A lo largo de la
Historia las ideas sobre la naturaleza de la luz y de las
distintas radiaciones ha ido cambiando. En la antigüedad (Grecia), apenas se describen
los fenómenos, dando explicaciones a veces místicas, nada científicas. Los árabes (Al-Hazen, sobre el s. XI),
describen los fenómenos de reflexión y refracción, pero poco más.
En la primera mitad del s. XVII se describen las leyes
experimentales (refracción, por Snell, en 1621). Descartes publica su Dióptrica en 1637.
Hay que esperar hasta finales del S. XVII para encontrar
teorías científicas sobre la naturaleza de la luz. Huygens, en 1690, y Newton, en 1704, exponen teorías
contrapuestas:
Huygens. Teoría ondulatoria: La luz se propaga como una
onda mecánica longitudinal.
- Necesita un medio ideal, el éter.
- Propagación rectilínea debido a que la frecuencia de la
luz es muy alta.
- Los colores se deben a diferentes frecuencias.
- La luz debe experimentar fenómenos de interferencia y
difracción, característicos de las ondas.
- Su velocidad será menor en medios más densos.
Inconvenientes:
- Al ser una onda mecánica, necesita de un
medio material para poder propagarse por el espacio entre el Sol y la
Tierra . Este medio teórico, ideal, que nadie había
observado, se le llamó éter, debía tener extrañas propiedades: mucho más rígido que el
vidrio y, sin embargo, no oponer ninguna resistencia al movimiento de los planetas.
- Hasta esa fecha no se habían observado interferencias o
difracción en la luz.
Newton. Teoría corpuscular: La luz está formada por
partículas materiales
- Partículas de masa pequeña y velocidad muy grande.
- Propagación rectilínea debido a la gran velocidad de las
partículas.
- Los colores se deben a partículas de distinta masa.
- No debe producir interferencia ni difracción.
- Su velocidad será mayor en medios más densos.
Inconvenientes:
- No deja clara la refracción.
- No explica cómo pueden cruzarse rayos de luz sin que choquen
las partículas.
Por razones de prestigio científico, prevaleció la teoría de
Newton, dejando olvidada la de Huygens. Hasta que Young, en 1801, observó interferencias en la luz;
Fresnel, en 1815, observa la difracción (y demuestra que las ondas son transversales); y Foucault, en 1855, comprobó que
la velocidad de la luz en el agua es menor que en el aire. Se rescató entonces la teoría ondulatoria como válida.
Maxwell. Teoría Electromagnética:
En 1865, el físico escocés James C. Maxwell publica
su Teoría Electromagnética, en la que unificaba la electricidad y el magnetismo. Como una consecuencia de
dicha teoría, llegó a la conclusión de que los campos E y B podían propagarse como ondas en el espacio. Predijo
así la existencia de ondas electromagnéticas.
La velocidad de dichas ondas, dada por la expresión:
daba como resultado un valor que coincidía con el medido por Foucault para la luz.
Hertz, en 1887, comprobó experimentalmente la
predicción de Maxwell, generando o.e.m. usando el fenómeno de inducción electromagnética.
Emplea un generador de chispas. Consigue que, a cierta
distancia, salte una chispa en un circuito receptor.
La chispa de alta frecuencia originada es, básicamente,
una corriente variable. Esta corriente crea un campo magnético variable en las inmediaciones de la chispa.
Por inducción, se crea un campo eléctrico variable que vuelve a generar un campo magnético variable... y así
sucesivamente. La energía que se suministra a las cargas en el receptor se ha transmitido a una cierta distancia.
Tenemos, en resumen, una perturbación que se propaga por el espacio como una onda.
Posteriormente, Hertz comprueba que las o.e.m.
obedecen las leyes de reflexión y refracción, del mismo modo que la luz. Se llega a la conclusión de que la
luz es una onda electromagnética.
