Interacción Entre Luz Y Materia.docx

Interacción entre luz y materia Por Mauro Boscarol, 18 de octubre de 2007. Los cuerpos autoluminosos son los que pueden emitir luz de forma propia, es decir: Las fuentes de luces de las que hemos hablado en el apartado precedente. Los demás cuerpos, no autoluminosos, sólo se pueden ver si reciben alguna iluminación. La interacción entre radiaciones luminosas y cuerpos no autoluminosos permiten su visión y clasificación. Un cuerpo no autoluminoso es: 

Opaco: No deja pasar la luz.



Transparente: Deja pasar la luz sin difuminarla.



Translúcido: Deja pasar la luz difuminándola.

La interacción entre luz y materia puede causar: 

Cambio de la dirección: Reflexión (con o sin difusión) y refracción.



Absorción de la radiación: Que se reenvía de modo no visible y causa la coloración de los cuerpos.



Fluorescencia: Absorción de la radiación seguida de un renvío a una longitud de onda mayor.

Las leyes de la conservación de la energía se mantienen, por lo que la suma de lo reflejado, transmitido y absorbido debe ser igual a la energía original. La absorción se da en sustancia coloreadas, que se clasifican en: 

Tintes (dyes): colorantes que no difuminan la luz siempre que vayan en los disolventes apropiados.



Pigmentos (pigments): Son siempre difusores de la luz.

Sobre el posible agente de la interacción

Entre las ideas surgidas en el transcurrir de la historia del estudio de los fenómenos luminosos y relacionados a la interacción luz-materia, podemos destacar:

a) interacción mediada por campos:

Luz <==> campo <==> materia

b) interacción instantánea a distancia, sin mediación:

Luz <==> materia

c) interacción directa o inmediata, por contacto contiguo:

Luz <==> materia

Interacción mediada por campos

La interacción del primer tipo, luz <=> campo <=> materia, no deja de ser rara en varios aspectos. Pensando en física clásica, nos viene a la mente, por un lado, el espíritu de la materia newtoniano, aquello de naturaleza inmaterial. Por otro lado, es interesante percibir que en gran número de situaciones físicas otras, y fuera del ámbito del estudio de la luz, se llega a sospechar de la existencia de algún agente, sea él material o no, como a intermediar algunos procesos.

Por ejemplo: 1) la propagación de los fenómenos clásicamente conocidos como ondulatorios, como el sonido; 2) la cohesión observada entre moléculas de un objeto macroscópico y a mantener su estructura; 3) la propagación de momento, como aquella observada en el

viscosímetro de Couette etc. ¿Por qué entonces ese agente, o esa alguna cosa, no podría estar presente también en los fenómenos luminosos e intermediar la interacción luz-materia?

Es común decirse que esas interacciones intermoleculares, son electromagnéticas, y eso no debe estar muy lejos de la verdad. Pero en ese caso, nos preguntamos:

¿Cuál sería la diferencia, si es que existe alguna, entre esas supuestas interacciones – ahora bautizadas como electromagnéticas – y el espíritu de la materia newtoniano, mediando los procesos que por lo general logramos caracterizar matemáticamente a través de los llamados campos de interacción?

Lo importante es percibir que esa alguna cosa existe de hecho, faltándonos solamente verificar si el aspecto material es o no demostrable o si la materialidad sería o no inherente y esencial a esa alguna cosa.

Newton optó por la inmaterialidad, pero al final de su discurso dejó abierta la cuestión. Maxwell optó por la materialidad, necesitando postular la existencia de un éter material extremadamente complejo y a acoger esas interacciones de naturaleza electromagnética.

Además, Maxwell dejó bien claro que solamente lograba pensar en energía de campo en el caso de que este campo estuviese permeado por un éter de existencia material, pues la energía, para Maxwell, era un atributo de la materia. Aunque estuviese de acuerdo en muchos aspectos con Newton, llegando a nombrar la referencia antedicha, hizo una opción contraria a la de Newton o, más probablemente, desconsideró la posibilidad de la inmaterialidad.

Einstein ya adoptó una posición diferente a ambos pero, por más que lo intentase, no logró eliminar la exigencia de la existencia de un éter; y la teoría cuántica actual coloca, en el lugar de ese éter, un vacío cuántico de propiedades estrafalarias.

Es interesante observar también que un campo estacionario, por si mismo, produce efectos sobre la luz, como aquellos observados por Faraday, Maxwell, Zeeman y Lorentz (polarización de la luz debido a la acción de un campo magnético) o entonces aquél previsto por Einstein (curvatura de la trayectoria debida a un campo gravitacional).

En la mayoría de esos casos el efecto del campo no es sobre la luz, pero sí sobre el elemento material que está sirviendo de sede para la propagación de la luz -como el aire, el vidrio, el cristal, un líquido, o espacio einsteiniano, etc- o sea, el campo modifica la materia y esa materia modificada interactúa directamente con la luz.

Pero los ejemplos son importantes para realzar que campo de interacción no es sinónimo de luz, aunque la luz pueda ser pensada como algo que barre el espacio e informa que el campo primitivo de una carga eléctrica distante, por algún motivo se está modificando. Para los adeptos actuales de la identidad luz-onda electromagnética, esa información caracterizaría la luz, o sea, la luz sería un campo en mutación recorriendo el espacio. Reitero aquí una idea ya presentada: para Newton campo y luz son cosas totalmente distintas.

Interacción instantánea a distancia

La idea de interacción instantánea a distancia entró en la física por la puerta de los fondos, a través de un prefacio, como afirmó Maxwell. O sea, Roger Cotes, o autor del prefacio de la segunda edición de los Principia, habría sido, según Maxwell, el primero entre los herejes creados en el seno del newtonianismo. La principal herejía atribuida a Cotes fue haber interpretado la gravitación como algo a ejercer una interacción instantánea a distancia e no mediada por nada, a caracterizar lo que Maxwell llamó dogma de Cotes.

En los días actuales la interacción instantánea a distancia viene ganando adeptos, principalmente después de la presentación de los resultados de la experiencia de Aspect. Muchos interpretan los resultados de la experiencia como favorable a la idea de un universo entrelazado. El enlace, solamente, no se contrapone a la física clásica del siglo XVIII, pero la idea en este momento defendida no sería clásica, pues no hay indicios de que los físicos modernos hayan optado por un retorno a la aceptación del universo reloj, del materialismo mecanicista. Independientemente de esta aceptación o no, la física clásica genuinamente newtoniana es coherente con la noción de universo enlazado por alguna cosa de naturaleza inmaterial como, por ejemplo, el espíritu de la materia newtoniano.