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TEORÍAS SOBRE LA LUZ
El hombre siempre se ha preguntado ¿qué es la luz?, y en el intento de
responder esta cuestión ha desarrollado diferentes teorías, que se han ido
elaborando para interpretar la naturaleza de ésta, hasta llegar al conocimiento
actual.
Para explicar la naturaleza de la luz, los filósofos de la antigua Grecia
propusieron algunas teorías en las que ésta se confundía con el fenómeno de la
visión.
Los pitagóricos decían que la luz procedía de los objetos que se veían y que al
llegar al ojo producía el efecto de la visión. En cambio, Euclides y los platónicos
sostenían que la sensación visual se produce cuando los "haces oculares"
enviados desde los ojos chocan con los objetos y permite verlos. Podría resumirse
la idea de los platónicos acerca de la visión diciendo: “Ojos que no ven, luz que no
existe”.
De esta manera, los griegos se abocaron a la solución de estos problemas sin
encontrar respuestas adecuadas.
Sin embargo, siguiendo el curso de la historia, los científicos han propuesto
diversas teorías para explicar la naturaleza de la luz, siendo tres las más
importantes. Éstas son:
a- Teoría propuesta por Isaac Newton (corpúsculos)
b- Teoría propuesta por Christian Huygens (ondas)
c- Teoría de los Fotones
a) Teoría de Isaac Newton: Esta teoría fue planteada en el siglo XVII por el físico
inglés Isaac Newton. Según Newton, la luz consistía en un flujo de pequeñísimas
partículas o corpúsculos emitidos por las fuentes luminosas que se movían con
gran rapidez, logrando atravesar los cuerpos transparentes, permitiéndonos de
esta forma ver a través de ellos.
En los cuerpos opacos, los corpúsculos
rebotaban, por lo cual no se podía observar lo que había detrás de ellos. Sin
embargo, experiencias realizadas posteriormente demostraron que esta teoría no
explicaba en su totalidad la naturaleza de la luz.
b) Teoría de Christian Huygens: Este científico holandés elaboró una teoría
diferente a la de Isaac Newton para explicar la naturaleza y el comportamiento de
la luz. Postulaba que la luz emitida por una fuente estaba formada por ondas, al
igual que los cuerpos sonoros. Las ondas corresponden al movimiento específico
que sigue la luz al propagarse.
Esta teoría puso de manifiesto que su poder explicativo era mejor que el de la
teoría de Newton, lo que llevó a descartar definitivamente, en el siglo XIX, la
creencia de que la luz estaba formada por partículas.
c) Fotones de luz: Aunque durante el siglo XIX se había aceptado definitivamente
la naturaleza ondulatoria de la luz, experiencias realizadas a principios del siglo
XX demostraron que la luz es a la vez onda y corpúsculo; es decir, se comporta
como onda o como partícula.
Max Planck (1858-1947), físico alemán, premiado con el Nóbel, considerado el
creador de la teoría cuántica, fue el primero en enunciar que la luz no se comporta
ni como una onda ni como una partícula, sino que combina las propiedades de
ambas (teoría que desarrolló más tarde Albert Einstein). Para explicar la reflexión,
la refracción y la difracción (o sea la propagación) de la luz, hay que imaginarla
similar a una onda sonora, con una frecuencia y una longitud de onda. Pero para
explicar la emisión y absorción de luz por un átomo, hay que imaginarla como
paquetes de partículas (llamados inicialmente cuantos), cada uno de los cuales
transporta una cantidad de energía. Actualmente estos “pequeños paquetes de
energía” se denominan fotones.
Así la luz, en cuanto a su propagación, se comporta como una onda. Pero, la
energía de la luz es transportada, junto con la onda luminosa, por unos
pequeñísimos corpúsculos que se denominan fotones ("pequeños paquetes de
energía").
La principal característica que se concluyó de los fenómenos experimentados
por la luz fue la doble naturaleza que presenta; naturaleza ondulatoria (de ondas)
cuando se propaga, y naturaleza corpuscular (de partículas) cuando interactúa con
la materia.
Por esta razón es que el concepto de luz se define finalmente como una onda
electromagnética compuesta por fotones (partículas energizadas), cuya frecuencia
y energía determinan la longitud de onda de un color que puede ser percibido por
el ojo humano. El concepto es estudiado por la física, ciencia que ha intentado
explicar los fenómenos que experimenta la luz.
DESCOMPOSICIÓN DE LA LUZ
La luz del Sol, ese haz de luz blanca está compuesto por varios haces de
colores que nosotros no vemos por separado. La manera más natural de
comprobar que la luz blanca (que es la luz visible) está compuesta por haces de
varios colores es observando cuando los rayos del Sol atraviesan gotitas de agua,
y/o como ocurre después de llover y aparece el arco iris. También podemos ver
estos colores cuando la luz blanca atraviesa un prisma de cristal.
