La luz: energía hecha belleza

Entre los cambios y transformaciones que producen unos sistemas sobre otros, hay uno que merece especial atención: una reacción en nuestra retina que origina una corriente eléctrica a lo largo del nervio óptico hasta el cerebro. Éste, ni corto ni perezoso, reaccionará al estímulo eléctrico interpretando el mundo que nos rodea, creando una sensación y, por qué no decirlo, engañándonos. Pero no se trata de una mentira cualquiera, sino de uno de los milagros más sublimes de la Naturaleza: la visión.

¿Qué produjo esa reacción y la posterior sensación visual que nos tiene embelesados ante un Goya en el Prado? La respuesta es inmediata: una radiación electromagnética muy especial a la que llamamos LUZ. Reflexionemos sobre ella…

Sobre libros, chichones y bronceado

Los átomos que constituyen la materia están formados por un núcleo con protones y neutrones. En torno a él pululan otras partículas llamadas electrones que tienen energía debido su posición respecto al núcleo, del mismo modo que los libros colocados en las estanterías tienen energía por su altura sobre suelo.

Un momento: ¿tienen energía los libros por estar a mayor o menor altura? Para responder la pregunta solo tenemos que pensar qué causaría un dolor más intenso y un chichón más grande, un libro que nos cae en la cabeza desde una estantería situada a 3 metros o uno que está a 2 metros. Está claro que el libro más alto produciría una transformación mayor en nuestra dolorida cabeza, luego tiene más energía.

Al igual que los libros, los electrones también pueden perder energía cuando en su movimiento alrededor del núcleo, pasan de unas órbitas a otras (en sentido estricto “orbitales”). Y lo hacen emitiendo radiación electromagnética. Si la energía que separa dos órbitas está dentro de un intervalo muy concreto, la radiación emitida puede desencadenar en nuestra retina la reacción de la que hablábamos al principio y que nos hará ver el mundo. Es lo que hemos llamado luz.

Pero si un electrón se mueve entre dos órbitas cuya diferencia energética no cae dentro de ese intervalo, la radiación electromagnética que emite no nos causa sensación visual, aunque pueda producir otros cambios nada despreciables. Por ejemplo, parte de la radiación que emiten las cabinas de bronceado, la llamada ultravioleta, es invisible, pero causa daños (¡cambios!) irreparables en la piel y en los ojos.

La luz se diferencia de otras radiaciones electromagnéticas como los peligrosos ultravioleta o las microondas que calientan la leche por su frecuencia, un parámetro cuyo significado abordaremos en otra ocasión, pero que podemos relacionar directamente con la energía.

Por tanto, la luz porta energía que va desde los átomos de las bombillas hasta nuestros ojos para producir un cambio. Del mismo modo que el agua de las presas mueve una turbina y produce electricidad.

Agua, átomos, libros… sistemas que transforman a otros sistemas mediante muchos mecanismos, aunque solo uno de ellos, la luz, pueda mantenernos extasiados contemplando una belleza sobrecogedora.

Antonio Peña García, doctor en físicas y catedrático de la Ingeniería Eléctrica de la Universidad de Granada.