III. HISTORIA DE LA �PTICA

III. HISTORIA DE LA �PTICA

1. EL NACIMIENTO DE UNA CIENCIA
LA LUZ y los fen�menos relacionados con ella han desempe�ado un papel fundamental en la evoluci�n y el desarrollo de la humanidad. Dif�cil ser�a imaginar un mundo envuelto en la eterna oscuridad; lo que s� es claro es que ser�a muy diferente del mundo en que vivimos... y mucho menos interesante.
Tomando esto en cuenta, no es de sorprender que la �ptica haya surgido como una de las primeras ramas de las ciencias naturales: desde �pocas muy remotas el hombre se ha sentido atra�do por los fen�menos luminosos, que despertaban en �l gran curiosidad, y que le aportaban, adem�s, una variedad de beneficios pr�cticos.
Entre los vestigios de las antiguas civilizaciones se han hallado algunos objetos que testimonian este inter�s por los fen�menos �pticos. Por ejemplo, en las ruinas de N�nive, antigua capital asiria, fue encontrada una pieza de cristal de roca, pulida en forma de lente convergente. En Creta se hallaron dos lentes que datan de 1200 a.C. y que, seg�n alg�n historiador, fueron usadas como lentes de aumento, aunque no hay testimonio que confirme esta hip�tesis.
M�s antiguos a�n, de entre los restos de tumbas egipcias se han extra�do trozos de espejos met�licos, que probablemente no serv�an s�lo de adorno, sino tambi�n para desviar la luz del Sol. �C�mo se explica uno de otra manera las hermosas decoraciones que cubren los muros interiores de las tumbas subterr�neas, accesibles s�lo por estrechos retorcidos t�neles? Porque resulta que no hay se�al alguna de que sus autores hayan utilizado fuego para alumbrarse mientras pintaban.
Por otra parte, un fragmento de un antiguo documento griego encontrado en Egipto habla de algunas ilusiones �pticas. Entre ellas menciona un conocido efecto visual que no ha dejado de intrigar a la humanidad; el agrandamiento aparente del Sol y de la Luna cuando se acercan al horizonte (Figura 25).

