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646 Capítulo 33 Luz e iluminación
Figura 33.6 La teoría electromagnética sostiene que la luz se propaga como campos transversales oscilatorios.
La energía se divide por igual entre los campos eléctrico E y magnético B, que son perpendiculares entre sí.
se divide por igual entre los campos eléctricos y magnéticos que son perpendiculares entre sí.
Ambos campos oscilan en forma perpendicular a la dirección de propagación de la onda, como
muestra la figura 33.6. Por tanto, una onda luminosa no tendría que depender de una materia
que vibrara. Se propagaría mediante campos oscilatorios transversales. Una onda de ese tipo
“surgiría” de los alrededores de una carga acelerada y cruzaría el espacio con la velocidad de
la luz. Las ecuaciones de Maxwell predijeron que el calor y la acción eléctrica, al igual que la
luz, se propagaban a la rapidez de la luz como perturbaciones electromagnéticas.
En 1885 H.R. Hertz logró confirmar experimentalmente la teoría de Maxwell, al probar
que la radiación de la energía electromagnética puede ocurrir a cualquier frecuencia. Es decir,
la luz, la radiación térmica y las ondas de radio son de la misma naturaleza, y todas ellas
viajan a la rapidez de la luz (3 X 108 m/s). Todos los tipos de radiación pueden ser reflejados,
enfocados mediante lentes, polarizados, etcétera. Parecía que la naturaleza ondulatoria de la
luz no podía ya ser puesta en duda.
La confirmación de la teoría electromagnética despejó el camino para la caída del postulado
del “éter transportador de luz”. En 1887, A. A. Michelson, un físico estadounidense, demostró en
forma contundente que la velocidad de la luz es constante, independientemente del movimiento
de la fuente. No pudo encontrar ninguna diferencia entre la rapidez de la luz al viajar en dirección
al movimiento de la Tierra y al viajar en dirección opuesta a dicho movimiento. Las personas
que estén interesadas en estudiar más a fondo este análisis, deben analizar el experimento de
Michelson-Morley. Más tarde, Einstein interpretó los resultados de Michelson, lo que significó
que el concepto de éter debía ser abandonado en favor de espacio completamente vacío.
Maxwell pudo mostrar que la rapidez de cualquier onda electromagnética se relaciona
con la permeabilidad ¡x y que la permitividad e del medio en el cual viaja. Para el espacio
libre, hemos mostrado que estos valores son
/x0 = 477 X 1CT7 N • s2/C2 y e0 = 8.85 X 10~12 C2/N • m2
La velocidad de la luz puede determinarse a partir de
1
c - .------- (33.1)
La sustitución de las constantes revela que la velocidad de la luz es
c = 2.99792458 X 108 m /s (33.2)
Como las ondas electromagnéticas viajan a la misma rapidez que la correspondiente a la luz,
el tratamiento de la luz como onda electromagnética está sustentado.
Con la redefinición del metro en 1983, el estándar internacional para la medición de la
luz se volvió la distancia recorrida por la luz en un tiempo de 1/299 792 458 s medido por