¿De qué manera determina la longitud de onda de la luz?
Respuestas a la pregunta
Explicación:
Longitud de onda en una sinusoide representada por la letra griega λ (lambda)
En física, se conoce como longitud de onda la distancia que recorre una perturbación periódica que se propaga por un medio en un ciclo. La longitud de onda, también conocida como periodo espacial es la inversa de la frecuencia. La longitud de onda se suele representar con la letra griega λ.
Generalmente el concepto de longitud de onda se asocia a ondas sinusoidales, aunque puede extenderse a cualquier onda periódica. La magnitud de la longitud de onda se puede determinar como la distancia entre dos máximos consecutivos de la perturbación. Por ejemplo, en una onda electromagnética, la longitud de onda se corresponde con la distancia entre dos máximos del campo eléctrico. En el caso de las olas del mar, la longitud de onda coincide con la separación entre dos crestas consecutivas.[1][2]
La longitud de onda se mide en múltiplos o submúltiplos del metro en unidades del Sistema Internacional de Unidades. La longitud de onda de la luz visible es del orden de nanómetros. Las ondas de radio tienen una longitud de onda entre centímetros, metros e incluso kilómetros. Las longitudes de onda de sonidos audibles para el ser humano están entre unos 17 metros —para los sonidos graves— y 17 milímetros —sonidos agudos—.[3]La longitud de onda depende del medio en la que la perturbación se propaga. En medios no uniformes, la longitud de onda puede variar con la posición. Algunas ondas complejas se pueden expresar como la superposición de ondas sinusoidales simples; el rango de longitudes de onda que comprende la onda se denomina espectro.
Ya hemos descrito cómo viaja la luz a través del espacio en forma de onda. Este fenómeno es bien conocido desde hace mucho tiempo; de hecho, a finales del siglo diecisiete, el físico holandés Christiaan Huygens fue el primero en describir la naturaleza ondulatoria de la luz. Alrededor de 200200200 años después de Huygens, los físicos suponían que las ondas luminosas y la materia eran cosas muy distintas las unas de la otra. De acuerdo con la física clásica, la materia estaba compuesta por partículas que tenían masa, cuya posición en el espacio podía ser conocida; por otro lado, consideraban que las ondas luminosas no tenían masa, y que su posición en el espacio no podía ser determinada. Puesto que pensaban que pertenecían a diferentes categorías, los científicos no tenían una buena comprensión de cómo interactuaban la luz con la materia. Sin embargo, esto cambió en 190019001900, cuando el físico Max Planck comenzó a estudiar cuerpos negros —cuerpos que se calientan hasta que empiezan a brillar—.
La lava derretida actúa como un cuerpo negro, pues, a muy altas temperaturas, emite radiación electromagnética en la región visible.
La lava derretida actúa como un cuerpo negro, pues, a muy altas temperaturas, emite radiación electromagnética en la región visible.
Lava derretida emitiendo radiación de cuerpo negro. Imagen cortesía del U.S. Geological Survey (Servicio Geológico de los EEUU).
Planck encontró que la radiación electromagnética emitida por un cuerpo negro no podía ser explicada por la física clásica, que postula que la materia puede absorber y emitir cualquier cantidad de radiación electromagnética. Planck observó que, de hecho, la materia absorbía o emitía energía solo en múltiplos enteros del valor h\nuhνh, \nu, donde hhh es la constante de Planck, 6{,}626\times10^{-34}\text{ J}\cdot\text{s}6,626×10
−34
J⋅s6, comma, 626, times, 10, start superscript, minus, 34, end superscript, start text, space, J, end text, dot, start text, s, end text y \nuν\nu es la frecuencia de la luz absorbida o emitida. Este fue un descubrimiento sorprendente, pues desafió la idea de que la energía era continua y que se podía transferir en cualquier cantidad. La realidad, que descubrió Planck, es que la energía no es continua, sino que está cuantizada —es decir, que solo puede transferirse en "paquetes" individuales (o partículas) de tamaño h\nuhνh, \nu—. Cada uno de estos paquetes de energía es conocido como cuanto (cuantos, en plural).