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Luz: las ondas electromagnéticas visibles para el ojo humano, es decir, comprendidos en las longitudes de onda de 0,38 a 0,78 micras (380 nm (violeta) a 780 nm (rojo) y las símbolo significa que el nanómetro nm. Luz está íntimamente ligado al concepto de color. Fue Newton quien propuso por primera vez en el siglo XVII, un círculo de colores cromáticos basados en la descomposición de la luz blanca.
En adición a la luz visible, por extensión, a veces llamado 'light' las ondas electromagnéticas otros, tales como aquellos en el infrarrojo y ultravioleta.
Aunque algunas formas de vida en el suelo marino puede prescindir de él, la luz del sol es la fuente primaria de energía terrestre, a través de la fotosíntesis. Por lo tanto, controla los ciclos de écogéobiologiques y almacenamiento de carbono fósil, ya que han existido por 3,7 mil millones de años. También juega un papel importante en el mantenimiento de la capa de ozono y la limitación de la proliferación de microbios sensibles a los rayos ultravioleta y / o en el infrarrojo. Esta sensibilidad es utilizada por algunas de las técnicas de esterilización. Contribuye a algunas formas de contaminación llamadas "fotoquímico" (ozono, óxidos de nitrógeno) e inversamente a degradar (fotodegradación) de determinados agentes contaminantes del aire, el suelo o las aguas superficiales (algunos pesticidas en el aire ) por ejemplo. Sigue siendo la luz a través de la duración de la actualización corrige los relojes biológicos de los animales, por la producción de melatonina es una hormona producida sólo por la noche, en la mayoría de los animales. En las plantas, la duración del día también controla, con la temperatura, la aparición de las yemas, hojas, flores, o la apertura y cierre de las flores. Esta es la razón por la presencia de la luz artificial en el entorno de la noche puede alterar el comportamiento o las funciones de algunas especies o ecosistemas; fenómeno generalmente se describe como la "contaminación lumínica".
Historia: la luz y las observaciones astronómicas
Las observaciones astronómicas se han hecho desde que el hombre existe: hemos visto algunas luces en el cielo: el sol, la luna, las estrellas en el cielo, estrellas fugaces ... y nos dimos cuenta de que este ciclo de días rige (día / noche), y el ciclo estacional (la longitud del día durante todo el año). El fuego también se produce la luz.
En la antigüedad, se ha observado los ciclos astronómicos, y entendimos de los ciclos de la Luna (mes). En la antigua Grecia, los filósofos de la Escuela de Mileto todavía creía que la Tierra era plana, pero a partir de Parménides, filósofo presocrático, se reconoció que la Tierra era esférica. Sin embargo, en ciertos libros de Aristóteles, que fue llamado más tarde, alrededor del siglo XIII, las teorías metafísicas, astronómicos dividido el mundo en un mundo sublunar, imperfecto, y un mundo supralunar supone que es perfecto. En esta representación, el fuego (sol) fue uno de los cuatro elementos básicos, ya que nos dimos cuenta de que la combustión produce luz similar al fenómeno observado por el sol o las estrellas. La Tierra era el centro del universo (geocentrismo), dijo que la representación de Ptolomeo en el siglo II.
Por lo tanto, en la antigua Grecia, una de las civilizaciones más avanzadas de la antigüedad, que representaba el mundo. Debemos recordar, por supuesto, que los antiguos griegos, Platón ni Aristóteles con él más tarde, ya que él era un discípulo de Platón, tenía las aportaciones técnicas del siglo XVII, y desde luego de nuestro tiempo. Sólo el astrónomo Aristarco de Samos, un poco más tarde que los dos grandes filósofos griegos, sabía que la Tierra giraba alrededor del sol (heliocentrismo).
La astronomía moderna es que Galileo, quien descubrió el secreto de que el telescopio holandés (inventado en el siglo XVI), mejora el rendimiento para uso en astronomía. Él descubrió los fenómenos que no fueron previstos por las teorías existentes (las manchas solares, las montañas en la Luna, los satélites de Júpiter, calas misteriosas de Saturno (los anillos de Saturno), ...). Rápidamente, hemos desarrollado telescopios, lo que confirma el movimiento respectivo de la Tierra y el Sol, que compruebe las leyes:
* Para el movimiento: las leyes de Kepler;
* Por su movimiento: las leyes del movimiento uniformemente acelerado;
* Para las fuerzas que intervienen: las leyes de Newton y la fuerza gravitacional.
