¿QUÉ ES LA LUZ? (1ª parte). Introducción. El origen de los fenómenos electromagnéticos

Este es el primer artículo de una serie en la que trataremos de explicar con palabras sencillas qué es la luz. El fenómeno de la luz, su origen y propiedades, han intrigado al ser humano desde la antigüedad... Qué es, de dónde procede, cómo se transmite, o a qué velocidad se desplaza, son sólo algunas de las preguntas a las que se ha tenido que enfrentar la ciencia desde hace siglos. La luz visible, los fotones, las ondas de radiofrecuencia, los rayos X y demás manifestaciones electromagnéticas, no son más que distintas caras de un mismo fenómeno, así que vamos allá...

Antes de nada, el interés que mueve al autor de esta serie de artículos, no es exclusivamente divulgativo... también debe entenderse como una protesta contra esa histeria bajo la que parecen estar algunos colectivos anti-ondas. Efectivamente, en los últimos años se ha puesto de moda protestar contra la emisión de las ondas electromagnéticas que emiten las compañías telefónicas (antenas de transmisión de señales, Wifi, emisiones de radio, etc...). Incluso, algunas administraciones públicas, foros públicos y centros educativos , han colaborado activamente en la promoción de esta moda carente de sentido.

Pues bien, si el lector está interesado en saber cuánto hay de verdad en los supuestos peligros que se achacan a las ondas electromagnéticas, con esta serie de artículos podrá disponer de  más datos para contrarrestar los argumentos que esgrimen los alarmistas, porque intentaremos explicar qué es la luz, y qué son las ondas electromagnéticas.

¿QUÉ ES LA LUZ?

Dicho en pocas palabras, la luz es la energía que desprenden los electrones, cuando caen a órbitas más bajas dentro de sus átomos. Por tanto, ciñéndonos a esta explicación, la luz NO es una energía mística, no procede del núcleo de un átomo, ni es una vibración del espacio-tiempo. Es tan sencillo como ésto: la energía que desprende un electrón.

 

Por lo general, los electrones de los átomos se encuentran confinados en espacios muy concretos que rodean al núcleo. Estos espacios, conocidos como "orbitales", vienen a ser como las capas esféricas de una cebolla dentro de las cuáles, los electrones se mueven a gran velocidad. Pero para saltar de una capa a otra, necesitan absorber o emitir energía (si saltan a una capa más interior, emiten una porción de energía, y si saltan a capas más externas, deben absorber energía). Pues bien, esta energía que absorben o emiten, es luz. Si al electrón le sobra energía (porque va a decaer a un orbital más bajo), se desprende de ella en forma de luz, y por el contrario, si necesita aumentar su energía para saltar a una capa más externa, deberá absorber energía de algún lado, también en forma de luz.

Los únicos electrones que generan luz son los que se encuentran en la capa más externa de los átomos (los electrones internos no emiten luz, porque la energía que desprenden va a parar al resto de los electrones que los rodean y nunca les sobra energía para generar fotones)

En realidad, la luz es el único fenómeno de la naturaleza que podemos ver: No vemos los objetos, ni las sombras, ni la materia: Sólo vemos la luz.

 

Podemos imaginar que un electrón es un Zepelín (aeronave que flota en el aire gracias al Helio que contiene). Imaginemos que este globo se desplaza hacia adelante y hacia atrás empujado por los vientos, sin necesidad de energía propia, ya que el gas que contiene le permite mantenerse flotando a una altura fija, y por tanto, no consume combustible. Si quisiéramos ascender, el Zepelín necesitaría llenar su globo con más cantidad de Helio, o lo que es igual, necesita que se le aporte energía. Por el contrario, para descender a una posición más baja, el Zepelín necesita desprenderse de un poco de Helio. Pues bien, cada vez que el Zepelín (nuestro electrón) desciende, se deshace de un poco de Helio: ese Helio es como la energía que le sobra a un electrón cuando desciende a una capa más baja de su órbita, y dicha energía sobrante es la luz.

¿CUANTOS TIPOS DE LUZ HAY EN EL UNIVERSO?

Desde el punto de vista estricto, sólo hay un tipo de luz: Toda. En términos domésticos, cuando hablamos de luz nos solemos referir a "la luz visible", es decir, aquélla que nuestros ojos humanos son capaces de percibir. Pero en realidad, todo tipo de energía que desprenden los electrones externos de los átomos cuando decaen a órbitas inferiores, es un mismo y único fenómeno: Energía que se desplaza por el espacio (o por la materia) en forma de ondas electromagnéticas.

