ISAAC NEWTON: REFLEXIÓN Y REFRACCIÓN DE LA LUZ

Por Nicole Mejía, Fernando Saavedra, Pamela Alvarez, Eliana Sánchez y Mariana Moreno

7 min readMay 19, 2018

En el presente texto, se presentará un registro de los experimentos del físico, inventor y alquimista inglés Isaac Newton para tratar de profundizar sobre el tema acerca de la naturaleza de la luz. Debido a ello, a continuación, se expondrán los procedimientos, resultados y conclusiones que este tuvo, junto con la investigación sobre cómo la luz incide en los objetos y colores que pueda llegar a usar, y, a su vez, ser percibidos por el ser humano.

En primera instancia, Newton llevó a cabo múltiples experimentos sobre la naturaleza de la luz que le llevaron a formular su teoría general sobre la misma: según él, está formada por corpúsculos y se propaga en línea recta y no por medio de ondas.

Entre los años 1670 y 1672, Isaac empleó un par de prismas con el fin de dar inicio a un trascendental experimento. Además, hizo uso de un cuarto oscuro y un rayo de luz solar. Hizo incidir aquel en el prisma, de modo que fuera atravesado por la luz solar y este se reflejara en una pared a 7 metros de distancia. En aquella superficie, consecuentemente, aparecían los colores de lo que hoy denominamos arcoíris. Este primer experimento produjo dos suposiciones: o el prisma era aquel que proporcionaba color a luz o era esta una mezcla de todos los colores y el prisma solo se limitaba descomponerla.

Para comprobarlo, utilizó el segundo prisma. Tras la luz descompuesta en colores colocó otra pantalla con un agujero, ubicándolo a unos 3 metros. Por este agujero, fue haciendo pasar los colores de uno en uno. De modo que, detrás de la pantalla, solo podía apreciarse el color elegido. Por ejemplo, el rojo. Una vez aislado un color, lo hacía pasar a través del segundo prisma y lo reflejaba en otra pared.

Constató que ahora solo cambiaba el ángulo, más no el color. Es decir, si habíamos aislado el rojo, al atravesar el segundo prisma, proseguía a salir rojo y, del mismo modo, el resto de colores del espectro visible. Dedujo que aquellos eran colores puros, mientras que la luz blanca era la mezcla de todos los colores. El prisma no añadía ninguna cualidad a la luz, sino que se limitaba a descomponerla. Al proyectar los colores y juntarlos de nuevo, la luz volvía a ser blanca.

*(Foto del experimento de Newton, se usó un envase de vidrio, un espejo y luz solar.)*

“La luz descompuesta en el primer prisma, se vuelve a juntar en el segundo invertido, para formar el haz de luz blanco de nuevo”.

La segunda parte del experimento se basó en la elaboración de lo que, actual y comúnmente, se denomina “Disco de Newton”. Consiste en un disco dividido en 7 secciones; cada una contiene un color diferente recogido del espectro visible: el arcoíris. Al girar la ruleta a gran velocidad, se produce un efecto óptico, el cual nos permite ver la desaparición de los colores para así ir apareciendo, en el círculo, apariencia blanca. Esta es más brillante o mejor perceptible cuanto mejor se haya hecho la proporción de colores. Pudo Newton comprobar, una vez más, que la luz era la que contenía estos colores.

La luz es una mixtura de colores, dentro de los cuales están los que los humanos pueden ver y otros que no. Esto se explica empezando desde la composición del “objeto”.Todo está compuesto de átomos, que a su vez están rodeados de elementos como los electrones. Estos son los que participan en el siguiente fenómeno junto a los fotones, partículas y ondas debido a su naturaleza dual, responsables del fenómeno electromagnético, lo que nosotros llamamos luz. Al contacto del objeto con la luz, los fotones se concentran en los electrones para transmitir su energía interior, haciendo que los electrones “vibren”; y ,dependiendo de factores como la composición química, configuración electrónica, tipo de luz, etc. , los objetos reaccionarán de distinta forma.

Debido a esto se arma una clasificación de objetos según la reacción ante la luz,sin embargo cabe resaltar que siempre habrá excepciones como por ejemplo objetos que actúen de doble entrada. La clasificación divide tres tipos de objetos,objetos opacos,caracterizados por su alta absorción de luz y reflexión baja de luz como lo son el ladrillo ,madera, cemento, etc; objetos transparentes,que son atravesados por los fotones debido la igualdad de intensidad entre vibración y energía del fotón como el agua y el vidrio;y cuerpos translúcidos,que dejan pasar mitad en reflexión dejándose ver al otro lado una realidad alterada como las sombras fenómeno que ocurre en los vitrales, aceite, diamantes, etc.

Los objetos están compuestos por sustancias que absorben y reflejan las ondas electromagnéticas que les da la fuente de luz, es así como los objetos tienen diferente color ya que cada cuerpo absorbe gran parte de la luz y refleja sólo una parte. Para entender este concepto, se conoce que la luz se compone de 3 colores principales: rojo, verde y azul.

*(Foto de comprobación de que las luces roja, azul y verde forman la luz blanca hecho por nosotros.)*

Por ejemplo, el color amarillo se presenta en un plátano ya que este solo absorbe el color azul, pero refleja el rojo y el verde, que juntos, forman el amarillo. El negro se contempla en cuerpos que absorben todos los colores de la luz, por lo tanto no hay reflexión, lo contrario con el blanco, ya que en este se absorben todos los colores y estos se reflejan. Por lo tanto, sin la luz no habría una reflexión de los colores, pues vemos aquellos colores que los propios objetos no absorben al momento de recibir la fuente de luz, sino que reflejan.

La fuente de luz también llega a afectar el color. Un ejemplo de esto se puede ver en los murales. Estos experimentan un desgaste a lo largo del tiempo. Esto se debe a la exposición extendida de iluminación que reciben, lo que provoca un deterioro fotoquímico. Es decir, la excesiva cantidad de energía ultravioleta e infrarroja, los cuales por su diferenciada longitud de onda llegan a ser destructivos para la materia, es absorbida por los electrones de la pintura. Lo que ocasionan su descomposición y, posteriormente, una distorsión en la reflexión. Y es por eso que vemos, como resultado final, el decoloramiento.

Otro ejemplo se aprecia en uso de las luces led. Las que más resaltan son las luces cálidas y frías. Si iluminamos una habitación con luces cálidas, se acentuarán tonos marrones de los muebles y las paredes absorberán el color y se destaca un color amarillento. Ahora bien, si iluminamos el mismo cuarto con luces frías le da énfasis a los tonos verdes y azules en los muebles y paredes. La razón de este efecto se debe a que los electrones de los cuerpos, al absorber la luz de un respectivo led, producirán un aumento de temperatura y emitirá una determinada longitud de onda (que son los colores) que tendrá una energía máxima o mínima.

Para concluir, podemos afirmar que gracias a los experimentos de Isaac Newton la ciencia tuvo indicios para descubrir la verdadera naturaleza de la luz: dual, cuando mostró cómo un rayo de luz solar se descompone en colores al pasar a otro medio, como por ejemplo, de un arcoiris después de la lluvia. Y a partir de las conclusiones obtenidas se hizo posible un mejor estudio sobre el principio de reflexión y refracción, que partiendo de su teoría, lograron llegar a las conclusiones de la actualidad: son una serie de fotones que viajan como corpúsculos y de forma ondulatoria los que podemos distinguir como colores gracias a su reflexión en las distintas clases de objetos.