¿Se mueve a la misma velocidad la luz que viene del Sol que la que sale de una bombilla?
¿Y de qué está hecha la luz?
De campos eléctricos y magnéticos. Para comprender qué son estos campos, piensa
en dos imanes que acercamos. Sabes que dependiendo de la orientación entre sus
polos, estos se atraen si los enfrentamos por los polos opuestos o se repelen
si los enfrentamos por los iguales. Y eso sucede en una zona concreta y próxima
alrededor de los imanes, y no más allá. El campo magnético describe esa región
del espacio en la que se produce este fenómeno. Y en el caso del campo
eléctrico es similar. Para que puedas visualizarlo piensa en un boli que has
frotado repetidamente con la manga de tu chaqueta de lana, si lo acercamos a
unos trocitos de papel, los atrae. La región del espacio en la que sucede este
fenómeno en el que las cargas de distinto signo se atraen y las de igual signo
se repelen describe el campo eléctrico. Imagina ahora que tenemos un campo
eléctrico, o uno magnético, que cambia con el tiempo. Resulta que un campo
eléctrico que varía en el tiempo genera a su vez un campo magnético, y al revés
también. Es decir, hay campos eléctricos que generan campos magnéticos y campos
magnéticos que generan campos eléctricos y esto da como resultado una onda, una
onda electromagnética, que se autopropaga indefinidamente y viaja por el
espacio. De hecho, la luz que se genera en el Sol puede viajar millones de
kilómetros por el vacío hasta la Tierra sin que cambien sus propiedades, y solo
cuando se encuentra con la materia, hace cosas: se refleja, se
refracta, etc.
Esta onda
electromagnética, como cualquier onda, tiene una característica que llamamos
“longitud de onda” que es la distancia entre dos crestas consecutivas.
Dependiendo de cuál sea esa distancia tenemos diferentes tipos de radiación
electromagnética. La que llamamos luz visible, la que ven nuestros ojos, se
corresponde con los colores del arcoíris, y va desde el morado (con una
longitud de onda de 400 nanómetros) hasta el rojo (unos 780 nanómetros).
Hablamos de nanómetros que es una distancia diminuta. Para visualizar lo que es
un nanómetro a mí me pusieron el siguiente ejemplo: imagina una aceituna en
medio de un campo de fútbol, y ahora reduce el campo de fútbol con la aceituna
en el medio hasta que quepa en tu uña del dedo gordo. En ese momento la
aceituna tendría el tamaño de unos pocos nanómetros. Pues las ondas de esas
longitudes son las que puede detectar el ojo humano. Pero además hay otras
radiaciones electromagnéticas de longitudes de onda mucho menores y más
energéticas, como los rayos X, del tamaño de los átomos que forman la materia;
o mucho mayores y más “suaves”, como las ondas de radio, tan largas como la
altura de los edificios.
La diferencia entre
el Sol y una bombilla incandescente de las antiguas es que, a pesar de que
ambas generan radiación electromagnética de todas las longitudes de onda, la
mayoría de la energía de la luz del Sol se corresponde con la luz visible, y en
cambio la bombilla solo emite una pequeña parte en este rango. La demás, se
“desperdicia” en gran parte en forma de calor (este es el motivo por el que
estas bombillas están siendo sustituidas por LEDs que emiten principalmente luz
visible). Esta diferencia se debe a la distinta temperatura a la que se
encuentran el Sol y la bombilla.
En el Sol hay una
masa de gases sometida a altísima presión y temperatura (15.000.000 oC en el
interior, y 5.500 oC en la superficie) donde se genera muchísima energía en
procesos de fusión nuclear. Esa energía es la que llega a la Tierra en forma de
ondas electromagnéticas que se mueven a una velocidad en el vacío de
aproximadamente 300.000 km/s. Y toda la radiación solar, sea cual sea su
longitud de onda, viaja a la misma velocidad. En el caso de la bombilla,
tenemos un filamento metálico que se calienta muchísimo (3.000ºC) y emite luz.
Sin embargo, su temperatura es muy inferior a la del Sol, y es esto lo que
condiciona que la mayor parte de la energía se corresponda con radiación que el
ojo humano no ve (en el infrarrojo, principalmente, por eso no tenemos que
echarnos crema bajo la luz artificial). Es decir, aunque pueda parecer que la
luz natural y la luz artificial son distintas, ambas “están hechas” de lo
mismo, se rigen por las mismas leyes físicas y se mueven a 300.000 km/s en aire
o vacío.
Sol Carretero
Palacios es doctora en Física, investigadora y
profesora del Departamento de Física de Materiales de la Universidad Autónoma
de Madrid.
Pregunta
enviada vía email por Ismael Roberto Carranza Corzo
Coordinación
y redacción: Victoria Toro
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