Estas teorías molesta la visión heliocéntrica del mundo en el siglo XVII, como los conceptos de movimiento y la fuerza antes eran por lo general se utiliza con un sentido de la ética.
En 1670, Ole Christensen Romer mide indirectamente la velocidad de la luz mediante la observación de los cambios de la órbita de Io de la previsión. Más tarde, en 1849, Hippolyte Fizeau mide directamente la velocidad de la luz con un haz reflejado por un espejo distante ya través de un engranaje.
Comportamiento de las ondas de la luz
En 1678, Christian Huygens propuso una teoría ondulatoria de la luz, publicado en 1690 en su Tratado de la luz. Experimento de Thomas Young en 1801, la difracción y la interferencia de la luz. En 1821, Agustín Fresnel establece que el diseño de la onda de la luz sólo es capaz de explicar de manera convincente a todos los fenómenos de polarización mediante el establecimiento de carácter transversal de las ondas de luz y en 1850, León Foucault invocar la teoría ondulatoria de la teoría corpuscular Newton con su experiencia en la velocidad de propagación de la luz. No fue sino hasta el trabajo de James Clerk Maxwell para explicar el fenómeno de la ola: en 1873 publicó un tratado sobre las ondas electromagnéticas, la definición de la luz como una onda que se propaga en forma de radiación, el espectro de radiación de la 'n ser parte de la radiación electromagnética en general, mucho más amplia de infrarrojos, ultravioleta, ondas de radio, rayos X ... Las ecuaciones de Maxwell que definen la radiación electromagnética que tienen amplias aplicaciones en el siglo XIX, y más aún en el siglo XX (radio, televisión, ordenador, televisión vía satélite ...).
La fotografía también se puede fijar en papel las imágenes obtenidas con telescopios, lo que hace la distribución mucho más fácil.
El comportamiento corpuscular de la luz
En 1887, Heinrich Rudolf Hertz describió el efecto fotoeléctrico. En 1900 la teoría de Max Planck, los estados de cuerpo negro, y Albert Einstein en 1905 fomenta el estudio del efecto fotoeléctrico, el efecto de que la luz no actúa como una onda, y demuestra que la luz También tiene un comportamiento de los cuantos de energía de la luz con las cualidades de las partículas. Se reconcilia así con la teoría de Huygens que Newton explica el efecto fotoeléctrico, por la que recibió en 1921 el Premio Nobel de Física.
En 1927, Louis de Broglie extendió esta cuantificación, al postular que hay una dualidad onda-partícula para cada partícula: el concepto de fotón emerge. Este es uno de los primeros pasos de la ciencia moderna en el campo de la mecánica cuántica.
Unos años más tarde, la Teoría Cuántica de Campos explora el concepto de fotón.
En el siglo XX, las teorías se aplican a la observación astronómica electromagnética: después de la Segunda Guerra Mundial, se está desarrollando telescopios que recogen las ondas electromagnéticas en el espectro radioeléctrico, los radiotelescopios. Esto tenía la ventaja de permitir el descubrimiento de nuevos objetos celestes. Así nació la radioastronomía. Además, ahora cuenta con telescopios espaciales para evitar la contaminación del aire.
Hoy en día, los astrónomos son menos de "observaciones" a simple vista. Los astrónomos aficionados, sin embargo continuará observando el cielo con telescopios, que son, en principio, equivalente a la Galilea qu'employa a partir de 1609.
Las teorías
La luz, como cualquier fenómeno del desplazamiento, puede ser visto como una onda o como una corriente de partículas (llamadas fotones en este caso).
Las leyes de Maxwell, o una escala más humana las leyes de la óptica geométrica, describen bien el comportamiento de estas ondas. Esta descripción clásica es perfectamente válido y ampliamente utilizado en la comunidad científica. Sin embargo, no explica la cuantización de la energía transportada por la radiación, un fenómeno observado y explicado por Albert Einstein en 1913, postulando la existencia de los fotones.
Sin embargo, la física moderna reconoce que cada uno de estos fotones puede ser en sí mismo considerado como una ola (la llamada dualidad onda-partícula onda-partícula, o la mecánica cuántica).
