Cómo divulgar qué es la luz

Este artículo da pautas para docentes que quieren saber cómo divulgar qué es la luz de modo que tenga la mayor precisión científica pero al mismo tiempo pueda ser más facilmente comprensible por los alumnos.

¿Qué es la luz?

La escasa comprensión que la mayoría de los docentes tiene sobre el tema, hace que perduren en libros y videos expresiones como la luz está compuesta de los colores del arco iris[1] o los rayos X son luz invisible. La explicación y la comparación son a lo sumo metáforas, contradictorias entre sí, que no van al meollo de la cuestión. En el nivel elemental que se plantea aquí, que abarca los niveles educativos primario y secundario, la pregunta ¿qué es la luz? tiene sentido muy diferente al que tendría para un físico o un ingeniero. No se trata aquí de estudiar la luz como un caso particular de fenómeno electromagnético, término que tiene poco o ningún significado en esos niveles, sino de vincularla con otros fenómenos más familiares y relevantes.

Función

Parece ocioso decirlo, pero en la escuela se hace muy poco énfasis en la función principal que la luz cumple para las personas: brindarles información sobre el mundo que las rodea. El ciego lo sabe bien, pero al vidente hay que vendarle los ojos para que tome conciencia de que sin ella no podemos desplazarnos ni manipular objetos con precisión, como al enhebrar una aguja. Para los seres humanos es la más importante fuente de información de larga distancia, seguida de cerca por el sonido y el olfato, y muy de lejos por la sensibilidad de la piel al calor y la capacidad de detectar las vibraciones del suelo. La luz es el medio principal para el conocimiento del mundo externo, de la realidad. Una prueba de esta importancia es que —a pesar de la usamos para muchas otras cosas más, como planchar, conservar alimentos y alimentar aparatos de todo tipo— designamos al servicio de provisión de electricidad por su crucial capacidad de generar luz, su función crucial.

Fuentes

En los textos de divulgación es frecuente la referencia a una supuesta antiquísima teoría de que la luz se originaba en los ojos de las personas. Si fue escrito así, fue mera fantasía del autor, ya que ninguna persona tiene ni tuvo nunca la capacidad de iluminar la noche sólo con sus ojos. En todo caso, la relación más natural es la relación entre luz y calor ya que el fuego —el más antiguo proceso químico controlado por los seres humanos— produce luz sin necesidad de provisiones especiales. Es poco frecuente, en cambio, la luz generada naturalmente por fenómenos de fosforescencia o fluorescencia, como los de algunas plantas y animales, entre los que se destacan las luciérnagas. La luz "fría" artificialmente generada por las tecnologías de la iluminación, como los tubos fluorescentes y los díodos luminiscentes (leds), es un fenómeno reciente, del siglo XX. Hay dos experimentos simples de verificación de la fosforescencia y la fluorescencia:

1. Queme sobre un platillo de loza blanco la parte de la caja de fósforos de madera donde se los frota para encenderlos. Recoja con el índice el residuo graso que queda (el color blanco mejora su visibilidad). Frote el índice con el pulgar en la oscuridad y los verá relucir. Lávese bien los dedos luego del experimento, porque el fósforo que contiene el residuo es muy tóxico.
2. Tome un tubo fluorescente nuevo o viejo (no hace diferencia) cuyo exterior esté bien limpio. Frótelo en la oscuridad con una paño de lana o una "franela" de las usadas para recoger el polvo de los muebles. Verá destellos luminosos.

¿Fenómeno físico o psicológico?

Mezcla de luces de los tres colores primarios.

Puntos de fósforo que generan los colores de la pantalla de un televisor o monitor de PC.

