Otra de las ramas de la física es aquella que se encarga de estudiar las propiedades y manera de comportarse de la luz, así como sus posibles aplicaciones en la vida diaria, como puede ser la creación de instrumentos para aprovechar la luz visible. A esta ciencia la conocemos bajo el nombre de óptica. Entre los artefactos que nos brinda la óptica podemos mencionar lentes, espejos y microscopios, láseres y sistemas de transmisión por fibra óptica.
Además, esta ciencia o campo de investigación es utilizada como herramienta por otras áreas como la astronomía, fotografía, ingeniería y la medicina, dos de cuyas especializaciones están relacionadas con la visión: la oftalmología y la optometría.
La luz en la óptica
Hemos dicho que la óptica es el estudio de la luz pero ¿qué es la luz exactamente? Dependiendo de la ciencia que la estudie, la luz es entendida de distintas maneras. Para la óptica, la luz se compone de una serie de emisiones electromagnéticas que se comportan como la radiación ultravioleta o infrarroja, es decir que sigue los patrones de la mecánica de ondas, a excepción de las veces en las que se comporta como una partícula (fotones).
Historia de la óptica
La visión, los reflejos y el aprovechamiento de la luz solar fueron grandes preocupaciones en la historia de la humanidad desde tiempos remotos. Uno de los lentes más antiguos es el llamado Lente de Nirmud en la antigua Asiria y data del 700 a.C.
Demócrito, Epicuro, Platón y Aristóteles fueron algunos de los filósofos griegos que se preocuparon por la naturaleza de la luz. Mil años después, en el siglo XI, el árabe Alhazén exploró la refracción y reflexión en su Libro de Óptica, por lo cual es considerado el padre de esta ciencia.
El Renacimiento trajo la creación de anteojos y el perfeccionamiento de los lentes que va desde Roberto Grosseteste y Roger Bacon hasta los trabajos astronómicos de Copérnico, Galileo Galilei y Johannes Kepler, cuyos avances en lo macro permitieron descubrimientos microscópicos como la vida microbiana, estudio que fue fundamental para la medicina y las ciencias modernas.
Sin temor a equivocarnos, podríamos decir que la óptica fue la que permitió la gran Revolución Científica.
Óptica física
Se llama así a la que entiende y analiza a la luz como una onda que se propaga por el espacio y es la rama que más se apega a los principios clásicos de la física. Las ecuaciones de Maxwell son continuamente utilizadas, así como otras fórmulas tradicionales de las ondas eléctricas para poder hacer predicciones sobre el comportamiento de la luz según la situación o el medio.
Como en otros aspectos de la física, esta óptica pone el énfasis en fenómenos tales como la interferencia, polarización o difracción.
Óptica geométrica
Esta rama entiende que un rayo de luz se comporta siguiendo las leyes de las matemáticas y la geometría, y utiliza las fórmulas para mejorar lentes, espejos y dioptrios, así como para el estudio de la propagación de la luz, los arcoíris y los prismas
El científico holandés Willebrord Snell van Royen, más conocido como Snell, fue el precursor del uso de leyes geométricas a los fenómenos de refracción y reflexión en el siglo XVII
Óptica moderna
Esta rama contemporánea de la óptica se fundamenta en la física cuántica y en la aplicación de sus principios en la ingeniería de avanzada. Por lo tanto, la óptica moderna se centra en los estudios de:
- Los mecanismos láser, que amplifican la luz mediante la emisión simulada de radiación.
- Las células fotoeléctricas y luces LED.
- Los sistemas de informática y el procesamiento digital de imágenes, conocidos como optoelectrónica.
- La ingeniería de iluminación que se utiliza, sobre todo, en cine y fotografía, pero puede usarse en otras áreas.
- La óptica atmosférica, que se ocupa de los procesos lumínicos en la atmósfera.
- La óptica cuántica, que se centra en estudiar al fotón como una partícula luminosa y onda lumínica al mismo tiempo.