* Los fotones
* Percepción del color
Velocidad de la luz.
La velocidad de la luz en el vacío, que se denota C (como la velocidad), es una constante de la física.
Esta es la velocidad máxima permitida para cualquier movimiento de un objeto material o señal por la teoría de la relatividad. Esta propiedad fue inducida a partir de la experiencia de la interferometría de Michelson-Morley y fue claramente expuesta por Albert Einstein en 1905.
Otras unidades se definen a partir de la velocidad de la luz. En particular, el metro se define de modo que la velocidad de la luz en el vacío vale 299 792 458 m / s. Por lo tanto, la velocidad de la luz es correcta, porque depende de más de una medida (impreciso y puede cambiar con los avances en la medición).
La adición de velocidades y la velocidad
La ley de adición de velocidades = v 'V + v es casi cierto para velocidades bajas en comparación con la velocidad de la luz.
Desde el punto de vista de la física clásica, un viajero caminando a través de un tren, desde el suelo, una velocidad igual a la del tren por encima (vectorialmente) a su propia velocidad de marcha en el tren. Y escribimos d = (V + v) t + vt = Vt = la distancia recorrida por el tren y la distancia recorrida en el tren = la distancia recorrida por el pasajero en el suelo en el tiempo t, que es convencionalmente el e incluso en el tren, lo que implica la ley clásica de la suma de velocidades.
Esta es sólo una aproximación, que se convierte en cada vez menos precisa que la velocidad v aumenta en cuenta.
Un fotón es la misma velocidad c ya sea desde tierra o desde el tren! Acto V c = c + 'es falso cuando c = c' para V-cero. La ley de la suma de las velocidades es sólo una aproximación de la transformación de la ley conocida de las velocidades de Lorentz (a veces llamado Además de las velocidades, o más correctamente ley de composición de velocidades).
Este resultado es una característica de la relatividad especial, la ley de composición de las velocidades después de transformaciones matemáticas de Lorentz da el límite de velocidades pequeñas (en comparación con la velocidad c) los mismos resultados que las transformaciones de Galileo.
En los materiales
Nota: la velocidad de la luz no es siempre el mismo en todos los ambientes y bajo todas las condiciones. Por ejemplo, las diferencias observadas en velocidad entre dos medios de comunicación pueden estar vinculadas al fenómeno de la refracción que permite la operación de las lentes.
Las diferencias son en general bastante baja, lo que ha permitido a muchas personas a hablar acerca de la velocidad de la luz en lugar de velocidad de la luz en el vacío. Sin embargo, en algunos casos, una onda de luz puede ser ralentizado considerablemente. Los físicos han logrado frenar la propagación de la luz dentro de unos pocos metros por segundo, en casos extremos.
En el Sistema Internacional (SI)
Hoy en día, la mayoría de las unidades del sistema internacional se definen basándose en la velocidad de la luz.
Una velocidad es el cociente de una longitud por una longitud, podemos definir una distancia como el producto de un término por una velocidad (en este caso c), o el período de una como la división de una distancia c .
Medida del tiempo
La segunda se define en el sistema internacional por un fenómeno luminoso: la duración de 9.192.631.770 períodos de radiación correspondiente a la transición entre dos niveles hiperfinos del estado fundamental del átomo de cesio 133.
Medición de distancia
* El metro, la unidad del sistema internacional de longitud. Hoy en día, se define como la distancia que la luz viaja en 1/299792458 de un segundo. Esta es una definición convencional, porque cualquier cambio en la definición de la segunda tendría un impacto directo en la longitud del metro. Con la definición actual de la segunda, el metro es igual a
\ Frac {9 \, 192 \, 631 \, 770} {299 \, 792 \, 458} veces la longitud de onda de la radiación elegido.
También se puede decir que la velocidad de la luz en el vacío es exactamente 299.792.458 m · s-1: no hay absolutamente ninguna incertidumbre sobre este valor, la incertidumbre reside en la definición de la segunda.
* El metro, con su submúltiplo o múltiples (mm, km), es muy conveniente para medir las distancias de la Tierra por los contras para los astrónomos, es demasiado corto y poco adaptados (ya que los astrónomos no se observa que casi de la luz). De hecho, la Luna, la estrella más cercana a nosotros, es de aproximadamente 380 millones de metros de nosotros y el Sol, la estrella más cercana, es aproximadamente 150 000 000 000 metros.