El fenómeno luminoso, inseparable del de percepción de los colores, es una excelente ejemplificación de cómo nuestra comprensión del mundo está condicionada por nuestra experiencias y por nuestros órganos de los sentidos. Concordamos sin dudas con otras personas sobre qué denominar luz sólo si esas personas son videntes. No podemos explicarle a un ciego de nacimiento qué es la luz, y cuando cuando una persona que nació ciega recupera la vista en la edad adulta al principio "no ve nada", su cerebro debe aprender a interpretar la nueva información que le brindan sus ojos (véase, por ejemplo, Gregory, capítulo 11). Es decir, la luz como fuente de información existe sólo para las personas que tienen visión, y la visión es una capacidad generada por la concurrencia de los ojos y el cerebro (las señales de los nervios ópticos y la interpretación que el cerebro hace de ellas).

Los colores son también construcciones mentales derivadas de la existencia en los ojos de tres pigmentos visuales diferentes: eritropsina sensible a la gama del rojo, cloropsina (a la gama del verde) y cianopsina (gama del azul). La relación de estas gamas con la radiación electromagnética se discutirá enseguida. La figura de la derecha muestra los colores producidos por las superposiciones (de a 2 por vez y los 3 simultáneamente) de los tres colores detectados por la retina del ojo humano: azul, rojo y verde, llamados por eso los colores primarios. Ésta fue la propiedad usada por los pintores impresionistas (puntillistas) para producir colores de gran vividez y pureza. Así, por ejemplo, colocando puntos rojos y verdes muy cercanos se obtenía una sensación de amarillo no igualable con el uso de pinturas. Esta misma técnica se usa hoy para la impresión de láminas, pero usando pigmentos de los colores complementarios: amarillo, celeste, púrpura, así como el negro (ausencia de luz).La mezcla de luces es complementaria de la mezcla de pigmentos que generamos cuando pintamos con lápices de colores o pinturas de cualquier clase. Las pantallas de los monitores de PC y televisores generan sus millones de colores mediante la emisión de los tres colores primarios (véase la figura de la derecha), generados por fósforos que emiten radiación cuando son expuestos a campos o cargas eléctricas. Los porcentajes de los tres colores primarios necesarios para obtener cualquier color son bien conocidos por los programadores de páginas web y pueden obtenerse directamente de programas de procesamiento de imágenes como Adobe Photoshop®.

El fenómeno físico percibido por las personas y denominado luz es lo que genéricamente se denomina radiación electromagnética, campos oscilatorios eléctricos y magnéticos inseparablemente combinados que se propagan por el espacio. Los ojos humanos sólo perciben una ínfima fracción del amplio rango de radiaciones que incluyen las microondas (usadas por los hornos, los radares, los teléfonos celulares y los enlaces telefónicos y satelitales en general), las ondas de radio y televisión, los rayos infrarrojos que nos generan sensación de calor, los rayos X y la radiación gamma (rayos ) que generan algunas sustancias radioactivas. De todo ese amplio espectro el ojo humano sólo es capaz de detectar un pequeño rango cuyas frecuencias de oscilación está aproximadamente comprendido entre los 200 y 700 THz (1nbsp;THz = 1nbsp;teranbsp;Hertz corresponde a 1 billón de oscilaciones cada segundo). Las radiaciones electromagnéticas de una frecuencia única (radiación monocromática) en ese rango son capaces de generar sólo los colores del arco iris: la gama que va, en orden de frecuencias crecientes, del rojo al naranja al amarillo al verde al azul al violeta, con todas las gamas intermedias. La radiación monocromática no puede generar en las personas las sensaciones de todos los colores. El marrón, por ejemplo, es una mezcla de por lo menos dos frecuencias e intensidades diferentes: una roja más intensa con una azul aproximadamente mucho menos intensa (la intensidad corresponde aproximadamente a la sensación psicológica de mayor o menor iluminación).

Fuentes

• Cornsweet, Tom N.; Visual perception; Academic Press; New York & London; 1970.
• Gérardin, Lucien; Bionics; World University Library; 1968.
• Gregory, R. L.; , Ojo y cerebro. Psicología de la visión; Edit. McGraw-Hill; Madrid (España); 1965.
• Sistema visual humano en Wikipedia.