Figura 25. El agrandamiento aparente de la Luna cerca del horizonte sigue provocando nuestra admiraci�n.
En un pasaje de Las nubes, divertida comedia de Arist�fanes que data del siglo V a.C., se habla de una piedra transparente que se surte en las boticas y que sirve para encender el fuego y para fundir la cera con la luz del Sol. Curiosamente, si bien hab�a entre los griegos un conocimiento de las propiedades de los espejos y de los "cristales encendedores", no parece que hayan desarrollado la habilidad de producir amplificaci�n de im�genes con la ayuda de estos objetos; para ello habr�a que esperar hasta la Edad Media.
Los fil�sofos naturales de la antigua Grecia propusieron algunas teor�as �pticas en las que se confund�a la luz con el fen�meno de la visi�n. Seg�n dec�an los pitag�ricos, la visi�n es causada por la proyecci�n de im�genes lanzadas desde los objetos hacia el ojo. En cambio, Euclides y los plat�nicos sosten�an que la sensaci�n visual se produce cuando los "haces oculares" enviados desde los ojos chocan con los objetos. Podr�a resumirse la idea de los plat�nicos acerca de la visi�n diciendo: "Ojos que no ven, luz que no existe."
Arist�teles rechazaba estas dos teor�as de la visi�n, y propon�a en cambio que el medio entre el objeto y el ojo desempe�a un papel esencial. Dec�a que cuando este medio (que puede ser el aire o el agua, por ejemplo) est� en reposo, hay oscuridad; excitado por el "fuego" de un objeto, el medio pasa al estado activo y se vuelve transparente. Los colores del objeto pueden entonces viajar hasta nuestros ojos; del "estado de actividad" del medio depender� qu� colores puede transmitir.
Tambi�n los matem�ticos griegos se preocuparon por la �ptica, pero por sus aspectos geom�tricos. Por ejemplo, a la pregunta de por qu� los objetos se vuelven invisibles con la distancia, respond�an que los rayos visuales que salen del ojo son divergentes, y cuanto m�s se alejan de �ste, tanto m�s espacio dejan entre ellos. Observaciones geom�tricas tan importantes como la propagaci�n rectil�nea de la luz, y la igualdad de los �ngulos de incidencia y de reflexi�n se hallan en los escritos sobre �ptica atribuidos a Euclides, el gran geómetra alejandrino.
Los famosos espejos cóncavos que seg�n la historia emplearon los siracusanos para quemar las naves del invasor romano fueron producto de los estudios �pticos de Arqu�medes. Desgraciadamente este invento no parece haber logrado su cometido, porque los romanos sitiaron la isla de Siracusa —y aunque aparentemente por error de un soldado— mataron a Arqu�medes. Sin embargo, la obra de este cient�fico lleg� a ejercer una influencia importante hasta los dos primeros siglos de nuestra era inspirado en sus hallazgos, Her�n estudi� los espejos de diversas formas: planos, c�ncavos y convexos, y logr� fundir en una las dos leyes de la reflexi�n especular. Escribe en su obra Catoptrica: "el rayo, sea o no reflejado, sigue siempre el camino m�s corto entre el objeto y el ojo" (v�ase cap�tulo I, secci�n 2). Esta aseveraci�n ser�a retomada por Fermat en el siglo XVII, quien la reformul� en t�rminos m�s generales.
Tambi�n el fen�meno de la refracci�n llam� la atenci�n de los griegos. Una contribuci�n importante a su estudio se la debemos al astr�nomo Claudio Tolomeo, quien en su Libro quinto de �ptica informa de la construcci�n de un aparato para medir con exactitud los �ngulos de incidencia y de refracci�n, si bien no logr� formular la ley de la refracci�n, que todav�a Kepler, en el siglo XVII, buscar�a en vano. Al estudiar la refracci�n producida por la atm�sfera, Tolomeo advirti� que su magnitud aumenta con la distancia de los astros al cenit, por lo que sus efectos son m�s notables en la cercan�a del horizonte.
2. LA �PTICA DURANTE LA EDAD MEDIA
La �poca del Imperio romano y la mayor parte del Medievo transcurrieron pr�cticamente sin dejar huella en la historia de la f�sica en Occidente. Las contribuciones m�s significativas a la �ptica medieval se deben sin duda al c�lebre cient�fico �rabe Ibn al-Haytham, conocido en Europa como Alhazan o Al-Hazen, quien vivi� en el siglo X.
Los mahometanos se hab�an impuesto la tarea de "examinar las obras de los griegos y mejorarlas donde sea posible". A esto se dedic� Al-Hazen, y con �xito. Por ejemplo, logr� establecer una distinci�n clara entre la luz como entidad f�sica y el ojo como detector. Hizo importantes adelantos en la �ptica de lentes y espejos, y fue el primero en analizar correctamente los principios de la c�mara oscura. Hizo un buen c�lculo de la altura de la atm�sfera, basado en la duraci�n del crep�sculo. Adem�s, anticip� un descubrimiento reservado a un lejano porvenir: que la luz viaja con una velocidad finita.
En buena medida los adelantos en la �ptica �rabe se debieron a sus aplicaciones a la medicina. De la obra de Al-Hazen, traducida al lat�n en el siglo XIII, hemos heredado algunas de las palabras usadas para identificar las partes del ojo: retina, c�rnea, humor acuoso, humor víitreo...
En Occidente hab�an de transcurrir a�n tres siglos para que una persona se aventurara a cuestionar los c�nones aristot�licos: el monje franciscano Roger Bacon. Entre otras cosas, Bacon estudi� a fondo la obra de la escuela �rabe. Era un aficionado de la �ptica, y consideraba que esta ciencia, "adem�s de ser bella, es indispensable para el conocimiento de otras ciencias".
Hay quienes consideran que Bacon fue el inventor de los anteojos. Se dice que recomendaba su uso a los ancianos y a las personas de vista d�bil, y que era tan experto en estos menesteres, que al usar los lentes personalmente pod�a enterarse en Oxford de lo que estaba sucediendo en Par�s. Habr�a que aclarar que ya en aquellos tiempos la tecnolog�a del pulido de cristales estaba muy desarrollada en el norte de Italia, y probablemente los vidrieros venecianos o pisanos se adelantaron a Bacon con el invento. Aun as�, las aportaciones de Bacon a la sistematizaci�n de la �ptica como ciencia fueron importantes, si bien sus ideas innovadoras, en particular su Llamado a la ciencia experimental lanzado desde la prisi�n, no encontrar�an eco hasta el Renacimiento.

