La llum

Com que el dispositiu que s’ha dissenyat funciona amb la llum que li proporciona una làmpada, és convenient explicar què és la llum. Malgrat aquesta pregunta ja se la van fer a l’antiga Grècia, no va poder ser compresa millor fins l’any 1905 amb l’explicació d’una nova teoria formulada per Albert Einstein.

La primera persona en donar-li una explicació fou Ptolemeu que va afirmar que la llum era una cosa que s’emetia pels ulls. A l’edat mitjana l’àrab Alhazen proposà que els objectes que no tenien llum pròpia eren visibles gràcies al fet que eren capaços de reflectir la llum provinent de cossos lluminosos i va fer el tractat Òptica.

Isaac Newton va ser l’impulsor de la teoria corpuscular de la llum. Aquesta postula que la llum està formada per diminutes partícules, que es desplacen en línia recta i a gran velocitat.  Per contra, Robert Hooke defensava que la llum consistia en un moviment ondulatori que es propaga per un medi misteriós que va ser anomenat èter. L’any 1801 Thomas Young demostra, experimentalment, el caràcter ondulatori de la llum.

Anys més tard, James Clerck Maxwell conclou que la llum és una ona electromagnètica. Els experiments per comprovar l’afirmació van donar lloc a les primeres formulacions de la Mecànica Quàntica, a partir de la qual Albert Einstein va proposar que la llum estava formada per partícules sense massa a les quals va anomenar fotons.

En conclusió, els científics actuals consideren que les dues teories no són del tot completes però que els dos models són complementaris. Depenent de quin és el fenomen que es vol explicar necessitem recórrer a una o altre explicació. La llum és una ona electromagnètica perquè té un camp elèctric i un de magnètic que oscil·len perpendicularment en la direcció de propagació de l'ona. La Figura 2 mostra un esquema de la propagació de la llum.   

Figura 2: camp magnètic i elèctric oscilant.

Un altre aspecte de la llum és l’espectre electromagnètic. Aquest es defineix com el conjunt de totes les radiacions electromagnètiques, passant per les diferents longituds d’ona i freqüències de manera contínua. L’espectre visible per l’home comprèn des de 400nm fins a 780nm. La Figura 3 mostra l’espectre visible de la llum.

Figura 3: espectre visible de la llum amb les longituds d'ona.