Teoria del Origen de la Luz

CONCEPCIONES TEÓRICAS SOBRE LA NATURALEZA DE LA LUZ

Los antiguos filósofos ya conocían algunos hechos sobre la propagación de la luz. Pero es hasta a mediados del XVII cuando aparecen casi conjuntamente dos teorías acerca de la naturaleza de la luz:


1- Teoría CORPUSCULAR (1666)

2-Teoría ONDULATORIA (1678)

TEORIA CORPUSCULAR(NEWTON)

Esta teoría supone que la luz está compuesta por una serie de corpúsculos o partículas emitidos por los manantiales luminosos, los cuales se propagan en línea recta y que pueden atravesar medios transparentes, y pueden ser reflejados por materias opacas. Esta teoría explica: La propagación rectilínea de la luz, la refracción y reflexión. Esta teoría no explica: Anillos de Newton (Irisaciones en las láminas delgadas de los vidrios) Este fenómeno lo explica la teoría ondulatoria. Tampoco explica los fenómenos de interferencia y difracción.

TEORIA ONDULATORIA (HUYGENS)

Esta teoría explica las leyes de la reflexión y la refracción , define la luz como un movimiento ondulatorio del mismo tipo que el sonido. Como las ondas se trasmiten en el vacío, supone que las ondas luminosas necesitan para propagarse un medio ideal, el ETER, presente tanto en el vacío como en los cuerpos materiales.

Esta teoría tiene una dificultad fundamental que es precisamente la hipótesis del éter. Tenemos que equiparar las vibraciones luminosas a las vibraciones elásticas transversales de los sólidos, y no transmitiendo por tanto vibraciones longitudinales. Existe, pues, una contradicción en la naturaleza del éter, ya que por un lado debe ser un sólido incompresible y por otro no debe oponer resistencia al movimiento de los cuerpos. (Nota: Las ondas transversales solo se propagan en medios sólidos)

Esta teoría no fue aceptada debido al gran prestigio de Newton. Tuvo que pasar más de un siglo para que se tomara nuevamente en consideración la "Teoría Ondulatoria". Los experimentos de Young (1801) sobre fenómenos de interferencias luminosas, y los de Fresnel sobre difracción fueron decisivos para que se tomaran en consideración los estudios de Huygens y para la explicación de la teoría ondulatoria.

Fue también Fresnel (1815) quien explicó el fenómeno de la polarización transformando el movimiento ondulatorio longitudinal, supuesto por Huygens, en transversal. Existe, sin embargo, una objeción a esta teoría, puesto que en el éter no se puede propagar la luz por medio de ondas transversales, ya que éstas solo se propagan en medios sólidos.

TEORIA ELECTROMAGNETICA (MAXWELL 1865)

Descubre que la perturbación del campo electromagnético puede propagarse en el espacio a una velocidad que coincide con la de la luz en el vacío, equiparando por tanto las ondas electromagnéticas con las ondas luminosas.

Veinte años después Hertz comprueba que las ondas hertzianas de origen electromagnético tienen las mismas propiedades que las ondas luminosas, estableciendo definitivamente la identidad de ambos fenómenos.

Objeciones a ésta teoría:

No se da explicación a:

Fenómenos por absorción o emisión.
Fenómenos fotoeléctricos.
Emisión de luz por cuerpos incandescentes.
Y por lo tanto es necesario volver a la teoría corpuscular, como hizo Planck en 1900.

Espectro electromagnético.- La región correspondiente a la luz es una disminuta ventana en todo el espectro. La atmósfera terrestre sólo es transparente en la región óptica y de ondas de radio. El infrarrojo se puede observar desde gran altura con globos o satélites, al igual que los rayos g, rayos X, y la radiación ultravioleta.

TEORIA DE LOS CUANTOS (PLANCK 1900)

Esta teoría establece que los intercambios de energía entre la materia y la luz, solo son posibles por cantidades finitas. (cuantos) átomos de luz, que posteriormente se denominarán fotones. Esta teoría tropieza con el inconveniente de no poder explicar los fenómenos de tipo ondulatorio: Interferencias, difracción, .... Nos encontramos nuevamente con dos hipótesis contradictorias, la teoría electromagnética y la de los cuantos.

MECANICA ONDULATORIA (DE BROGLIE 1924)

Auna la teoría electromagnética y la de los cuantos, herederas de la ondulatoria y corpuscular respectivamente, evidenciando la doble naturaleza de la luz. Esta teoría establece así la naturaleza corpuscular de la luz en su interacción con la materia (procesos de emisión y absorción)y la naturaleza electromagnética en su propagación.

Esta informacion se obtuvo de:

http://dis.um.es/~barzana/enlaces/luz1.htm

http://www.astrocosmo.cl/electrom/electrom-02.htm

Ley cero de la termodinámica

Además de la primer y segunda leyes de la termodinámica, también existe la ley cero, la cual es referente al concepto de temperatura.