 

Por extraño que parezca, tanto las ondas de radio de nuestras antenas, como la luz de una bombilla, o los Rayos X con los que los médicos indagan nuestro interior, son todos ellos LUZ. Las emisiones de microondas de nuestros hornos domésticos modernos son luz... las señales Wifi con las que nos conectamos a internet son luz... la radiación Gamma procedente de los cataclismos estelares, son luz.

Y todos esos fenómenos tienen un mismo origen: el decaimiento orbital de los electrones exteriores de los átomos. Es la forma más pura de energía.

Todos los fenómenos que emiten luz (ondas electromagnéticas) proceden del mismo mecanismo. Cuando encendemos un fósforo, los átomos de este elemento se combinan con el Oxígeno del aire y en este enlace, muchos electrones "caen" a orbitales inferiores, desprendiéndose de su energía sobrante en forma de luz. La luz que procede del Sol también se debe al mismo fenómeno. Incluso la luz no visible (las ondas anteriores al rojo y posteriores al violeta) son fruto del decaimiento de los electrones.

 

Para hacer una clasificación práctica, los físicos han propuesto diferentes nombres para las ondas electromagnéticas, en función de su energía (su frecuencia de onda). Así, tenemos que las ondas menos energéticas (aquéllas que tienen una frecuencia de onda menor) suelen recibir el nombre de Ondas de Radio (porque dichas ondas se transmitían a largas distancias, lo que permitió la transmisión de mensajes "radiados"). Algo más energéticas son las Microondas, cuya longitud de onda coincide con las frecuencias de vibración del agua y otras sustancias, y las hace ideales para cocinar alimentos. Todavía más energéticas, son las ondas de luz visible, aquéllas que nuestros ojos pueden percibir en forma de colores. Y más allá de la lista, están los ultravioletas, rayos X, etc...

Terminaremos este primer artículo de la serie recalcando que TODAS las ondas electromagnéticas son luz, las podamos ver o no. Todas son una forma de energía que se transmite por el espacio en forma de onda. Y añadiremos que la energía de dichas ondas depende directamente de su frecuencia: Cuanto mayor sea dicha frecuencia, más energía transporta.

 

Por eso es importante conocer qué es esa energía que transporta la luz, de qué depende, qué es la longitud de onda, etc. Todas estas cosas las explicaremos en los siguientes artículos, donde podremos conocer que la luz visible, aquélla que procede del Sol o de una simple bombilla, es mucho más energética que la luz invisible de un microondas o una antena Wifi.

 

Si tenías algún miedo acerca del daño que puede causarte una señal de radio, en los próximos artículos comprenderás que, si la luz del Sol aún no ha podido acabar con tu vida, mucho menos la "luz" que procede de una antena de telefonía porque ésta es millones de veces más débil que la luz del cielo.

 

Artículos de la serie:

1º: El origen de los fenómenos electromagnéticos

2º: El efecto fotoeléctrico

3º: Campos eléctricos y magnéticos

4º: La expansión de la luz

5º: Ahora me ves, ahora no me ves

6º: La energía de las ondas

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Comentarios: 17
  • #1

    Lucas (lunes, 13 octubre 2014 14:27)

    Excelente, quedó más que claro. Ahora a ver los otros artículos de la serie!

  • #2

    marcello (domingo, 11 enero 2015 05:25)

    Bien redactado y claro. De más sencillo a más complejo.

  • #3

    Carlos (domingo, 29 marzo 2015 10:10)

    Me han encantado estos artículos, muy fáciles de comprender. ¡Enhorabuena!

  • #4

    canal de ciencias (domingo, 29 marzo 2015 14:36)

    Gracias, Lucas, Marcelo y Carlos. Un saludo

  • #5

    jose (jueves, 14 mayo 2015 19:15)

    creo que tu conclusión no es del todo correcta, las microondas si inciden sobre las partículas de agua al hacer resonancia y una concentración prolongada hace que el agua se caliente, puede que estas frecuencias generadas artificialmente afecte a algunas moléculas dentro de nuestro organismo y nos afecte de algun modo, no necesariamente a mas energía mas daño como los rayos X, también la resonancia a ondas menos energéticas puede ser dañino. de lo contrario podríamos libremente meter la cabeza dentro de un microondas por 1 hora y esperar que no nos dañe. siendo que el cerebro es 70% agua no creo que sea muy prudente hacerlo.

