VII. LA LUZ DE LOS ELEMENTOS
LA FÍSICA macroscópica llegó a establecer sus leyes viendo a los objetos. De esta manera, Galileo estableció la ley de la caída libre de los cuerpos y Kepler encontró las leyes del movimiento de los planetas. El agente que lleva la información del sistema físico al observador, al físico o astrónomo experimental, es la luz que penetra su sentido de la vista. La óptica, que estudia la luz, habría de desempeñar, pues, un papel esencial en el desarrollo de la teoría atómica de la materia.
La luz fascinó siempre al hombre y desde luego a los grandes científicos. A la óptica se dedicaron también Galileo y Newton. Este último, en 1660, observó el fenómeno de descomposición de la luz blanca en diferentes colores al pasarla a través de un prisma. Dos siglos después, Bunsen desarrolló el mechero que lleva su nombre y que revolucionó los trabajos en el laboratorio químico. Jugando con su mechero, Bunsen observó que los diferentes elementos emiten luz de colores característicos. Su espectro de emisión de luz, como se le llamó, es discreto, a diferencia del espectro de la luz blanca, superposición de todos los colores, que es un espectro continuo. Con ello teníamos un arma poderosa para el análisis elemental de una substancia. Bastaba ponerla en la llama de un mechero y forzarla a que emitiera luz. Luego se analizaba su espectro de emisión, pasando la luz que producía por un prisma, como hizo Newton. Viendo qué colores emitía y comparándolos con los de los distintos elementos, era fácil deducir su contenido. Esta es la base de la espectroscopia óptica y el instrumento utilizado para producir y analizar la luz se llama espectroscopio óptico.
Los descubrimientos de Bunsen, aunados a la teoría electromagnética de la luz propuesta por Maxwell, permitieron establecer la relación entre el color de la luz y la frecuencia de la onda electromagnética. El espectro de emisión de un átomo corresponde a la emisión de ondas electromagnéticas 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 él 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 líneas oscuras, que son exactamente del mismo color de los rayos que emite el sodio. Este nuevo espectro, llamado de absorción, es el negativo del espectro de emisión. Los elementos emiten y absorben luz con los mismos colores característicos. A través de una mica transparente de color rojo, todo lo vemos rojo.
El estudio de los fenómenos de absorción de la luz, se logra recurriendo a una nueva forma de hacer experimentos, más activa. Ya no esperamos a observar pasivamente a que un átomo o molécula emita radiación electromagnética y luego contentarnos con analizarla en un prisma. Ahora forzamos la interacción de un agente externo -la luz- con el sistema que queremos estudiar. Observando lo que ocurre después de esta colisión, concluimos sobre las propiedades del sistema. Esto constituye toda una nueva forma de ver, más controlada, a los objetos, que no son ya necesariamente macroscópicos. Nos permite penetrar a su interior. Como veremos luego, éstas y otras espectroscopias, en que el agente no sólo es la luz sino incluso partículas, átomos, moléculas y otros, constituyen la base de la física moderna, y nos han permitido averiguar muy a fondo la estructura de la materia.
