Cómo funciona la luz

Una vez que Maxwell introdujo el concepto de ondas electromagnéticas, todo encajó. Ahora los científicos podían desarrollar un modelo de trabajo completo de la luz utilizando términos y conceptos, como la longitud de onda y la frecuencia, basados en la estructura y la función de las ondas. Según ese modelo, las ondas de luz tienen muchos tamaños. El tamaño de una onda se mide como su longitud de onda, que es la distancia entre dos puntos cualesquiera de ondas sucesivas, normalmente de pico a pico o de valle a valle. Las longitudes de onda de la luz que podemos ver van de 400 a 700 nanómetros (o milmillonésimas de metro). Pero la gama completa de longitudes de onda incluida en la definición de radiación electromagnética se extiende desde 0,1 nanómetros, como en los rayos gamma, hasta centímetros y metros, como en las ondas de radio.

Las ondas de luz también se presentan en muchas frecuencias. La frecuencia es el número de ondas que pasan por un punto del espacio durante un intervalo de tiempo cualquiera, normalmente un segundo. La medimos en unidades de ciclos (ondas) por segundo, o hercios. La frecuencia de la luz visible se denomina color, y oscila entre los 430 billones de hertzios, que se ven como rojo, y los 750 billones de hertzios, que se ven como violeta. De nuevo, la gama completa de frecuencias se extiende más allá de la parte visible, desde menos de 3 billones de hertzios, como en las ondas de radio, hasta más de 3 billones de hertzios (3 x 1019), como en los rayos gamma.

La cantidad de energía de una onda luminosa está relacionada proporcionalmente con su frecuencia: La luz de alta frecuencia tiene alta energía; la luz de baja frecuencia tiene baja energía. Así, los rayos gamma son los que tienen más energía (parte de lo que los hace tan peligrosos para los humanos), y las ondas de radio son las que tienen menos. De la luz visible, el violeta tiene la mayor energía y el rojo la menor. Toda la gama de frecuencias y energías, que se muestra en la figura adjunta, se conoce como espectro electromagnético. Obsérvese que la figura no está dibujada a escala y que la luz visible ocupa sólo una milésima parte del espectro.

Este podría ser el final de la discusión, si no fuera porque Albert Einstein no podía dejar que las ondas de luz aceleradas se quedaran quietas. Su trabajo a principios del siglo XX resucitó la vieja idea de que la luz, sólo quizás, era una partícula después de todo.