?Se mueve a la misma velocidad la luz que viene del Sol que la que sale de una bombilla?

La respuesta a tu pregunta es s¨ª: la luz (natural o artificial) viaja a una velocidad finita de aproximadamente 300.000 km/s en el vac¨ªo. La luz se comporta como una onda (como las que observamos en el agua al tirar una piedra) o como una part¨ªcula (como una bola de billar). Esta naturaleza compleja de la luz ha dado lugar a debates durante siglos. Albert Einstein estableci¨® en 1905 que la luz estaba constituida por part¨ªculas a las que llam¨® fotones, y De Broglie, en 1925, propuso la dualidad onda-corp¨²sculo.

?Y de qu¨¦ est¨¢ hecha la luz? De campos el¨¦ctricos y magn¨¦ticos. Para comprender qu¨¦ son estos campos, piensa en dos imanes que acercamos. Sabes que dependiendo de la orientaci¨®n 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 pr¨®xima alrededor de los imanes, y no m¨¢s all¨¢. El campo magn¨¦tico describe esa regi¨®n del espacio en la que se produce este fen¨®meno. Y en el caso del campo el¨¦ctrico 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 regi¨®n del espacio en la que sucede este fen¨®meno en el que las cargas de distinto signo se atraen y las de igual signo se repelen describe el campo el¨¦ctrico. Imagina ahora que tenemos un campo el¨¦ctrico, o uno magn¨¦tico, que cambia con el tiempo. Resulta que un campo el¨¦ctrico que var¨ªa en el tiempo genera a su vez un campo magn¨¦tico, y al rev¨¦s tambi¨¦n. Es decir, hay campos el¨¦ctricos que generan campos magn¨¦ticos y campos magn¨¦ticos que generan campos el¨¦ctricos y esto da como resultado una onda, una onda electromagn¨¦tica, que se autopropaga indefinidamente y viaja por el espacio. De hecho, la luz que se genera en el Sol puede viajar millones de kil¨®metros por el vac¨ªo hasta la Tierra sin que cambien sus propiedades, y solo cuando se encuentra con la materia, hace cosas: se refleja, se refracta, etc.

Hay campos el¨¦ctricos que generan campos magn¨¦ticos y campos magn¨¦ticos que generan campos el¨¦ctricos y esto da como resultado una onda

Esta onda electromagn¨¦tica, como cualquier onda, tiene una caracter¨ªstica que llamamos ¡°longitud de onda¡± que es la distancia entre dos crestas consecutivas. Dependiendo de cu¨¢l sea esa distancia tenemos diferentes tipos de radiaci¨®n electromagn¨¦tica. La que llamamos luz visible, la que ven nuestros ojos, se corresponde con los colores del arco¨ªris, y va desde el morado (con una longitud de onda de 400 nan¨®metros) hasta el rojo (unos 780 nan¨®metros). Hablamos de nan¨®metros que es una distancia diminuta. Para visualizar lo que es un nan¨®metro a m¨ª me pusieron el siguiente ejemplo: imagina una aceituna en medio de un campo de f¨²tbol, y ahora reduce el campo de f¨²tbol con la aceituna en el medio hasta que quepa en tu u?a del dedo gordo. En ese momento la aceituna tendr¨ªa el tama?o de unos pocos nan¨®metros. Pues las ondas de esas longitudes son las que puede detectar el ojo humano. Pero adem¨¢s hay otras radiaciones electromagn¨¦ticas de longitudes de onda mucho menores y m¨¢s energ¨¦ticas, como los rayos X, del tama?o de los ¨¢tomos que forman la materia; o mucho mayores y m¨¢s ¡°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 radiaci¨®n electromagn¨¦tica de todas las longitudes de onda, la mayor¨ªa de la energ¨ªa de la luz del Sol se corresponde con la luz visible, y en cambio la bombilla solo emite una peque?a parte en este rango. La dem¨¢s, se ¡°desperdicia¡± en gran parte en forma de calor (este es el motivo por el que estas bombillas est¨¢n 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 alt¨ªsima presi¨®n y temperatura (15.000.000 oC en el interior, y 5.500 oC en la superficie) donde se genera much¨ªsima energ¨ªa en procesos de fusi¨®n nuclear. Esa energ¨ªa es la que llega a la Tierra en forma de ondas electromagn¨¦ticas que se mueven a una velocidad en el vac¨ªo de aproximadamente 300.000 km/s. Y toda la radiaci¨®n solar, sea cual sea su longitud de onda, viaja a la misma velocidad. En el caso de la bombilla, tenemos un filamento met¨¢lico que se calienta much¨ªsimo (3.000?C) 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 energ¨ªa se corresponda con radiaci¨®n 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 ¡°est¨¢n hechas¡± de lo mismo, se rigen por las mismas leyes f¨ªsicas y se mueven a 300.000 km/s en aire o vac¨ªo.

Sol Carretero Palacios es doctora en F¨ªsica, investigadora y profesora del Departamento de F¨ªsica de Materiales de la Universidad Aut¨®noma de Madrid.

Pregunta enviada v¨ªa email por Ismael Roberto Carranza Corzo

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