Esta ley de la termodinámica nos dice que si tenemos dos cuerpos llamados A y B, con diferente temperatura uno de otro, y los ponemos en contacto, en un tiempo determinado t, estos alcanzarán la misma temperatura, es decir, tendrán ambos la misma temperatura. Si luego un tercer cuerpo, que llamaremos C se pone en contacto con A y B, también alcanzará la misma temperatura y, por lo tanto, A, B y C tendrán la misma temperatura mientras estén en contacto.

De este principio podemos inducir el de temperatura, la cual es una condición que cada cuerpo tiene y que el hombre ha aprendido a medir mediante sistemas arbitrarios y escalas de referencia (escalas termométricas).}

Obtenido de:
http://www.monografias.com/trabajos/termoyentropia/termoyentropia.shtml


Ley Cero de la Termodinámica (de Equilibrio):
"Si dos objetos A y B están por separado en equilibrio térmico con un tercer objeto C, entonces los objetos A y B están en equilibrio térmico entre sí".
Como consecuencia de esta ley se puede afirmar que dos objetos en equilibrio térmico entre sí están a la misma temperatura y que si tienen temperaturas diferentes, no se encuentran en equilibrio térmico entre sí.

Obtenido de:
http://jfinternational.com/mf/tercera-ley-termodinamica.html

"Enunciados que definen la segunda ley de la termodinámica"

Segunda Ley de la Termodinámica
La primera ley nos dice que la energía se conserva. Sin embargo, podemos imaginar muchos procesos en que se conserve la energía, pero que realmente no ocurren en la naturaleza. Si se acerca un objeto caliente a uno frío, el calor pasa del caliente al frío y nunca al revés. Si pensamos que puede ser al revés, se seguiría conservando la energía y se cumpliría la primera ley.
En la naturaleza hay procesos que suceden, pero cuyos procesos inversos no. Para explicar esta falta de reversibilidad se formuló la segunda ley de la termodinámica, que tiene dos enunciados equivalentes:
Enunciado de Kelvin - Planck : Es imposible construir una máquina térmica que, operando en un ciclo, no produzca otro efecto que la absorción de energía desde un depósito y la realización de una cantidad igual de trabajo.
Enunciado de Clausius: Es imposible construir una máquina cíclica cuyo único efecto sea la transferencia continua de energía de un objeto a otro de mayor temperatura sin la entrada de energía por trabajo.

La segunda ley nos dice que muchos procesos son irreversibles. Por ejemplo, el enunciado de Clausius específicamente elimina una inversión simple del proceso de transmisión de calor de un cuerpo caliente, a un cuerpo frío. Algunos procesos, no sólo no pueden regresar se por sí mismos, sino que tampoco ninguna combinación de procesos pueden anular el efecto de un proceso irreversible, sin provocar otro cambio correspondiente en otra parte.

Obtenido de:
http://jfinternational.com/mf/termodinamica.html

"Muerte térmica en el universo"

La muerte es un estado final de cualquier biosistema que está íntimamente vinculado a su máximo nivel de entropía (siempre y cuando todavía sea un biosistema integrado), así pues, la muerte es un estado final irreversible. De esta manera, los organismos muertos (incluyendo a los humanos) jamás retornarán a la vida porque ellos estarían entonces violando la Ley de la Entropía. LA LEY DE LA ENTROPÍA NO PUEDE SER VIOLADA.

Dado que la Entropía Global siempre está en constante aumento, deducimos que inevitablemente el aumento en la Entropía Global causará el desplome de todos los biosistemas en el Universo conocido. El Universo no es un sistema termodinámico estático, así que la idea antigua de un desplome térmico, mejor conocido como muerte térmica del Universo, posiblemente nunca pueda acontecer. Sin embargo, la última afirmación no es válida para los sistemas termodinámicos vivientes, los cuales, a fin de cuentas, desaparecerán totalmente del Universo conocido.

De todo esto inferimos la inexistencia de algo eterno en el Universo, dado que hay una flecha del tiempo que determina la trayectoria de la Entropía Global. Si tratáramos de regresar sobre la flecha del tiempo, encontraríamos que hubo un momento inicial en el cual el tiempo era igual o casi igual a cero, o en el cual la entropía era igual a cero. La Entropía no permite la existencia de algo eterno en el Universo. Cuando los científicos insinuamos que el Universo ha existido siempre no nos referimos a que el Universo haya estado siempre en su estado actual, sino a la declaración de que este Universo podría haberse generado a partir de un Universo previo, diferente o idéntico al nuestro, o indicamos que la energía siempre ha existido, aunque no precisamente como se encuentra organizada actualmente.