La banda multicolor obtenida a partir de la descomposición del haz de luz
blanca recibe el nombre de “espectro”. Fue Isaac Newton quien separó los siete
colores del espectro. Éste está compuesto por los siguientes colores: rojo,
anaranjado, amarillo, verde, azul claro, azul y violeta. En realidad estos colores
van pasando de uno a otro en la banda espectral en forma gradual y es difícil
definir dónde termina uno y comienza el otro.
Además del espectro de la luz blanca (que es el que nombramos
anteriormente), se encuentran otros espectros que no son visibles, donde se
encuentran por ejemplo, los rayos X, los rayos ultravioletas, los infrarrojos, la
televisión, la radio, etc.
Estos dos tipos de espectros forman parte del “espectro electromagnético”.
http://www.youtube.com/watch?v=m5_encne1tw (video hasta el minuto 4:51)
3- SABERES QUE TIENEN LOS NIÑOS
En general, los chicos de 5to año piensan en la luz como una fuente (una
bombita), un efecto (algo iluminado), o un estado (brillante). No suelen reconocerla
como rayos que “viajan” por el espacio desde la fuente, produciendo un
determinado efecto. Estas ideas parciales o incompletas, probablemente se deban
al mal uso que cotidianamente hacemos del término “luz”, cuando en realidad
queremos decir: ¡Encendé la lámpara!
Es posible hacer una larga lista de expresiones en las que cotidianamente
mencionamos estos mismos términos,
pero con un significado absolutamente
diferente del que tienen en la ciencia escolar.
- Los chicos de esta edad pueden pensar que la luz sirve para observar las cosas.
- Acerca del color de los objetos algunos creen que lo tienen de acuerdo con la luz
que los ilumina. Ejemplo si la luz es roja el objeto será rosa, y si es azulo el objeto
también lo será.
- Sobre el recorrido de la luz, la mayoría de los chicos cree que es diferente según
el momento del día en que una fuente esté encendida.
- En cuanto a las sombras, muchos creen que las originan la fuente de luz, y no el
obstáculo que se interpone entre esta y una superficie.
- Los chicos de esta edad saben que las imágenes en el espejo se producen por el
“rebote” o reflexión de la luz, sin embargo no usan el mismo término para explicar
por qué vemos objetos de superficies no pulidas.
- Al enfrentarlos a una situación de refracción, como la de un lápiz dentro de un
vaso con agua, algunos creerán que el lápiz parece roto porque el agua dobla los
rayos de luz, y otros considerarán que la forma del recipiente es la que permite
verlo así.
4) EXPLICITAR LOS CONTENIDOS
La propuesta está pensada para ser trabajada en un 2º año de una escuela
primaria, esto es a raíz de que el currículum establece que en cierto momento del
año, los sujetos en ese nivel deben adquirir el saber de “fuentes luminosas
naturales y artificiales”.
Los contenidos que deberían ser vistos antes de poder trabajar con esta
propuesta serían:
- Cuerpos luminosos e iluminados.
Para que el sujeto que aprende construya su propio saber sobre:
- Fuentes luminosas naturales y artificiales
- Cuerpos opacos, traslucidos y transparentes.
Sin embargo, la temática “la luz” puede ser trabajada en un 5º año de una
escuela primaria ya que los contenidos se pueden profundizar y complejizar en
años más avanzados, como lo es un 5º grado. Por esta razón, se pretende lograr
que los alumnos comprendan y puedan identificar en su vida cotidiana las
diferentes propiedades de la luz, despertando su curiosidad por observar y
cuestionar cómo son y cómo se funcionan algunos elementos y hechos cotidianos
que tienen lugar a su alrededor todos los días.
Esto nos permitirá lograr que los estudiantes puedan:
- Comprender las características ópticas de algunos materiales y de su
comportamiento frente a la luz, estableciendo relaciones con sus usos.
- Identificar las propiedades de la luz, utilizando materiales cotidianos y
relacionándolo con sucesos habituales.
ACTIVIDADES DE ENSEÑANZA SOBRE “LAS PROPIEDADES DE LA LUZ”
Inicialmente vamos a presentar la lista de materiales utilizados para realizar las
actividades, para luego comenzar a hacerlas.
Les solicitaremos a los alumnos que realicen anotaciones y dibujos en sus
carpetas sobre las observaciones que realicen sobre los experimentos que
hagamos las docentes.
Al finalizar con las actividades, se realizará una puesta en común para poder
analizar entre todos los registros de datos y los dibujos, para lograr llegar a las
posibles conclusiones.

Para explicar la reflexión de la luz vamos a realizar dos experimentos.