Con el principio descrito anteriormente (distancia = cx duración), se define el año luz como la distancia que la luz recorre en un año. Así, el Sol es sólo 8,32 minutos de luz-nos, y la Luna es sólo un poco más de un segundo semáforo. Un año luz es cerca de 10 000 000 000 000 000 metros (10 mil billones de metros, o 1016 m).
En la práctica
Monocromática y polychromatisme
La luz está compuesta de ondas electromagnéticas. En general, una ola se caracteriza por su longitud de onda y fase. La longitud de onda corresponde al color de la luz. Así, una luz consiste en ondas de la misma longitud de onda, se dice monocromática. Si además de todas las ondas tienen la misma fase, entonces la luz es coherente: esto es lo que sucede en un láser.
Medir
En la medición de la luz, es importante definir lo que estamos hablando
* La unidad de flujo luminoso o potencia luminosa es la luz = candela.stéradian. Una bombilla común (15 vatios o vatios 75 de baja potencia incandescente convencional) produce alrededor de 1.500 lúmenes.
* La unidad internacional de intensidad luminosa es la candela.
La medición de la luz se complica por el hecho de que estamos interesados en la práctica a la luz visible, mientras que la percepción humana depende de la longitud de onda: Mirar luminancia y crominancia.
Luces celestiales
* El Sol y las estrellas generalmente producen más radiación que reciben,
* La Luna y, en general los cuerpos pequeños (los planetas y sus satélites, asteroides, cometas, etc.), Producen menos radiación que reciben. Algunos planetas gigantes (como Júpiter o Saturno) producen la radiación un poco más de lo que reciben, pero no lo suficiente como para ser fácilmente visible a simple vista desde la Tierra. En ambos casos, estos cuerpos están iluminados por la luz solar reflejada.
* Las estrellas de disparo se calientan por la fricción con el aire y terminan quemándola. Esta es una fuente de luz.
Luces químicas
* Algunos organismos: pescados, mariscos, luciérnagas y cocuyos, son el sitio de las reacciones químicas que producen luz.
* El calentamiento intenso, por lo que la combustión en general, fuego, fuego mechones, producir luz:
líquido: lámparas de aceite, keroseno o gas
sólidos: velas, vela (candela), vela.
Las luces eléctricas
Las luces eléctricas son las fuentes más comunes de hoy en día la luz. Farolas, focos, linternas, linternas, etc, pueden utilizar un fenómeno de calentamiento o de un fenómeno cuántico.
La bombilla de luz ("lámpara incandescente") ha revolucionado la vida cotidiana. La fuente de luz proviene del filamento incandescente de la luz. El tubo fluorescente, el diodo emisor de luz son luces eléctricas, así como el tubo de rayos catódicos que emplea la técnica de un bombardeo de electrones.
Cuanto de luz
* Fluorescencia, rayos láser, lámparas de vapor de mercurio o sodio plasmas como los producidos por los rayos en las tormentas, la luz de la producción de los fenómenos cuánticos en el corazón de los átomos: la excitación de los electrones (" bombeo óptico "), puede obtenerse a través de emoción, a continuación, de-excitación de estos electrones, los cuales por regresar a su nivel de energía habitual, emiten fotones (luz).
Otras luces
* La fosforescencia es una fuente natural de la intensidad de la luz, baja.
* Las chispas son el resultado de una fricción intensa en ciertos materiales.
* La emisión de luz debido a la fricción, o triboluminiscencia, no es de origen térmico y que sólo ocurre con los aisladores eléctricos.
* Algunos animales y hongos son capaces de producir una luz fría de la bioquímica de origen: en particular los animales nocturnos como las diferentes especies de luciérnagas o animales marinos de las profundidades, y, en la superficie, algunos tipos de plancton.
Fisiología
Los diferentes factores que determinan la absorción óptica de las moléculas de pigmento (azul, verde - amarillo, naranja - rojo) en los tres tipos de conos y bastones son una preocupación central de la fotometría. La percepción del color se hace posible por el espectro de absorción estrecha de pigmentos de los conos. Palos a su vez, reflejan la intensidad de la luz. Ellos tienen un pigmento llamado rodopsina molécula (o púrpura retiniana) con un espectro de absorción más amplia. Ellos son más sensibles que los conos.
