VII. LA LUZ DE LOS ELEMENTOS
LA F�SICA macrosc�pica lleg� a establecer sus leyes viendo a los objetos. De esta manera, Galileo estableci� la ley de la ca�da libre de los cuerpos y Kepler encontr� las leyes del movimiento de los planetas. El agente que lleva la informaci�n del sistema f�sico al observador, al f�sico o astr�nomo experimental, es la luz que penetra su sentido de la vista. La �ptica, que estudia la luz, habr�a de desempe�ar, pues, un papel esencial en el desarrollo de la teor�a at�mica de la materia.
La luz fascin� siempre al hombre y desde luego a los grandes cient�ficos. A la �ptica se dedicaron tambi�n Galileo y Newton. Este �ltimo, en 1660, observ� el fen�meno de descomposici�n de la luz blanca en diferentes colores al pasarla a trav�s de un prisma. Dos siglos despu�s, Bunsen desarroll� el mechero que lleva su nombre y que revolucion� los trabajos en el laboratorio qu�mico. Jugando con su mechero, Bunsen observ� que los diferentes elementos emiten luz de colores caracter�sticos. Su espectro de emisi�n de luz, como se le llam�, es discreto, a diferencia del espectro de la luz blanca, superposici�n de todos los colores, que es un espectro continuo. Con ello ten�amos un arma poderosa para el an�lisis elemental de una substancia. Bastaba ponerla en la llama de un mechero y forzarla a que emitiera luz. Luego se analizaba su espectro de emisi�n, pasando la luz que produc�a por un prisma, como hizo Newton. Viendo qu� colores emit�a y compar�ndolos con los de los distintos elementos, era f�cil deducir su contenido. Esta es la base de la espectroscopia �ptica y el instrumento utilizado para producir y analizar la luz se llama espectroscopio �ptico.
Los descubrimientos de Bunsen, aunados a la teor�a electromagn�tica de la luz propuesta por Maxwell, permitieron establecer la relaci�n entre el color de la luz y la frecuencia de la onda electromagn�tica. El espectro de emisi�n de un �tomo corresponde a la emisi�n de ondas electromagn�ticas de frecuencias particulares.
Pero ahora podemos proceder a la inversa. No dejar que los elementos emitan luz, sino que la absorban. Tomando, por ejemplo, vapor de sodio, hacemos pasar por �l un haz de luz blanca y observamos la luz que lo cruza en un espectroscopio. Se encuentran que el espectro es continuo salvo por unas l�neas oscuras, que son exactamente del mismo color de los rayos que emite el sodio. Este nuevo espectro, llamado de absorci�n, es el negativo del espectro de emisi�n. Los elementos emiten y absorben luz con los mismos colores caracter�sticos. A trav�s de una mica transparente de color rojo, todo lo vemos rojo.
El estudio de los fen�menos de absorci�n de la luz, se logra recurriendo a una nueva forma de hacer experimentos, m�s activa. Ya no esperamos a observar pasivamente a que un �tomo o mol�cula emita radiaci�n electromagn�tica y luego contentarnos con analizarla en un prisma. Ahora forzamos la interacci�n de un agente externo -la luz- con el sistema que queremos estudiar. Observando lo que ocurre despu�s de esta colisi�n, concluimos sobre las propiedades del sistema. Esto constituye toda una nueva forma de ver, m�s controlada, a los objetos, que no son ya necesariamente macrosc�picos. Nos permite penetrar a su interior. Como veremos luego, �stas y otras espectroscopias, en que el agente no s�lo es la luz sino incluso part�culas, �tomos, mol�culas y otros, constituyen la base de la f�sica moderna, y nos han permitido averiguar muy a fondo la estructura de la materia.