Obtenido de:
http://biocab.org/Biological_Death_sp.html

NOTA:Cuando la entropía sea máxima en el universo, esto es, exista un equilibrio entre todas las temperaturas y presiones, llegará la muerte térmica del Universo.

wikipedia.org/wiki/Entropía_(termodinámica) - ४०क्

"Proceso adiabático y no adiabático"

En termodinámica se designa como proceso adiabático a aquel en el cual el sistema (generalmente, un fluido que realiza un trabajo) no intercambia calor con su entorno. Un proceso adiabático que es además reversible se conoce como proceso isentrópico. El extremo opuesto, en el que tiene lugar la máxima transferencia de calor, causando que la temperatura permanezca constante, se denomina como proceso isotérmico.
El término adiabático hace referencia a elementos que impiden la transferencia de calor con el entorno. Una pared aislada se aproxima bastante a un límite adiabático. Otro ejemplo es la temperatura adiabática de llama, que es la temperatura que podría alcanzar una llama si no hubiera pérdida de calor hacia el entorno. En climatización los procesos de humectación (aporte de vapor de agua) son adiabáticos, puesto que no hay transferencia de calor, a pesar que se consiga variar la temperatura del aire y su humedad relativa.
El calentamiento y enfriamiento adiabático son procesos que comúnmente ocurren debido al cambio en la presión de un gas. Esto puede ser cuantificado usando la ley de los gases ideales.

Obtenido de:

http://es.wikipedia.org/wiki/Proceso_adiab%C3%A1tico

"Energía interna de un sistema"

La energía interna de un sistema, es el resultado de la energía cinética de las moléculas o átomos que lo constituyen, de sus energías de rotación y vibración, además de la energía potencial intermolecular debida a las fuerzas de tipo gravitatorio, electromagnético y nuclear, que constituyen conjuntamente las interacciones fundamentales. Al aumentar la temperatura de un sistema, sin que varíe nada más, aumenta su energía interna.
Convencionalmente, cuando se produce una variación de la energía interna sin que se modifique la composición química del sistema, se habla de variación de la energía interna sensible. Si se produce alteración de la estructura atómica-molecular, como es el caso de las reacciones químicas, se habla de variación de la energía interna química. Finalmente, en las reacciones de fisión y fusión se habla de energía interna nuclear.
En todo sistema aislado (que no puede intercambiar energía con el exterior), la energía interna se conserva: Primer Principio de la Termodinámica o Principio de Conservación de la energía.
Cuando hablamos en términos de procesos por los cuales pase determinada sustancia : ejemplo gas ideal , podemos decir que la energía interna solo depende del estado inicial y el estado final , por lo que se considera una función de estado.

Obtenido de :

"http://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_interna"

"Fuentes de energía térmica y sus ventajas"

Fuentes de energía
Llamamos fuente de energía a un sistema natural cuyo contenido energético es susceptible de ser transformado en energía útil.
Un aspecto importante a tratar es conocer cuáles son las fuentes que usamos para aprovechar su energía, su utilidad, sus ventajas e inconvenientes y su disponibilidad.

Nuestro planeta posee grandes cantidades de energía. Sin embargo, uno de los problemas más importantes es la forma de transformarla en energía utilizable. Las fuentes más buscadas son las que poseen un alto contenido energético y acumulan energía en la menor cantidad de materia posible. Es el caso del petróleo, carbón y gas natural. En otras, por el contrario, se encuentra difusa (solar, eólica, geotérmica, etc)

La mayor parte de las fuentes de energía, salvo la nuclear, la geotérmica y las mareas, derivan del Sol. El petróleo, el gas natural o el viento tienen su origen, aunque lejano, en la energía que proviene del Sol.

Las distintas fuentes de energía se clasifican en dos grandes grupos: renovables y no renovables.


Renovables. Son aquellas fuentes que no desaparecen al transformar su energía en energía útil.

No renovables. Es el sistema material que se agota al transformar su energía en energía útil.

Ejemplos:

Energía Hidráulica
Es la energía asociada a los saltos de agua ríos y embalses
La forma de energía que posee el agua de los embalses es energía potencial gravitatoria, que podemos aprovechar conduciéndola y haciéndola caer por efecto de la gravedad.

Se puede transformar en energía mecánica en los molinos de agua y en energía eléctrica en las centrales hidroeléctricas.


VENTAJAS

-Es una energía limpia
-No contaminante
-Su transformación es directa
-Es renovable



Energía Eólica
Es la energía asociada al viento.
La forma de energía que posee es la energía cinética del viento, que podemos aprovechar en los molinos, en la navegación a vela,...

Se puede transformar en energía mecánica en los molinos de vientos o barcos de vela, y en energía eléctrica en los aerogeneradores.


VENTAJAS

-Limpia
-Sencillez de los principios aplicados
-Conversión directa
-Empieza a ser competitiva



Energía Solar
Es la energía asociada a la radiación solar.
La forma de energía que posee el Sol es energía nuclear interna que se transforma en la energía que emite mediante procesos de fusión. El Sol emite sin cesar lo que se llama energía radiante o, simplemente, radiación.

Se transforma en lo que habitualmente se denomina energía térmica y en energía eléctrica. Se puede realizar directamente (fotovoltaica) o indirectamente.


VENTAJAS
-Limpia
-Sencillez de los principios aplicados
-Conversión directa
-Empieza a ser competitiva



Obtenido de:
http://thales.cica.es/rd/Recursos/rd99/ed99-0226-01/capitulo1.html