Desde un punto de vista fisiológico el efecto de color es debido a los diferentes grados de absorción de los pigmentos de los conos. La percepción de diferentes colores corresponden a diferentes áreas del espectro de luz. Cuando ciertas longitudes de onda de luz son absorbidas las zonas que quedan a continuación, dar una impresión de color. Y una hoja verde absorbe sólo no lo hace el campo "verdes" longitudes de onda, pero otros que son complementarios: el "rojo" (680 nm) y "azules" (430 nm).
Enciende como sabemos el mundo es una mezcla de diferentes longitudes de onda. A través de una rejilla de difracción o un prisma puede descomponerse la luz policromática (colores) en diferentes monocromática de frecuencia (Reino). Cada componente de la luz monocromática que corresponde a una percepción específica del ojo humano: los colores del espectro o arco iris.
Las transiciones entre los colores se ven borrosos. Su percepción es subjetiva y depende de la tradición y la lengua. Las palabras usadas para describir los colores reflejados.
Cada área de color en particular se puede descomponer en diferentes tonos. La región intermedia entre el azul y el verde se llama turquesa o azul verdoso. Otros colores como el marrón para el resultado de ejemplo de la superposición de varias longitudes de onda (mezcla aditiva de colores) o provienen de una mezcla sustractiva de la luz de color obtenido por filtración de la luz blanca (la suma de todos los colores).
Las ondas electromagnéticas más allá de los límites visibles de los seres humanos que son inferiores a la violeta se hace referencia a una medida limitada por la ultravioleta de onda plazo o UV. Aquellos que son más altos que el rojo se denominan infrarrojo. El ancho de banda de la luz visible por los animales puede variar considerablemente de las capacidades visuales de los humanos.
Artículo principal: ojo humano.
Fenómenos ópticos
* Difracción
* Distribución
* Interferencias
* Reflexión
* Refracción
* Lente gravitacional
El simbolismo de la luz
La luz parece haber sido una interpretación simbólica, tan pronto como los hombres comenzaron a creer en una vida futura. Desde la deificación posible de incendio, se convirtió en vital para el hombre prehistórico, a continuación, uno de los cuatro elementos de la filosofía de la antigua Grecia a la teología cristiana de Dios como "Luz de las luces", la iluminación es presentes en muchas religiones, que ha seguido a los orígenes de adjudicación y las virtudes sobrenaturales.
Sus símbolos son universales y vienen en muchas formas:
* El círculo solar (símbolo de Atón, el dios del antiguo Egipto, roseta "radiante" de las catedrales góticas)
* La flecha o en el triángulo (como la luz directa del sol o cerca de como el hombre del cielo para las pirámides egipcias y aztecas, o los frontones de los templos griegos).
Los filósofos han utilizado de esta manera simbólica, dijo en los Principios de la filosofía de Descartes (1644), podemos confiar en la luz natural sin la luz de la fe, incluso Descartes está interesado cerca de la óptica (la Óptica, 1637). Fue el momento en que se reconoció que la Tierra giraba alrededor del Sol (ver Revolución copernicana, que era un trastorno en las representaciones del mundo, y de forma consecutiva en las representaciones sociales.
El término "Ilustración" para describir la filosofía europea actual (sobre todo en Francia) que se deriva de esta concepción no mecanicista del mundo y el universo también dio su nombre al siglo en el que la representación social se inició en lugar, comúnmente llamado la Ilustración, Michel Foucault y el análisis de palabras y las cosas (véase también la episteme).
Georges Duby, en la época de las catedrales (1975), también describe, en términos de arte, la teología de la Luz, que se inició en la Basílica de Saint-Denis en el siglo XII, que es el origen de la arquitectura gótica llamada (palabra apareció en el siglo XIX y la aparición de las llamadas catedrales góticas en Europa.
De acuerdo con la teología de la luz, la luz del cielo pasa a través de las ventanas, que se representan escenas del Antiguo Testamento y el Nuevo Testamento, ilustración, gráfica de nuestro catecismo moderno, para las personas que aún estaban poco cultivada en su totalidad .
