A CIENCIA CIERTA / Luz y sonido

Tanto la luz como el sonido forman parte de nuestra vida cotidiana. Para explicar bien en que consisten hay que señalar que ambos son movimientos de ondas que percibimos a través de los ojos y de los oídos. Por tanto hemos de explicar en que consiste un movimiento ondulatorio o movimiento de las ondas. Este se puede definir como el que experimenta una partícula que se desplaza por igual a un lado y otro (vibra) de su posición en equilibrio. Cuando este movimiento se va transmitiendo hablamos de una propagación de ondas. Uno de los ejemplos más conocidos ocurre en la superficie del agua de un estanque al arrojar en el mismo una piedra. En este caso hay un movimiento hacia arriba y hacia abajo (en la superficie del agua);pero además esa alteración se va propagando por la superficie. En realidad hay pues dos movimientos, el de una onda en si y el de la propagación de esta onda.

Ahora bien en el caso del agua hay un material (la propia agua) con una serie de partículas que son las que se mueven. Esto ocurre asimismo en otros casos. Cuando hay un terremoto el terreno vibra y oscila como la superficie de un estanque. Las rocas del suelo, los hierros de los edificios, la madera y otros objetos materiales vibran como lo hace la superficie del agua o también estirándose y encogiéndose como un acordeón.
En el caso del sonido lo que sucede es que el aire se comporta como un acordeón (ondas longitudinales). Este movimiento se va transmitiendo por el aire desde un punto y llegar a nuestro oído nos produce la sensación de ruido. Si no hubiese aire no podríamos oír a no ser que las vibraciones llegasen a nuestro oído por otro medio, porque en efecto sentimos el ruido porque la vibración que llega a nuestro oído, en concreto al tímpano que es una membrana que vibra a su vez cuando las ondas llegan hasta la misma.

NATURALEZA DE LA LUZ

La luz es también un movimiento ondulatorio que se transmite por el espacio, pero que no necesita un medio para propagarse. Para poder explicar (o al menos intentarlo), lo que es la luz hay que conocer además lo que en física es un campo de fuerza. Este se define como el espacio dentro del cual se percibe la acción de una fuerza. Así el campo gravitatorio terrestre es aquel espacio en el cual existe una atracción de un objeto cualquiera hacia La Tierra. En realidad hay que señalar que el campo gravitatorio de cualquier objeto se extiende hasta el infinito; pero claro hay puntos de ese campo tan alejados del objeto que lo produce que la fuerza es más pequeña que la ejercida por otro campo (La Luna, el Sol, otro planeta,…). Una corriente eléctrica crea un campo magnético (se nota si se pone una aguja imantada cerca de esa corriente eléctrica). Los campos magnéticos a su vez crean campos eléctricos.

La luz está formada pues por un campo magnético que varía y con su variación da lugar a un campo eléctrico el cual a su vez genera otro campo magnético y así indefinidamente. Las fluctuaciones de estos campos magnéticos y eléctricos se producen de modo similar a las de una onda que se va propagando. Por ello se dice que la luz es una onda electromagnética. Esta onda a diferencia de las de la superficie de un estanque; no necesita un medio material por el que pueda propagarse. Se propaga a través del vacío absoluto.

Por otra parte hay que recordar que la masa se puede transformar en energía. Una onda es la transmisión de energía sin transporte de masa; pero como la energía es asimismo masa en la práctica la luz puede comportarse como si lo que se trasmitiese fuesen partículas. Son los llamados fotones, que no tienen masa. Son partículas de energía. La luz se comporta como si fuese a la vez un movimiento ondulatorio y además un movimiento de partículas. Es lo que en los libros de física se denomina, la dualidad de onda y corpúsculo.

En la Red hay abundante información sobre la naturaleza de la luz y entre los múltiples dibujos o representaciones que podemos tener al respecto he tomado esta que adjunto (www.areatecnologia.com/ondas-electromagneticas.htm), que me parece que explica bastante bien en que consiste realmente la luz. En esta representación aparecen los sucesivos campos eléctricos y magnéticos propagándose. Hay que estudiar este gráfico con atención para al menos tener una somera o primera idea de lo que realmente es la luz, algo tan cotidiano pero tan difícil de entender.

Tan difícil es que no me extraña que nuestros antepasados que no siempre tenían mucho tiempo para pensar, se conformasen con esa sencilla explicación bíblica: “hágase la luz y esta se hizo” y punto.

Rogelio Melendez Tercero