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La teoría ondulatoria de la luz es una teoría que busca explicar la naturaleza de la luz y considera a esta una onda electromagnética. Fue formulada en 1678 por el físico holandés Christian Huygens, aunque en su momento tuvo escasa aceptación por parte de otros científicos.
A lo largo de su historia, la humanidad siempre sintió un vivo interés por comprender la luz, y en cada época, científicos y pensadores elaboraron diversas teorías. Sin embargo, la teoría ondulatoria es la que explica con mayor acierto fenómenos propios de la luz, como la interferencia, que consiste en la superposición de dos o más ondas en un lugar del espacio.
1. La teoría ondulatoria de la luz fue creada por el físico holandés Christian Huygens en 1678. Fuente: F. Zapata.
La interferencia es un fenómeno que solo ocurre en las ondas, no en las partículas (a nivel macroscópico).
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Historia
Los descubrimientos científicos del siglo XIX aportaron una fuerte evidencia que soporta a la teoría ondulatoria. Uno de ellos fue el patrón de bandas claras y oscuras que el físico inglés Thomas Young encontró en su famoso experimento de la doble rendija. Únicamente las ondas son capaces de tal comportamiento (ver figura 7).
Pero antes de eso la luz fue considerada también como un chorro de partículas que emanaba de los objetos: es la teoría corpuscular de la luz propuesta por Isaac Newton (1642-1727), de quien Huygens fue más o menos contemporáneo.
2: teoría de Huygens y Einstein
Con su teoría corpuscular, Newton también pudo explicar satisfactoriamente fenómenos cotidianos como la refracción y la reflexión. Y a comienzos del siglo XX surgieron nuevos hallazgos a favor de dicha teoría.
Entonces cabe preguntarse: ¿qué es finalmente la luz? La respuesta está en una naturaleza dual: al propagarse, la luz exhibe comportamiento de onda y al interactuar con la materia, lo hace como una partícula: el fotón.
Explicación
La reflexión y la refracción de la luz son comportamientos que esta tiene cuando pasa de un medio a otro. Gracias a la reflexión vemos nuestro reflejo en superficies metálicas pulidas y en espejos.
3: Refracción de la luz
La refracción se observa cuando un lápiz o una varilla parecen dividirse en dos al estar parcialmente sumergidos en agua o simplemente los vemos a través del vidrio del vaso.
4. La refracción de la luz al pasar del aire a medios diferentes, como vidrio y agua, ya que en cada uno cambia su dirección y su velocidad. Fuente: Wikimedia Commons. De Mehran Moghtadai – Trabajo propio, CC BY-SA 3.0.
Por otro lado, la luz viaja en línea recta, algo que Christian Huygens también había observado y para explicarlo. Huygens propuso lo siguiente:
-La luz consiste en un frente de ondas plano que se propaga siguiendo una línea recta.
-Tanto la reflexión como la refracción se producen porque cada frente de ondas es equivalente a un rayo de luz.
-Se requiere un medio material llamado éter, para que la luz se propague, tal y como el sonido necesita del aire para transmitirse.
Huygens creía que la luz era una onda longitudinal, al igual que el sonido, cuyo comportamiento era mucho mejor conocido para la época gracias a los experimentos de Robert Boyle (1627-1691). Así lo dejó plasmado en su obra titulada Tratado de la luz.
Muchos científicos buscaron afanosamente al éter propuesto por Huygens, pero nunca dieron con él.
Y como la teoría corpuscular de Newton también explicaba la reflexión y la refracción, esta prevaleció hasta principios del siglo XIX, cuando Thomas Young llevó a cabo su famoso experimento.