Nos relacionamos con la luz (a la que más adecuadamente deberíamos llamar radiación electromagnética) mediante uno de nuestros sentidos: la vista. Entonces usemos este sentido para dar una mirada más cercana. Repitamos una experiencia realizada por Newton[1] en el siglo XVII.[2],[3] Si tomamos un prisma y hacemos incidir sobre él luz solar veremos que al atravesar el prisma esta se separa en diferentes colores, a lo que llamamos espectro (Figura 1). Si ahora tomamos otro prisma y hacemos incidir sobre él rayos de esta luz descompuesta (de un solo color, por ejemplo rojo) veremos que luego de atravesar el nuevo prisma el color de esta no cambia (Figura 1). De este experimento Newton concluyó que la luz blanca es una mezcla de diferentes colores, y que cada uno de estos colores es puro en el sentido que no puede ser descompuesto otra vez en rayos de colores diferentes.
[1] Isaac Newton (1642-1727). Físico, matemático, astronomo, alquimista, filosófo naturalista, teólogo cristiano y economista. Conocido principalmente por sus trabajos en mecánica newtoniana, gravitación universal, cálculo infinitesima, óptica y series binomiales.
[2] I. Newton (1704). Opticks. London: Royal Society. ISBN 0-486-60205-2.
[3] I. Newton “ A Letter of Mr. Isaac Newton … containing his New Theory about Light and Colors” Philosophical Transactions of the Royal Society, 1671, No. 80, pp. 3075-3087.
Figura 1. Experimento con luz y prismas realizado por Newton.
Lo que caracteriza a un color, diferenciándolo del resto, es su longitud de onda (o su frecuencia, que es inversamente proporcional a la longitud de onda). Los colores que vemos con nuestros ojos son solamente una pequeña fracción de toda la luz, o lo que es lo mismo de todo el espectro de ondas electromagnéticas[1] (Figure 2). El hecho de que no podamos ver una gran parte de la radiación electromagnética no quiere decir que no exista. De hecho, hay evidencias de todas ellas. Usamos en nuestra vida diaria la radiación de microondas para calentar o cocinar alimentos; si hacemos incidir luz ultravioleta en una placa fotográfica, ésta cambiará su aspecto; podemos utilizar cámaras especiales (como por ejemplo cámaras térmicas) para ver la luz infrarroja, utilizamos los rayos X para radiografías en medicina, etc.
[1] Una onda electromagnética es la forma de propagación de la radiación electromagnética a través del espacio. Y la radiación electromagnética es una combinación de campos eléctricos y magnéticos oscilantes, que se propagan a través del espacio transportando energía de un lugar a otro. Puede manifestarse como calor radiado, luz visible, rayos X o rayos gamma.
Figura 2. Espectro de radicación electromagnética.
La luz, sin embargo, no es simplemente una onda, como sí es el caso de las olas del mar por ejemplo. La luz está compuesta además por partículas muy pequeñas a las que actualmente llamamos fotones. O sea, la luz tiene una naturaleza dual onda-partícula u onda-corpúsculo. Esta naturaleza dual, que no es exclusiva de ella como veremos más adelante, hace que las leyes de la física clásica no sean adecuadas para describir la luz (o la radiaciación electromagnética para usar un término más riguroso).