Historia de la luz: Modelo Ondulatorio vs Modelo Corpuscular

Modelo Ondulatorio

A finales del siglo XVII, el físico y matemático holandés Christian Huygens propuso que la luz tenía un comportamiento ondulatorio, ya que la propagación rectilínea, la reflexión y la refracción eran perfectamente explicables mediante las ondas. Explicaciones que dio Huygens:

• La luz se propaga en línea recta: Se puede considerar la luz como un frente de ondas plano que viaja en trayectoria rectilínea.
• La reflexión de la luz: Esto se explicaría mediante un modelo matemático, donde cada frente de ondas se comporta de manera equivalente a un rayo de luz. Huygens consideraba que la luz era una onda longitudinal, al igual que el sonido, y que requería un medio material para propagarse, denominado éter.

Modelo Corpuscular

El físico Isaac Newton propuso que el modelo corpuscular, donde consideraba que la luz estaba compuesta por diminutas partículas (corpúsculos) emitidas desde una fuente luminosa. Explicaciones de Newton:

• La luz se propaga en línea recta: Los corpúsculos serían como pequeños proyectiles que siguen una trayectoria rectilínea.
• La formación de sombras: Se podría interpretar que los corpúsculos son detenidos por los obstáculos.
• La reflexión de la luz en objetos: Al igual que una bola de billar rebota en el canto de una mesa, los corpúsculos rebotan al encontrarse con ciertos obstáculos. La refracción y difracción quedaron sin resolver a pesar de esta teoría.

Siglo XVII

Newton perfecciona el telescopio reflector. En el año 1675, el astrónomo danés Ole Christensen Roemer logró realizar la primera medición de la rapidez de la luz. Para ello utilizó la distancia que hay entre la tierra y una de las lunas de Júpiter. Roemer pudo establecer un valor de 2,2·10⁸ m/s para la rapidez de la luz. En 1822, Fresnel inventa una lente de gran abertura y corta distancia focal conocida como lente de Fresnel.

Siglo XIX

En el año 1850, el físico y astrónomo francés Armand Hippolyte Fizeau desarrolló un sistema mecánico para medir la rapidez de la luz. Este consistía en hacer incidir un haz de luz a través de una rueda dentada rotatoria. Cuando la rapidez de rotación alcanzada por la rueda llegaba a cierto nivel, un rayo de luz, que pasaba a través de un orificio por la rueda, era reflejado por un espejo y retornaba al observador. Fizeau pudo determinar que la rapidez de la luz era de 3,1·10⁸ m/s, un 5% superior al valor aceptado en la actualidad, el cual es 3·10⁸ m/s.

Desde 1826 comienza a utilizarse la cámara fotográfica para registrar imágenes.

En 1801, el científico inglés Thomas Young realizó el experimento conocido como "la doble rendija", donde observó que la luz experimentaba difracción e interferencia. Con ello demostró que la luz era una onda y entregó evidencias para descartar el modelo corpuscular. (Casi de forma paralela, el físico francés Augustin Fresnel, utilizando cristales romboidales, observó que la luz se polarizaba y infirió que la luz era una onda transversal)

A mediados del siglo XIX, el físico James Clerk Maxwell planteó la teoría electromagnética, en ella relacionó fenómenos como la electricidad y el magnetismo con la luz. Realizó un notable desarrollo matemático de su teoría, que resumió en cuatro ecuaciones conocidas como las ecuaciones de Maxwell. Uno de sus principales aspectos es que las ondas electromagnéticas se producían por cargas eléctricas aceleradas o fluctuaciones del campo eléctrico y/o magnético. Se confirmó que las ondas electromagnéticas eran transversales.

Siglo XX y actualidad

En 1913, Niels Bohr basándose en los estudios de Max Planck y de Rutherford propuso un nuevo modelo de átomo, en este, el núcleo de carga positiva era orbitado por un electrón de carga negativa. Cuando el electrón salta de una órbita a otra, emite o absorbe un fotón de luz.