La luz. La importancia del espectro luminoso como factor fundamental en la creación de las imágenes. Aporte de Newton.

La luz visible es físicamente idéntica a toda la radiación electromagnética. Es visible para nosotros porque nuestros ojos detectan esta estrecha banda de la radiación del espectro completo. Esta banda es la radiación dominante emitida por el Sol.

Nuestra comprensión moderna del experimento de luz empezó con Isaac Newton,  “prisma” con el que se encontró que cualquier haz incidente de luz blanca, no necesariamente desde el Sol, que se descompone en el espectro del arco iris (rojo al violeta). Newton tuvo que trabajar duro para demostrar que los colores no fueron presentados por el prisma, pero que en realidad fueron los componentes de la luz blanca. Posteriormente, se encontró que cada color corresponde a una única gama de frecuencias o longitudes de onda.



En los siglos XVIII y XIX, el prisma utilizado para descomponer la luz fue reforzado por lentes telescópicos y las cosas se pusieron un instrumento más potente y preciso examinar a la luz de diferentes fuentes. Joseph von Fraunhofer, astrónomo y físico, utilizó este espectroscopio inicial para descubrir que el espectro de la luz solar se dividió por una serie de líneas oscuras cuyas longitudes de onda son calculados con extremo cuidado.

Por el contrario, la luz generada en el laboratorio por los gases de calefacción, metales y sales mostró una serie de líneas estrechas, de color brillante sobre un fondo oscuro. La longitud de onda de cada una de estas bandas era característica del elemento que se había calentado. Para entonces, surgió la idea de utilizar estos espectros como una huella dactilar de los elementos observados. A partir de ese momento, se desarrolló una verdadera industria que se dedica exclusivamente a la realización de los espectros de todos los elementos conocidos y compuestos.

También se encontró que si un elemento se calienta lo suficiente (incandescente), la producción de luz blanca continua, un espectro completo de todos los colores, sin ninguna línea oscura o espectro de banda. Pronto llegó el progreso: espectro continuo de luz incandescente se pasó a través de una fina capa de un elemento elegido fue más frío. El espectro resultante estaba a oscuras, idénticas a las que aparecen en el espectro solar, precisamente en las frecuencias donde el elemento particular produce sus líneas brillantescuando se calienta líneas. Es decir, cada elemento emite y absorbe luz a ciertas características de la frecuencia fija.

Las líneas oscuras de Fraunhofer, que aparece en el espectro solar, son el resultado de la absorción de ciertas frecuencias características de los elementos presentes en las capas más externas de nuestra estrella (espectro de absorción). Las dudas se mantuvieron: en 1878, en las líneas del espectro solar que no encajaba con ningún elemento conocido puede detectar. A partir de este, astrónomos predijeron la existencia de un nuevo elemento, llamado helio. En 1895 se descubrió el helio terrestre.
Así como la teoría de la gravitación universal de Newton demostró que se pueden aplicar las mismas leyes tanto en la superficie de la Tierra para definir las órbitas de los planetas, la espectroscopia demostró que existen los mismos elementos tanto en la Tierra como en el resto del Universo.