«La naturaleza de la luz» de Pedro González Marhuenda

Una història sobre la naturalesa de la llum i quasi tota la física


La naturaleza de la luz: Breve historia bibliográfica

Pedro González Marhuenda
PUV.
València, 2018. 158 pàgines.

El professor de Física Pedro González ens mostra en aquest llibre que la llum és un fenomen que s’ha estudiat al llarg de tota la història de la ciència i que és, a més, un tema que apareix en molts camps de la física.

Comença amb els grecs i la propagació rectilínia, la reflexió i la refracció qualitativa de la llum, fets senzills que resulten difícil d’entendre perquè han desaparegut de la secundària obligatòria amb la LOMQE. Passant pels àrabs, arribem a la llei de refracció, al model ondulatori de Huygens i al descobriment experimental de la difracció i de la polarització i com Newton es va oposar a la teoria ondulatòria i va introduir la teoria dels colors, completada amb el descobriment de l’infraroig i l’ultraviolat. La seua teoria corpuscular va prevaldre sobre l’ondulatòria fins que, més d’un segle després, Young va posar de manifest la interferència de la llum i Fresnel va explicar la difracció, propietats característiques de les ones, que es propaguen per l’èter. A continuació, se’ns descriu com es va determinar la velocitat de la llum en el buit (c).

L’obra continua amb Maxwell, que va trobar que hi ha ones electromagnètiques que es propaguen amb la velocitat de la llum, coincidència que no podia ser accidental, i per això va proposar que la llum n’era una. Hertz descobriria ones electromagnètiques de freqüències menors que la llum, el que va permetre completar l’espectre electromagnètic amb les ones de ràdio, microones, raigs X i raigs ϒ.

Més endavant, ens endinsem en la relativitat d’Einstein, que va postular que la llum en el buit es propaga amb la mateixa velocitat, independentment del moviment de la font, fent desaparèixer l’èter. Amb l’equivalència massa-energia (en què l’autor utilitza, correctament, sols la massa en repòs m i deixa de costat la relativista), mostra que la llum té m = 0 i energia E = pc, on p és la quantitat de moviment de la llum.

Una vegada en el terreny de la quàntica, González mostra, encertadament, que Planck diu que la llum és emesa i absorbida en paquets d’energia i sols Einstein afirma que està constituïda per fotons, el que explica l’efecte fotoelèctric. Aquesta idea fou utilitzada en el model de Bohr per a explicar l’espectre de l’hidrogen i els seus nivells d’energia i per Einstein, per a explicar l’absorció i l’emissió espontània i estimulada, responsable del làser. I, per últim, veiem que Heisenberg, Schrödinger, Feynman i altres porten a la idea de la llum com a camp electromagnètic quàntic.

A més de tots aquests conceptes, trobem propines com ara acurades explicacions sobre l’arc de Sant Martí; sobre el diferent comportament dels radiòmetres quan les ampolles estan buides o amb aire; sobre els bonics i variables colors del cel; sobre la reflexió i refracció macroscòpiques a partir dels processos microscòpics d’absorció i emissió, i moltes qües­tions més que el lector descobrirà. Tot això, acompanyat d’unes pulcres il·lustracions de Celia González que ajuden a entendre molts conceptes i d’una detallada bibliografia per capítol, amb enllaços que ajuden a localitzar-la amb facilitat. Sols es troba a faltar un índex onomàstic.
En resum, un llibre que posa de manifest que la història de la ciència ens ajuda a entendre com funciona la ciència, els problemes que hi ha en el seu origen, i de lectura molt recomanable per als estudiants de física i química i per als professors de secundària d’aquestes matèries.

© Mètode 2019 - 101. La memòria dels ossos - Volum II (2019)

Departament de Didàctica de les Ciències (UV).