromagnético que puede ser percibida por el ojo humano. Existen, aparte de ella, diversas formas de radiación electromagnética en el universo, propagándose por el espacio y transportando energía de un lugar a otro, como la radiación ultravioleta o los rayos x, pero ninguna de ellas podemos percibirlas naturalmente.

Como esas otras formas de la radiación, la luz visible está compuesta por fotones (del vocablo griego phos, “luz”), un tipo de partículas elementales que carecen de masa. Los fotones presentan un comportamiento doble: como ondas y como partículas. Son los responsables de las particulares propiedades físicas de la luz.

La óptica es la rama de la física encargada de estudiarla, tanto en sus propiedades lumínicas como en sus efectos sobre la materia. Sin embargo, son muchas otras disciplinas las que se interesan en la luz, como la química, la física teórica o también la física cuántica.

  1. Historia de la luz

La naturaleza de la luz ha intrigado a la raza humana desde tiempos ancestrales, en que se la consideraba una propiedad de la materia, algo que emanaba de las cosas mismas. También se la vinculaba con el Sol, el astro rey en la mayoría de las religiones y cosmovisiones de la humanidad primitiva, y por lo tanto también con el calor y con la vida.

Los antiguos griegos entendían la luz como algo cercano a la verdad de las cosas. Fue estudiada por filósofos como Empédocles y Euclides, quienes ya habían descubierto varias de sus propiedades físicas. A partir del Renacimiento europeo, en el siglo XV, su estudio y aplicación a la vida humana tomó un gran impulso, con el desarrollo de la física moderna y de la óptica.

Posteriormente, el manejo de la electricidad trajo consigo la posibilidad de iluminar artificialmente nuestros hogares y ciudades, dejando de depender del Sol o de la quema de combustibles (lámparas de gasoil o kerosén). Así se sembraron las bases de la ingeniería óptica que se desarrolló en el siglo XX.

Gracias a la electrónica y la óptica fue posible el desarrollo de aplicaciones para la luz que siglos atrás habrían sido impensables. Aumentó nuestra comprensión de su funcionamiento físico, en parte gracias a las teorías cuánticas y al enorme avance en la física y la química que tuvo lugar gracias a ellas.

A este recorrido debemos tecnologías tan dispares como el láser, el cine, la fotografía, el fotocopiado o los paneles fotovoltaicos.

  1. Características de la luz

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En la luz están contenidos todos los colores.

La luz es una emisión de fotones de forma ondulatoria y corpuscular, o sea, que al mismo tiempo se comporta como si estuviera hecha de ondas y de materia, respectivamente.

Se desplaza siempre en línea recta, a una velocidad y ritmo definidas. De hecho, la frecuencia de las ondas lumínicas determina el nivel de energía de la luz, mientras que la longitud de onda es lo que diferencia a la luz visible de otras formas de radiación.

En la luz están contenidos los colores, aunque la luz se vea blanca, ordinariamente. Eso puede evidenciarse al apuntarla a un prisma y descomponerla en los tonos del arcoíris. Sin embargo, la materia absorbe de ella gran parte del espectro y refleja únicamente un color, razón por la cual las cosas tienen el color que tienen.

La excepción es el blanco, que refleja todos los colores (o sea, devuelve la luz por completo) y el negro, que no devuelve ningún color, sino que los absorbe todos. Los colores del espectro perceptible por nuestro ojo van desde el rojo (700 nanómetros) al violeta (400 nanómetros).

  1. Propagación de la luz

La luz se propaga en línea recta y a una velocidad de 299.792.4458 metros por segundo en el vacío. Si le toca atravesar medios densos o complejos, se mueve a distintas velocidades.

El astrónomo danés Ole Roemer hizo la primera medición aproximada de la velocidad de la luz en 1676. Desde entonces, la física ha afinado enormemente los mecanismos de medición y ha llegado a dar con la cifra exacta.

El fenómeno de las sombras también tiene que ver con la propagación de la luz: al impactar contra un objeto opaco, la luz proyecta su silueta sobre el fondo, delineando la porción bloqueada por el objeto. La sombra se compone de dos etapas: una más luminosa, llamada penumbra; y otra más oscura, llamada umbra.

