Teorías de la luz: de Newton a la onda electromagnética de Maxwell

Las Teorías Históricas de la Naturaleza de la Luz

1. Teoría Corpuscular

Propuesta en el siglo XVII por el físico inglés **Isaac Newton**, esta teoría postula que la luz está compuesta por diminutas partículas.

Bases de la Teoría Corpuscular de Newton:

• La luz está formada por diminutas partículas llamadas **corpúsculos** que salen de la fuente luminosa.
• La luz se propaga en línea recta, ya que la trayectoria de los corpúsculos es rectilínea.
• Cuando un objeto se interpone en el camino de la luz, esta rebota en él (fenómeno de **reflexión**) y se produce sombra.
• La luz logra traspasar ciertos materiales, como lo hacen proyectiles o balas, explicando la **refracción** de la luz.

2. Teoría Ondulatoria

Desarrollada también en el siglo XVII por el científico neerlandés **Christiaan Huygens**, esta teoría propone que la luz es una onda.

Bases de la Teoría Ondulatoria de Huygens:

• Huygens planteó que la luz es una **onda** y que se propaga en un medio denominado "**éter**" (una sustancia gelatinosa, no vacía).
• La luz experimenta **reflexión** y **refracción**, fenómenos característicos de las propiedades ondulatorias.

Controversias y Limitaciones de las Teorías Iniciales

¿En qué fallaba cada teoría?

• Teoría Corpuscular: Si la luz está formada por corpúsculos, ¿por qué los cuerpos no pierden masa al emitirlos?
• Teoría Ondulatoria: No admitía la propagación de la luz en el vacío, lo que llevó a postular la existencia del éter, cuya existencia no pudo ser confirmada.
• Ambas Teorías: ¿Se observarían los fenómenos de **difracción** e **interferencia** en la luz, tal como ocurre con otras ondas? Estas teorías iniciales tenían dificultades para explicar estos fenómenos.

Resolución de la Controversia y el Experimento de Young

¿En qué quedó la controversia?

• Inicialmente, alrededor de 1670, se adoptó la teoría corpuscular de Newton debido a su gran prestigio.
• Más tarde, los científicos se dieron cuenta de que esta teoría no lograba explicar los fenómenos de **difracción** e **interferencia** de la luz.
• Ambos fenómenos, característicos de las ondas, fueron posibles de explicar gracias a los experimentos realizados por **Thomas Young** en 1801, lo que representó un punto a favor de la teoría ondulatoria.

El Experimento de Young:

El **experimento de Young** demostró la **difracción** e **interferencia luminosa** por **superposición de ondas**, consolidando la naturaleza ondulatoria de la luz para muchos fenómenos.

La Teoría Electromagnética de la Luz

Teoría Electromagnética (Onda Electromagnética)

Planteada en 1873 por el físico escocés **James Clerk Maxwell**, quien, a través de cálculos matemáticos, desarrolló la idea de que la luz es una **onda electromagnética**.

• Las **ondas electromagnéticas** se pueden transmitir en el vacío con una **velocidad constante** de aproximadamente **3 x 10⁸ m/s**. Con esto, se desechó la necesidad de la existencia del éter.
• Las ondas electromagnéticas se propagan por la oscilación conjunta de **campos eléctricos** y **campos magnéticos**, que son indivisibles entre sí.

La velocidad de la luz en el vacío es:

c ≈ 3 x 10⁸ m/s = 300.000.000 m/s

Medición de la Velocidad de la Luz

Experimentos que permitieron el cálculo aproximado de la velocidad de la luz (c):

• **Ole Rømer** (1644-1710), astrónomo danés, realizó la primera estimación cuantitativa de la velocidad de la luz en 1676, observando las lunas de Júpiter.
• **Armand Hippolyte Louis Fizeau** (1819-1896), físico francés, realizó la primera medición terrestre precisa de la velocidad de la luz en 1849.