1. La luz ¿es una onda o partículas?

Una de las ramas más antiguas de la física es la óptica, ciencia de la luz, que comienza cuando el hombre trata de explicar el fenómeno de la visión considerándolo como facultad anímica que le permite relacionarse con el mundo exterior. Es curioso pero en la antigüedad la visión era explicada a partir de unos rayos que eran emitidos por los ojos y que al reflejarse proporcionaban la visión.

Dejando de lado las ideas más antiguas sobre la naturaleza de la luz, los máximos protagonistas de esta historia son Isaac Newton y Cristian Huygens. Ambos científicos fueron contemporáneos y llegaros a conocerse en 1689. un año más tarde aparece la obra de Huygens, mientras que Newton publica su obra en 1704. en sus obras aparecen las dos teorías clásicas ondulatoria y corpuscular sobre la naturaleza de la luz.

La naturaleza corpuscular de la luz fue defendida por Newton. La luz estaría compuesta por diminutas partículas materiales (fotones) emitidas a gran velocidad en línea recta por cuerpos luminosos. La dirección de propagación de estas partículas recibe el nombre de rayo luminoso. Esta teoría explica bastante bien la propagación en línea recta y los procesos de reflexión y refracción.

Huygens defendió una teoría alternativa. La luz sería una onda emitida por algún tipo de vibración en los cuerpos luminosos de forma parecida al sonido. Esta teoría no tuvo gran éxito hasta que la observación de la interferencia, difracción y polarización dejaron claro que la luz debía ser una onda transversal. El descubrimiento de las ondas electromagnéticas zanjó la cuestión. La luz era una onda en la que oscilaba el campo eléctrico de los materiales.

La doble naturaleza de la luz.

A principios del siglo XX se creía resuelto el problema de la naturaleza de la luz y se consideraba como uno de los capítulos mejor acabados de la Física. Pero el descubrimiento del efecto fotoeléctrico, esto es, la emisión de electrones de un conductor debido a la luz que incide sobre su superficie, no podía explicarse por la teoría electromagnética.

En 1905, Einstein amplió una idea propuesta cinco años antes por Planck y postuló que la energía de un haz luminoso está concentrada en paquetes o fotones. Otra confirmación de que la luz está formada por fotones es el efecto Compton. Tanto el efecto fotoeléctrico como el efecto Compton sólo pueden ser explicados por la teoría corpuscular.