- Materiales: dos espejos, caja de vidrio transparente, talco (para simular humo) y
puntero láser.
- Desarrollo:
Se dispone de dos pequeños espejos que formen 45º entre sí y que se
encuentren ubicados dentro de una caja de vidrio transparente con talco
(simulador de humo). Se les solicitará a un alumno que tome el puntero láser y
que haga incidir el rayo láser en uno de los espejos, y ajustarlo de tal manera que
se refleje en el otro.
Con esto se puede observar que el rayo de la segunda reflexión es convergente
con el rayo incidente, formándose un triángulo de rayos láser entre los espejos.
- Materiales: vela, plato, encendedor y dos espejos.
- Desarrollo:
Se les solicitará a un alumno que coloque una vela encendida entre
dos espejos paralelos. Se puede observar la reflexión infinita de ella en los
espejos.
Con estas dos actividades vamos a hacer una puesta en común para que los
alumnos nos digan lo que observaron y lograron registrar…
Ellos nos dirán qué pasó en cada actividad que comúnmente será que al apuntar
el láser en uno de los espejos, este se refleja en el otro formando un rombo
(actividad 1) y que la vela se repite infinitamente en el espejo (actividad 2).

Para explicar la refracción de la luz vamos a realizar dos experimentos.
-
Materiales: lápiz, vaso transparente y agua.
-
Desarrollo:
Vamos a colocar un lápiz en un vaso con agua.
Con esto los alumnos podrán observar que el lápiz se quebrara en el agua.
Materiales: una pecera, agua, leche, humo y puntero láser.
- Desarrollo:
En una pecera colocaremos agua hasta la mitad de su altura con una
gotita de leche, y en la otra mitad (que contiene aire) se coloca un poco de humo.
Les solicitaremos a un alumno que apunte con el láser la pecera de forma que el
láser atraviese la superficie de aire y la de agua.
Con las observaciones registradas en las dos actividades vamos a realizar una
puesta en común sobre qué sucedió y lograron observar. Los alumnos nos dirán
que en la actividad 1 el lápiz se quiebra en el sector que se encuentra sumergido
en el agua y que en la actividad 2 lograron ver que el láser cambia de dirección al
chocar con el agua de la pecera.
Para explicar la propagación de la luz en línea recta vamos a realizar dos
experimentos.
- Materiales: un cuerpo opaco, pantalla y un velador con un foco.
- Desarrollo:
Se les solicitará a los alumnos que enciendan el velador y que otros
interpongan un cuerpo opaco en el camino de la luz, para que vean lo que sucede
en la pantalla.
Los niños van a decir que al ponerles el objeto frente a la luz, se produce la
sombra del objeto en la pantalla.
CONCLUSIONES: “LAS PROPIEDADES DE LA LUZ”.
1- La luz se refleja
La reflexión de la luz se representa por medio de dos rayos: el que llega a una
superficie reflectante (rayo incidente) y el que sale "rebotado" después de
reflejarse (rayo reflejado).
Si se traza una recta perpendicular a la superficie (que se denomina normal), el
rayo incidente forma un ángulo con dicha recta, que se llama ángulo de incidencia.
La reflexión de la luz es el cambio de dirección que experimenta un rayo
luminoso al chocar contra la superficie de los cuerpos. La luz reflejada sigue
propagándose por el mismo medio que la incidente.
La reflexión de la luz cumple dos leyes:
- El rayo incidente, el reflejado y la normal están en un mismo plano perpendicular
a la superficie.
- El ángulo de incidencia es igual al ángulo de reflexión.
2- La luz se refracta.
La luz se refracta porque los rayos luminosos cambian de dirección cuando
pasan de un medio a otro, y se propagan con distinta velocidad. Por ejemplo, al
pasar del aire al agua, la luz se desvía, es decir, se refracta.
3 - La luz se propaga en línea recta
La línea recta que representa la dirección y el sentido de la propagación de la
luz se denomina rayo de luz (el rayo es una representación, una línea sin grosor,
no debe confundirse con un haz, que sí tiene grosor).
Un hecho que demuestra la propagación rectilínea de la luz es la formación de
sombras (siluetas oscuras con la forma del objeto) porque los rayos de luz viajan
en línea recta y los obstáculos al paso de la luz originan sombras.
BIBLIOGRAFÍA
- NAP 1 segundo
- CUADERNOS PARA EL AULA
- http://www.youtube.com/watch?v=m5 encne1tw
http://webdelprofesor.ula.ve/ciencias/labdemfi/optica/html/optica.html
http://teleformacion.edu.aytolacoruna.es/FISICA/document/fisicaInteractiva/OptGe
ometrica/LucesYsombras/LineaRecta.htm
http://www.educaplus.org/luz/index.html
- Guía del Docente Ciencias naturales. Editorial Tinta Fresca