Teoría ondulatoria – James Maxwell

huygensCHRISTIAN HUYGENS (1629-1695)

Nacido en la ciudad de La Haya, Holanda. Fue astrónomo, físico, matemático y científico. En 1660, demostró que las leyes de la óptica, podían explicarse basándose en la suposición de que la luz tenia naturaleza ondulatoria.

“La luz se propaga mediante ondas mecánicas emitidas por un foco luminoso. La luz para propagarse, necesita un medio material de gran elasticidad, impalpable, que todo lo invade, incluyendo el vacío, puesto que la luz también se propaga en el”.

1qA este medio le llamó éter, que se difundía y producía la sensación de luz al colisionar con el ojo. Basandose en su teoría, pudo deducir las leyes de la reflexión y la refracción, y explicar el fenómeno de la doble refracción.

En aquel momento la teoría ondulatoria de la luz no fue aceptada. Su reputación sobre los trabajos de óptica y dinámica se difundieron por toda Europa, y en 1663 fue elegido socio fundador de la Royal Society de Londres fundada en 1660. Por invitación de Luis XIV vivió en Francia desde 1666 y fue uno de los fundadores de la Academia de Ciencias de francesa.

TEORÍA ONDULATORIA

Huygens considera que la luz es una onda electromagnética, consistente en un campo eléctrico que varía en el tiempo generando a su vez un campo magnético y viceversa, ya que los campos eléctricos variables generan campos magnéticos (ley de Ampère) y los campos magnéticos variables generan campos eléctricos (ley de Faraday).

onda electromagnética

Carácter ondulatorio electromagnético

De esta forma, la onda se autopropaga indefinidamente a través del espacio, con campos magnéticos y eléctricos generándose continuamente. Estas ondas electromagnéticas son sinusoidales, (elípticas) con los campos eléctrico y magnético perpendiculares entre sí y respecto a la dirección de propagación.

Parámetros de las ondas

  • Amplitud (A): Es la longitud máxima respecto a la posición de equilibrio que alcanza la onda en su desplazamiento.
  • Periodo (T): Es el tiempo necesario para el paso de dos máximos o mínimos sucesivos por un punto fijo en el espacio.
  • Frecuencia (ν): Número de oscilaciones del campo por unidad de tiempo; es una cantidad inversa al periodo.
  • Longitud de onda (λ): Es la distancia lineal entre dos puntos equivalentes de ondas sucesivas.
  • Velocidad de propagación (V): Es la distancia que recorre la onda en una unidad de tiempo. En el caso de la velocidad de propagación de la luz en el vacío, se representa con la letra c.

Fórmula

La velocidad, la frecuencia, el periodo y la longitud de onda están relacionadas por la siguiente ecuación.

JAMES CLERK MAXWELL (1831-1879)

Nació en Edimburgo, Escocia, Reino Unido. A la edad de 16 años ingresa en la Universidad de Edimburgo como estudiante de físicas y en 1850 en la Universidad de Cambridge. Es conocido por el desarrollo de la teoría electromagnética. 

En 1873, los experimentos realizados le permitieron demostrar que la velocidad de las ondas electromagnéticas era sensiblemente igual que las ondas halladas en la luz, de donde se dedujo que la naturaleza de ésta, debía ser la misma que la de las ondas electromagnéticas de frecuencia extremadamente corta.

2w

La exactitud de esta teoría quedó demostrada en 1888, por los experimentos realizados del físico alemán Heinrich Rudolf Hertz.

FRANCESCO MARÍA GRIMALDI, (1618-1663)

Grimaldi, Franceso MariaNació en Bolonia, Italia. A la edad de catorce años ingresó en la Compañía de Jesus; fue matemático, físico y astrónomo; en 1648, se le ofreció ocupar la cátedra de matemáticas en la Universidad de Bolonia. Una de sus contribuciones a la ciencia, fue el descubrimiento del fenómeno de difracción de la luz.

En una cartulina, dejó pasar un rayo luz a través de una pequeña ranura; seguidamente, en otra cartulina ranurada con las misma dimensiones que la anterior, descubrió que al incidir la luz sobre una pantalla, la anchura de la ranura, proyectaba una imagen mayor que la esperada, suponiendo que la propagación de la luz fuera rectilínea.

Otro experimento, fue el observar que el borde de la sombra no quedaba difuminado y se apreciaban unas franjas claras y oscuras. La exposición del fenómeno desarrollado en 1814 por Joseph von Fraunhofer contribuye a reforzar la teoría ondulatoria de la luz.

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