Uno de los hitos históricos que se conmemoran en el Año Internacional de la Luz y de las Tecnologías basadas en la Luz es «la noción del carácter ondulatorio de la luz propuesta por Fresnel en 1815», esto es, la celebración del centenario de la presentación de Augustin-Jean Fresnel ante la Academia de Ciencias de París el 15 de octubre de 1815 de su trabajo titulado Premier Mémoire sur la Diffraction de la Lumière, que fue publicado al año siguiente.
Fresnel jugó un papel fundamental en el establecimiento de la teoría ondulatoria de la luz. Su teoría tuvo un gran éxito y dio lugar a una avalancha de nuevos descubrimientos.
Sin embargo, fue un erudito y médico británico llamado Thomas Young quien demostró convincentemente la naturaleza ondulatoria de la luz –contrariamente a las ideas de Newton que creía que la luz estaba compuesta por un chorro de partículas– mediante el experimento de la doble rendija, conocido también como experimento de interferencia de la luz de Young.
A los catorce años, Young comenzó estudios de griego, latín, francés, italiano, hebreo, caldeo, sirio, samaritano, árabe, persa, turco y amhárico.
Young inició estudios de medicina en Londres, en el Hospital St Bartholomew en 1792, se trasladó a la Facultad de Medicina de la Universidad de Edimburgo en 1794, y un año después se fue a Gotinga, Baja Sajonia, Alemania, donde obtuvo el grado de doctor en medicina en 1796 por la Universidad de Gotinga.
En 1797 ingresó en el Emmanuel College de Cambridge. Ese mismo año heredó la hacienda de su tío abuelo, Richard Brocklesby, lo que le dio independencia económica, y en 1799 se estableció como médico en el número 48 de Welbeck Street, Londres (actualmente registrado con una placa azul). Young publicó muchos de sus primeros artículos académicos de forma anónima para proteger su reputación como médico.
En 1799 se estableció como médico en Londres.
En 1801, Young fue nombrado profesor de filosofía natural (principalmente física) en la Royal Institution. En dos años, pronunció 91 conferencias.
En 1802, fue nombrado secretario de Asuntos Exteriores de la Royal Society, del que había sido elegido miembro en 1794. Renunció a su cátedra en 1803, temiendo que sus obligaciones interfirieran con su práctica médica. Sus conferencias fueron publicadas en 1807 en el Curso de conferencias sobre filosofía natural y contienen una serie de anticipaciones de teorías posteriores.
En 1811, Young se convirtió en médico del St George's Hospital, y en 1814 formó parte de un comité designado para considerar los peligros que entrañaba la introducción generalizada del gas para la iluminación en Londres.
En 1816 fue secretario de una comisión encargada de determinar la longitud exacta del péndulo de segundos (la longitud de un péndulo cuyo periodo es exactamente de 2 segundos), y en 1818 se convirtió en secretario de la Junta de Longitud y superintendente de la Oficina del Almanaque Náutico de SM.
Young fue elegido miembro honorario extranjero de la Academia Americana de las Artes y las Ciencias en 1822.
Unos años antes de su muerte se interesó por los seguros de vida, y en 1827 fue elegido como uno de los ocho asociados extranjeros de la Academia Francesa de Ciencias. Ese mismo año se convirtió en miembro correspondiente de primera clase, residente en el extranjero, de la Real Academia Holandesa de las Artes y las Ciencias.
En 1828, fue elegido miembro extranjero de la Real Academia Sueca de Ciencias.
En 1804, Young se casó con Eliza Maxwell. No tuvieron hijos.
Young murió a los 56 años en Londres, el 10 de mayo de 1829, tras sufrir ataques recurrentes de asma. Su autopsia reveló arteroesclerosis de la aorta. Su cuerpo fue enterrado en el cementerio de la iglesia de St. Giles en Farnborough, en el condado de Kent. La Abadía de Westminster alberga una lápida de mármol blanco en memoria de Young, que lleva un epitafio de Hudson Gurney.
Fue uno de los primeros en descifrar jeroglíficos egipcios y desempeñó un papel esencial en la descodificación de la piedra de Rosetta. Fue un lingüista fenomenal, el primero en identificar similitudes entre numerosos idiomas a los que denominó indoeuropeos.
Realizó estudios sobre la visión y el ojo humano y propuso la teoría tricromática de la visión confirmada ciento cincuenta años después.
Investigó sobre el sonido, la audición y la voz humana y fue entonces cuando se preguntó si el sonido y la luz no tendrían la misma naturaleza ondulatoria.
La Enciclopedia Británica define a Young como "medico y físico inglés que estableció el principio de la interferencia de la luz resucitando la teoría ondulatoria de la luz abandonada en el siglo anterior. También fue un egiptólogo que ayudó a descifrar la Piedra de Rosetta".
De hecho, Young realizó descubrimientos en prácticamente todos los campos que estudió, incluyendo física (la teoría ondulatoria de la luz), ingeniería (el módulo de elasticidad), fisiología (el mecanismo de la visión), egiptología, lingüística, etc.
Para muchos Young es "el último hombre que lo sabía todo".
Antecedentes al experimento de Young
La naturaleza corpuscular de la luz está basada principalmente en los trabajos de Newton. La naturaleza ondulatoria, en los trabajos clásicos de Hooke y Huygens.
Debido a la influencia de Newton y a la poca habilidad de Huygens para desarrollarla matemáticamente, la teoría ondulatoria quedó descartada durante un siglo.
Los experimentos sobre la naturaleza de la luz de Newton le llevaron a formular su teoría, en la cual determinaba que la luz está formada por corpúsculos y se propaga en línea recta y no por medio de ondas.
Además, explicó fenómenos como la reflexión, debida al rebote de los corpúsculos sobre la superficie reflectora y la refracción, que explicó con la existencia de unas fuerzas atractivas que provocaban cambios en la dirección de propagación y la velocidad de las partículas.
Sin embargo este modelo era incapaz de explicar las interferencias luminosas, los fenómenos de difracción y el hecho de que los cuerpos no perdían masa al emitir corpúsculos.
La teoría de Newton fue severamente criticada por la mayor parte de sus contemporáneos, entre ellos Hooke y Huygens, quienes sostenían ideas diferentes defendiendo una naturaleza ondulatoria.
Huygens elaboró la teoría ondulatoria de la luz, partiendo del concepto de que cada punto luminoso de un frente de ondas puede considerarse una nueva fuente de ondas; este es el denominado Principio de Huygens. A partir de esta teoría explicó la reflexión y refracción de la luz, ya que son fenómenos típicos de las ondas.
Sin embargo no pudo explicar la propagación de la luz en el vacío ya que se pensaba que todas las ondas necesitaban un medio material para propagarse.
La primera demostración convincente de la naturaleza ondulatoria de la luz la dio Thomas Young en 1801 al probar que, en condiciones apropiadas, los haces de luz pueden interferir, es decir se pueden combinar y cancelar entre sí debido a la interferencia destructiva.
Experimento de Young - Resultados
Al incidir la luz de esas dos rendijas sobre una pantalla distante se obtiene, en lugar de dos manchas nítidas, una serie de franjas, en los que se observan máximos y mínimos dispuestos de manera regular. Esto se conoce con el nombre de diagrama de interferencia. Este diagrama tiene su origen en la naturaleza ondulatoria de la luz.
* Celia Amil Manjón, Laura Baz Sanz, Roxana Madalina Ianos y Cristina Pintado Gómez - Universidad Complutense de Madrid
* OpenMind - 2015
* Ciencia
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