Figura 26. Primera pintura de una persona con anteojos, obra de Tomasso da Modena que data de 1523.

3. EL DESARROLLO DE LA �PTICA DURANTE EL RENACIMIENTO
La revoluci�n art�stica que se dio en Europa durante los siglos XVI y XVII estuvo acompa�ada de una revoluci�n comparable en el �mbito de las ciencias. Los cient�ficos abandonaron la especulaci�n escol�stica y comenzaron a estudiar la naturaleza a trav�s del experimento.., con notables resultados. La �ptica particip� de esta revoluci�n, y se desarrollo tanto en el plano te�rico como en el pr�ctico.
De la impresionante obra de Leonardo da Vinci, primera gran figura de la �poca, una parte est� dedicada a la �ptica. Entre otras cosas, formul� una teor�a de la visi�n, en la que el ojo es comparado a una c�mara oscura. Es muy probable, por cierto, que al igual que otros pintores de la �poca, Leonardo se haya valido de la c�mara oscura para hacer sus croquis e incorporar los principios de la perspectiva en su pintura. Dice en uno de sus manuscritos: "Una peque�a apertura en el postillo de la ventana proyecta sobre la pared interior del cuarto una imagen de los cuerpos que est�n m�s all� de la apertura" (Figura27).

Figura 27. Primera ilustraci�n que se conoce de una c�mara oscura,usada para observar un eclipse solar en 1544. De un libro del m�dico holand�s Gemma Frisius.
A la revoluci�n cient�fica del Renacimiento contribuy� de manera; importante la invenci�n de instrumentos que ampliaban las posibilidades de observaci�n y permit�an una experimentaci�n cuantitativa. De los instrumentos �pticos desarrollados en la �poca, sin duda los m�s importantes son el telescopio y el microscopio.
Galileo Galilei, quien durante 30 a�os se dedic� a hacer experimentos en f�sica, escribe en las primeras p�ginas de su libro Siderius Nuntius ("El mensajero de las estrellas"), publicado en 1610: "Hace diez meses lleg� a mis o�dos la noticia de que un holand�s hab�a hecho una lente para espiar, que hace que los objetos distantes parezcan cercanos. Al cabo de un breve tiempo logr� fabricar un instrumento similar, a trav�s de un estudio profundo de la teor�a de la refracci�n." Galileo debe de haber trabajado arduamente esos d�as, porque no contaba con la ley de la refracci�n, que fue establecida s�lo 11 a�os m�s tarde por W. Snell, un joven holand�s (v�ase cap�tulo I, secci�n 3). En cuanto tuvo armado un buen telescopio, Galileo lo dirigi� hacia el firmamento y hacia la Tierra. Los descubrimientos celestes (incluidos cuatro de los sat�lites de J�piter) los consign� r�pidamente en la obra antes mencionada, y con la misma celeridad vendi� el aparato a la alcald�a de Venecia, por ser una herramienta especialmente �til para las batallas navales (Figura 28).

