La naturaleza de la luz

Thomas Young (1773 -1829)

Retrato de Thomas Young de Herny Adlard bajo la dirección de Thomas Lawrence, grabado en punta seca a partir de un retrato previo (anterior a 1830)

Lingüista, médico y físico británico, llevó a cabo en el año 1800 el experimento de las dos rendijas, uno de los experimentos más famosos de la física, incluso utilizado posteriormente por Feynman en el siglo XX para explicar los principios de la mecánica cuántica.

Con este experimento se demostró la naturaleza ondulatoria de la luz, sin lugar a dudas, aunque, como veremos más adelante, nadie sabía la naturaleza de lo que ondulaba.

El experimento de las dos rendijas pone de manifiesto el proceso de interferencia óptica, nombre con que Young designó los procesos constructivos y destructivos de la composición de ondas y con el que se conoce desde entonces.

También de esta forma se podían entender los anillos de Newton, sin tener que aceptar la complicada explicación de las vibraciones de los medios producidas por el impacto de los corpúsculos de luz, sino por la interferencia entre las ondas reflejadas en dos superficies, que luego veremos.

El experimento es fácil de realizar. Se perfora una pantalla opaca (mejor negra) con dos orificios de muy pequeño diámetro y muy próximos entre sí y se iluminan ambos por una luz monocromática procedente de un foco puntual. Al dejar que se proyecte la luz sobre una pantalla blanca ( o al acercar la pantalla al ojo, despues de comprobar que la intensidad es muy baja) se aprecian franjas brillantes y oscuras, como indica la figura (Figuras 2 y 3).

Figura 2: representación animada del experimento de Young. La luz emitida por una vela pasa a través de una pequeñísima rendija en una pantalla opaca. Ésta, a su vez, deja pasa un haz de luz que se proyecta sobre otra pantalla opaca, en la que hay dos nuevas rendijas, cada una de ella proyectando cada una de ella a su vez un nuevo haz de luz cuyas ondulaciones se entremezclan entre sí como las ondas sobre la superficie del agua.

Se puede comprobar fácilmente que cada uno de los agujeros por separado producen una iluminación homogénea. Pero cuando se componen los rayos de ambos orificios producen zonas alternadas de luz y sombra.

Young logra explicar la alternancia de las franjas por analogía con las ondas acuáticas (Figura 4):

Si componemos las ondas que llegan a un punto de la pantalla y resulta que ambas llegan de forma que sus crestas coinciden (se hallan en concordancia de fase), las intensidades se suman de manera que el punto resulta iluminado o brillante. Por el contrario, si se hallan en contrafase, coincidiendo la cresta de una onda con el valle de la otra, la intensidad resultante será nula.

Figura 4: Representación de las ondas de interferencia cuando dos ondas concuerdan en sus fases (izquierda) y cuando se hallan a contrafase (derecha)

Continuemos con las importantes aportaciones de Young en la página siguiente.