El arco iris, Newton y la dualidad de la luz

Prisma de Newton

Iris, hija de Taumas y de Electra, era la mensajera de los dioses (había otro ilustre mensajero: ni más ni menos que el olímpico Hermes). Su vestido o chal de siete colores fue identificado con el arco iris. Así poetizaba la mitología griega el fenómeno.

Claro que los filósofos de la Antigüedad nunca le dieron a tales narraciones estatus de explicación científica. Ya desde los presocráticos, aquellos ingeniosos hombres se habían dado cuenta que en la aparición de un arco iris cualquiera (por ejemplo, en una fuente) estaba involucrada la presencia de gotas de agua y cierta incidencia solar.

A principios del XVII las causas del fenómeno del arco iris estaban ya más o menos claras, aunque sólo se comprenderían cabalmente gracias a sir Isaac Newton. Ocurría que para eso se necesitaba una teoría ajustada de la naturaleza de la luz. La luz ha sido siempre considerado como una cosa extraordinaria, necesaria para la vida y a medio camino entre el mundo material y el mundo del espíritu.

Uno de los problemas era el de la naturaleza de la luz blanca. Se sabía que cuando un rayo de sol atravesaba un prisma la luz se disgregaba en haces de distintos colores. Las doctrinas ondulatorias del siglo XVII explicaban los colores como una modificación producida por el prisma en el pulso homogéneo de luz blanca.

Con su experimentum crucis Newton demostró que el prisma no añadía nada, sino que lo único que hacía era descomponer la luz blanca según los distintos niveles de refrangibilidad de cada color. En otras palabras, la luz blanca era una composición de haces y no una naturaleza simple.

Esto presente, el arco iris se explica con sencillez. El fenómeno aparece cuando llueve o hay partículas de lluvia suspendidas en la parte opuesta, para un observador, a la del sol. Imaginemos una gota de lluvia tan grande como una pompa de jabón de medio metro de diámetro. Cuando un rayo de luz solar penetra la gota, la luz se descompone en haces de color con refrangibilidades distintas.

Al llegar a la ‘pared’ opuesta de la gota el rayo refractado rebota, es decir, se refleja y vuelve a salir por la cara de la gota por la cual había entrado sufriendo una nueva refracción. Se forma así un primer arco que tiene los colores del espectro solar, con el violeta en el extremo inferior y el rojo, el que menos se refracta, en el exterior.

Volviendo a Newton, el físico inglés utilizó dos prismas en su experimento. Con el primero descompuso la luz blanca. Con el segundo, comprobó que los haces de luz obtenidos al pasar por el nuevo prisma modificaban su trayectoria, esto es, se refractaban, pero nada más. Así, el haz rojo sufría la misma desviación pero seguía siendo un haz rojo. Igual sucedía con el resto de colores.

Este experimento pareció consagrar a superioridad de la teoría newtoniana (corpuscular) de la luz. Durante casi dos siglos, los defensores de la naturaleza ondulatoria (Huygens) no contaron con el respaldo mayoritario de la comunidad científica. En el XIX, sin embargo, Young y otros llegaron a consecuencias contradictorias con las teorías corpusculares.

Al final, como es sabido, se llegó a una especie de extraña solución intermedia, que al principio tuvo que parecer inquietante. La luz ya se manifiesta como una onda, ya lo hace como un haz de partículas.

Esta extrañísima dualidad de la luz que algunos no dudarían en calificar de irresoluble ambigüedad ¿no debería llevarnos a extremar las cautelas en otros ámbitos de la vida en los que solemos mostrarnos categóricos? Al fin y al cabo, a veces las convicciones no son los disfraces de un energumenismo muy arraigado. Aunque quien esté libre de pecado…(que se lo digan al propio Newton, o, mejor dicho, a alguno de sus pobres coetáneos).

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