La geometría ha sido una herramienta importante a la hora de estudiar la propagación de la luz o de diseñar artefactos que, sabiendo su comportamiento, le saquen provecho para obtener determinados efectos. Es así que nacieron el telescopio y el microscopio, por ejemplo.

  1. Fenómenos de la luz

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La refracción se produce porque disminuye la velocidad de la luz al pasar por el agua.

Los fenómenos de la luz son alteraciones, variaciones y efectos visuales que experimenta al someterse a determinados medios o determinadas condiciones físicas. Muchos de ellos son visibles a diario, incluso si no sabemos bien cómo operan.

  • La reflexión. Al impactar sobre determinadas superficies, la luz es capaz de “rebotar”, es decir, de cambiar su trayectoria describiendo ángulos determinados y predecibles. Por ejemplo, si el objeto sobre el que impacta es liso y posee propiedades reflejas, como puede ser la superficie de un espejo, la luz se reflejará en el mismo idéntico ángulo que traía, pero en dirección contraria. Es así, justamente, cómo funcionan los espejos.
  • La refracción. En cambio, cuando la luz pasa de un medio transparente a otro, con una diferencia notoria de densidades, puede darse un fenómeno conocido como refracción. El ejemplo clásico de ello lo constituye el paso de la luz entre el aire (menos denso) y el agua (más densa), cosa que puede evidenciarse al introducir un cubierto en un vaso con agua y notar cómo la imagen del cubierto pareciera interrumpirse y duplicarse, como si hubiera un “error” en la imagen. Esto se debe a que el agua cambia su velocidad de desplazamiento, generando una ilusión óptica por refracción.
  • La difracción. Similarmente, cuando los rayos de luz rodean a un objeto o pasan a través de aberturas en un cuerpo opaco, experimentarán un cambio en su trayectoria, produciendo un efecto de apertura, como ocurre con los faros de un automóvil durante la noche. Esta es una propiedad que la luz comparte con otros tipos de ondas.
  • La dispersión. Esta propiedad de la luz es la que nos permite obtener el espectro de color completo al dispersar el haz de luz, es decir, es lo que ocurre cuando la hacemos atravesar un prisma, o lo que ocurre cuando la luz atraviesa las gotas de lluvia en la atmósfera y genera así un arcoíris.
  • La polarización. Este fenómeno ocurre cuando la luz oscila en más de una orientación, o sea, cuando la luz, por efecto de algún medio o de alguna alteración de su origen, se propagan de manera más débil o controlada. Es lo que ocurre, por ejemplo, cuando usamos lentes de sol: los cristales polarizan la luz que reciben nuestros ojos, disminuyendo su intensidad y cambiando a menudo de color ligeramente.
  1. Luz solar y luz artificial

La fuente de luz tradicional de la humanidad ha sido la proveniente del Sol, esa gigantesca explosión atómica en el espacio que nos irradia constantemente con luz visible, calor, luz ultravioleta y radiaciones de otros tipos.

La luz solar es indispensable para la fotosíntesis y para mantener la temperatura del planeta dentro de rangos compatibles con la vida. Es semejante a la luz que observamos de las otras estrellas de la galaxia, aunque estas se encuentran a miles de millones de kilómetros de distancia,.

Sin embargo, desde épocas muy tempranas el ser humano ha intentado imitar esa fuente de luz natural. Inicialmente lo hizo mediante el dominio del fuego, con antorchas y fogatas, que requerían de materiales combustibles y eran poco duraderas.

Posteriormente utilizó velas de cera que ardían de manera controlada, y mucho después farolas que quemaban aceite u otros hidrocarburos, surgiendo así la primera red de iluminación urbana. Esta misma fue luego reemplazada por gas natural. Eventualmente se llegó al uso de electricidad, su versión más segura y eficaz.

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Referencias:

Última edición: 27 de septiembre de 2019. Cómo citar: "Luz". Autor: María Estela Raffino. De: Argentina. Para: Concepto.de. Disponible en: https://concepto.de/luz/. Consultado: 14 de octubre de 2019.