  • #6

    canal de ciencias (viernes, 15 mayo 2015 16:26)

    hola jose, todo tipo de luz afecta de alguna manera a la materia. Las microondas calientan los alimentos, y también lo hace la luz de una lámpara, porque hace que los átomos y moléculas vibren (el calor es vibración). Por eso, toda la luz nos afecta
    Otra cosa es que el calor sea capaz de ionizar los átomos (o sea, arrancarle electrones)
    El calor que recibe tu cuerpo en la playa, un día soleado, te afecta millones de veces más que las señales wifi que recibirás en toda tu vida

  • #7

    kevin (jueves, 09 julio 2015 00:23)

    La luz

  • #8

    Sara (sábado, 19 septiembre 2015 04:56)

    Buenísimo, muy claro.

  • #9

    carol (martes, 10 noviembre 2015 01:31)

    No me sirve

  • #10

    Gustavo (martes, 29 diciembre 2015 19:16)

    Excelente

  • #11

    melissa (domingo, 12 marzo 2017 22:27)

    NO SIEVEEEE

  • #12

    Alex (martes, 13 marzo 2018 01:16)

    Me gusta la forma en la que se esplica el tema pero aun hay un vacío sobre ya que si cada átomo absorbe y repele energía produciendo luz esto significaría que la luz no viajaría en linea recta como se a afirmado al contrario daría a entender que al liberarse energía en ondas tridimencionales perpetuas estas se encargaría de llevar y transformar los átomos para producir luz
    De antemano muchas gracias avance un paso mas en el porque se curva la luz con la gravedad

  • #13

    canal de ciencias (martes, 13 marzo 2018 16:58)

    Alex: Los fotones no se liberan por todo el átomo: salen de los electrones. Cada vez que un electrón decae de órbita, libera un sólo fotón. Dicho fotón liberado, viaja en línea recta como si fuera la bala de un fusil. O sea, que ese fotón viaja en línea recta y por un camino casi unidimensional.
    sucede que ante fenómenos de decaimiento, no suele haber un sólo electrón de un solo átomo que libere su energía, sino que son muchos los electrones de un material los que decaen... lo suelen hacer de forma casi simultánea o muy seguidamente, y por tanto, cada uno de esos electrones "libera" al menos un fotón, pero en múltiples direcciones diferentes, por lo que da la sensación de que ese material/objeto emite luz en todas las direcciones. Por eso, cuando calientas un trozo de carbón, la luz que emite se puede ver desde cualquier lado (en tres dimensiones), pero sólo es debido a que del material salen trillones de fotones en todas las direcciones. Si la emisión de un fotón la hemos comparado con la bala de un fusil, la emisión de millones de fotones emitidos por un objeto luminoso, se puede comparar con el estallido de una granada, cuyas balas o metralla, sale disparada en todas las direcciones
    Un saludo

  • #14

    Lyna vallejos (jueves, 15 marzo 2018 01:02)

    Argentina. 2 bcd



  • #15

    Ales (sábado, 17 marzo 2018)

    Gracias por la respuesta pero una pregunta si existiera un espacio totalmente vacío en donde no exista ninguna clase de átomo este fotón no existiría pues si no hay una fuente de energía que lo creé y lo impulse todo oscuridad a la vista del ser humano?

  • #16

    canal de ciencias (sábado, 17 marzo 2018 19:42)

    Alex:
    Los fotones se crean en el interior de los electrones. En un espacio donde no hubiera electrones, no habría fotones, aún cuando ese espacio estuviera plagado de protones o neutrones. Digamos que un fotón es un "pulso" de energía creado dentro de un electrón (esto no es del todo correcto, pero sirve para entenderlo) , que se "escapa" de su interior.
    Ahora bien, si dentro de un espacio absolutamente vacío de materia, introdujéramos un fotón, éste se movería en línea recta por dicho espacio y no desaparecería nunca ni se desviaría de una trayectoria recta (al no haber materia, tampoco hay gravedad que curve dicho espacio)

  • #17

    Darlin bedoya (lunes, 10 septiembre 2018 03:57)

    Buenas. Por favor. Me dicen la biografia de la luz muchas gracias