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En Artesolar diseñamos, fabricamos, comercializamos y distribuimos soluciones de iluminación. El departamento de Ingeniería y Soporte elabora estudios de eficiencia lumínica para nuestros clientes, asesorando y ofreciendo la alternativa más eficiente en el equilibrio coste-consumo-iluminación.

QUÉ ES LA LUZ II: ELECTROMAGNETISMO

Independientemente del problema de la luz, la comunidad científica del S. XIX trabajaba en comprender la naturaleza de dos fenómenos de origen y comportamiento desconocido: la electricidad y el magnetismo.

La idea de campo

Michael Faraday (1791–1867), una de las mentes más brillantes de la humanidad, sin formación académica alguna y a partir de lo que aprendía en los libros que encuadernaba en el negocio familiar, teorizó una idea que sigue siendo fundamental en la actualidad: el concepto de campo.

Para entenderlo imaginemos una carga eléctrica. Esta genera una influencia en todo el espacio, un “lazo invisible” que solo se puede detectar cuando se coloca otra carga en su proximidad: esto es el campo. Y aunque tiene una mayor intensidad cuanto más cerca esté de la carga que lo genera, se extiende por todo el espacio infinito*.

Una conclusión intuitiva sería pensar que cuando una carga eléctrica se acelera, su campo le tiene que acompañar. Sin embargo -volvemos al principio de localidad– este ajuste del campo eléctrico que se extiende por todo el espacio no es instantáneo, sino que produce una perturbación que viaja a una velocidad determinada.

En esos mismos años Hans Christian Ørsted (1777-1851) y André-Marie Ampère (1775-1836) profundizaron en la relación entre el campo magnético y el campo eléctrico, encontrando que una variación del primero producía una variación en el segundo, lo que a su vez producía de nuevo una variación en el primero… un proceso realimentado que precisamente permite que la perturbación se propague.

Al calcular la velocidad de la propagación de esta perturbación del campo electromagnético se comprobó por sorpresa que coincidía con la velocidad de propagación de la luz, calculada por primera vez en 1676 por Ole Rømer observando los eclipses de la luna Ío de Júpiter.

La conclusión fue inmediata: no necesitamos el éter, ni ningún otro medio material: el medio en el que se propaga la luz es el Campo Electromagnético.

Cargas en movimiento

Aplicando estas ideas y ciertos conceptos básicos de la termodinámica a lo que hoy sabemos sobre la estructura de la materia, podemos concluir que todo cuerpo está compuesto por cargas positivas y negativas en continuo movimiento acelerado -al tener una temperatura mayor que cero-, por tanto toda la materia emite radiación electromagnética.

De esta forma el Sol, una enorme esfera de plasma con un gran número de cargas en su interior en movimiento gracias a la fusión nuclear, genera la luz que llega hasta nuestro planeta.

Pero esto también nos ocurre a nosotros, que estamos formados por cargas, sin embargo nuestra relativamente baja temperatura hace que la radiación emitida sea menos energética, con un máximo en el rango del infrarrojo.

Una constante inesperada

Uno de los científicos más destacados de nuestro tiempo, James Clerk Maxwell (1831-1879), terminó de dar forma a todos estos fenómenos electromagnéticos, resumiéndolos en sus famosas ecuaciones.

Maxwell se dio cuenta de que en estas ecuaciones aparecían dos constantes -la Permitividad del vacío ε0 y la Permeabilidad magnética μ0– cuyo producto se relacionaba con la velocidad de la luz en el vacío (c=1/√ε0·μ0). Dicho de otra forma, la velocidad de la luz aparecía en las ecuaciones como una constante.

El hecho de que una velocidad fuera una constante independiente del observador entraba en conflicto con la Invarianza Galileana abriendo un nuevo abismo en la física, cuya solución comenzó con una simple pregunta en la mente de un joven físico alemán llamado Albert Einstein (1879-1955): si la velocidad de la luz es una constante y yo viajo a esa misma velocidad ¿vería campos electromagnéticos variables pero que no se propagan?

* Aunque esta afirmación pueda parecer irrelevante es de gran trascendencia epistemológica, pues tiene como consecuencia la inexistencia del vacío: en un espacio vacío siempre habrá campos, por tanto no estará vacío. En otras palabras, el concepto “vacío” ha dejado de existir.

Imágenes: wikipedia.org

Autor

Director Artesolar Daylighting
Físico e Ingeniero en Electrónica. WELL AP.
Profesional desde 2003 en soluciones de aprovechamiento de la energía del Sol con sistemas térmicos, fotovoltaicos y de iluminación natural.

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