Fisica General Burbano

DISPERSIÓN DE LA LUZ. ESPECTROSCOPÍA 613
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za en los espectroscopios para el análisis de los espectros de diversas sustancias, la salida consistía
en bandas delgadas y coloreadas de luz, por lo que se les llamaron líneas espectrales. Independientemente,
Joseph Fraunhofer (1787-1826), impulsó el estudio de las líneas espectrales, aplicando
el principio de interferencia de Huygens-Fresnell; descubrió accidentalmente la línea doble del
Sodio e hizo las primeras determinaciones de longitudes de onda usando «redes de difracción».
Gustav Rober Kirchhoff (1824-1887) y Rober Wilhelm Bunsen (1811-1899) en sus trabajos conjuntos,
establecen que cada tipo de átomo tiene sus características líneas espectrales. A partir de
aquí, comienza otra historia, la de la Óptica Cuántica que relataremos más adelante.
Mientras ocurría todo esto en el campo de la óptica, el estudio de la electricidad y el magnetismo,
a los que no se les consideraba relacionados con los fenómenos luminosos, avanzaban en este
sentido; el físico experimental más grande que ha existido, Michael Faraday (1791-1867), en 1846
descubrió el efecto que lleva su nombre: cuando un haz de luz polarizada se propaga en un campo
magnético, el plano de polarización de la luz sufre una rotación; de esta forma establece una interrelación
entre el electromagnetismo y la luz.
Unos pocos años más tarde, estimulado por los trabajo de Faraday, James Clerk Maxwell
(1831-1879), realizó un análisis empírico sobre las ondas electromagnéticas (Capítulo XXIII), llega
a la conclusión de que la velocidad de propagación de un campo electromagnético es: c = 1/ em
como el valor e (coeficiente dieléctrico del medio) es para el vacío: e 0
= 1/4p9 × 10 9 C 2 /N · m 2 ,
(en el sistema internacional) y el de m 0
(permeabilidad magnética del vacío) es 4p/10 7 N/A 2 , se
obtiene para c el valor:
c =
1
4p
4p
× 9 × 10 × 10
9 7
16 8
= 9 × 10 = 3 × 10 m/s = 300 000 km/s
La coincidencia en los valores de las velocidades de propagación del campo electromagnético
y de la luz, en el vacío, hacen afirmar a Maxwell que las ondas luminosas son ondas electromagnéticas.
Maxwell murió a la edad de 48 años, antes de ver la confirmación experimental a sus teorías,
las cuales, como ya se dijo en el capítulo XXIII, fueron verificadas por Heinrich Hertz (1857-1894).
Aunque Maxwell conservó en sus estudios el «éter electromagnético», Einstein hizo abandonar
tal idea (capítulo XXVII) afirmando, también, que la velocidad de la luz en el vacío es una
constante fundamental de la Naturaleza, la cual no varía cualquiera que sea la velocidad del observador.
Las teorías de Planck, Einstein y De Broglie, serán reseñadas en el capítulo XXVIII.
Los fenómenos luminosos que se describen a continuación, se estudian bajo el punto de vista
de la teoría ondulatoria.
A) DISPERSIÓN DE LA LUZ. ESPECTROSCOPÍA
XXVI – 2. Características de las ondas luminosas. Colores
La energía que transporta una onda luminosa impresiona nuestro ojo cuando su frecuencia
está comprendida aproximadamente entre 4 × 10 14 Hz y 8 × 10 14 Hz, a las que le corresponden,
también aproximadamente, las longitudes de onda en el vacío de 380 a 780 nm.
En colorimetría se suele emplear para los distintos valores de l del espectro la unidad nm
(nanómetro) o mµ (milimicra) siendo ambas iguales a 10 –9 m; sin embargo es física atómica suele
preferirse el angstron (Å) para su medida, que equivale: 1 Å = 10 –10 m.
LUZ MONOCROMÁTICA es la formada por radiaciones de una sola longitud de onda; la LUZ BLANCA
está integrada por luces monocromáticas de longitudes de onda comprendidas entre los límites de
visibilidad sin solución de continuidad, es decir, por todas las longitudes de onda entre los límites
citados.
La longitud de onda de una radiación visible caracteriza a la luz, impresionando de una forma
especial nuestra retina y produciendo la sensación de color. De mayor a menor longitud de onda
las tonalidades de los colores son: Rojo, anaranjado, amarillo, verde, azul, añil y violeta.
Fig. XXVI-4.– Intervalos aproximados de color en el espectro visible.