Figura 28. "Es maravilloso contemplar el cuerpo de la Luna." Acuarela de Galileo que muestra las fases de la Luna, tal como las observ� con su telescopio de 1610.
Alguno de los escol�sticos —que abundaban todav�a en la �poca de Galileo y lo atacaron ferozmente por sus revelaciones— lleg� a afirmar que los fen�menos celestes vistos por Galileo "no son m�s que ilusiones �pticas, y para verlas es necesario fabricar un anteojo que las produzca". El c�lebre astr�nomo Johannes Kepler, en cambio, a quien Galileo envi� uno de sus primeros telescopios, estaba encantado con el instrumento, lo perfeccion� y lo us� para compilar las tablas de datos sobre el movimiento de los planetas alrededor del Sol, que constituyeron la base para el establecimiento de sus trascendentales leyes sobre el movimiento planetario. En su esfuerzo por perfeccionar el telescopio, Kepler dedic� un a�o al estudio de la formaci�n de im�genes. El libro Dioptrice (publicado en 1611) que contiene los resultados de este trabajo, se convirti� en texto para estudiosos de la �ptica durante muchos a�os.
Por otra parte, la publicaci�n de Galileo se agot� en unos cuantos d�as y los fabricantes de lentes se dedicaron a armar telescopios cada vez m�s grandes y m�s elaborados. El f�sico holand�s Christiaan Huygens, adem�s de ser un gran te�rico de la �ptica, era especialmente h�bil para la fabricaci�n de estos instrumentos —aunque s�lo los hac�a para uso personal y de sus amigos (Figura 29). Con uno de sus telescopios descubri� un sat�lite de Saturno y pudo distinguir claramente los anillos que circundan este planeta.

Figura 29. El telescopio a�reo de Huygens, que ten�a el inconveniente de no poderse usar cuando hab�a viento.
Un contempor�neo de Huygens, el astr�nomo dan�s Olaf Römer, se hab�a dedicado a medir con cuidado los periodos de rotaci�n de los sat�lites de J�piter y as� descubri�, en l676, que cuando uno de estos sat�lites se encuentra atr�s de J�piter, su luz tarda m�s tiempo en llegar a la Tierra que cuando se encuentra adelante de �l. De esto extrajo una conclusi�n muy importante: que la luz no es un fen�meno instant�neo, sino que necesita tiempo para propagarse, por lo que debe viajar a una. velocidad finita.
�ste y otros descubrimientos de la �poca sirvieron a Huygens para reunir sus propias ideas acerca de la luz. Semejante al sonido, dec�a, la luz es tambi�n una vibraci�n que se propaga. Con base en esta hip�tesis, logr� explicar simult�neamente la mayor�a de los fen�menos �pticos con una gran simplicidad. Su obra Trait� de la lumière, escrita en 1678, representa el primer intento de desarrollo de la teor�a ondulatoria de la luz, si bien un esbozo de esta teor�a ya hab�a sido adelantado por Robert Hooke como resultado de sus observaciones sobre difracci�n e interferencia.
Cabe aqu� recordar, por cierto, las valiosas observaciones de peque�os animales y de cortes vegetales que hizo Hooke con el microscopio compuesto, y que marcaron, junto con los estudios de su contempor�neo holand�s Leeuwenhoek, el inicio de una nueva etapa para la biolog�a (v�ase la Figura 30a). Si bien ya desde principios del siglo XVII se hab�a emprendido la fabricaci�n de microscopios, �stos daban im�genes poco claras y de baja amplificaci�n. Hooke dio un importante paso adelante al aplicar la teor�a de las lentes al mejoramiento del microscopio compuesto. Por otra parte, Leeuwenhoek perfeccion� el microscopio simple al elaborar lentecillas de gran poder de aumento. De los 419 microscopios fabricados por Leeuwenhoek que se conocen, algunos tienen una amplificaci�n mayor de 250x. A estos instrumentos se deben las primeras observaciones de bacterias, gl�bulos rojos, huevecillos de insectos y muchos otros seres microsc�picos, observaciones que contribuyeron a cambiar radicalmente las ideas sobre el ciclo de la vida animal y sobre la estructura de los seres vivos a nivel microsc�pico.

Figura 30 (a). El microscopio compuesto de Hooke, con el que se adentr� en el mundo de los microorganismos.
Sin embargo, regresando a Huygens, hemos de aclarar que sus ideas sobre la naturaleza ondulatoria de la luz no fueron aceptadas por la mayor�a de sus contempor�neos. Ya Ren� Descartes hab�a afirmado que la luz se compone de corp�sculos acelerados. Isaac Newton adopt� esta proposici�n y la incorpor� en su teor�a de la emisi�n de la luz. Newton descartaba la hip�tesis ondulatoria de Huygens, entre otras cosas porque no pod�a explicar con ella la propagaci�n rectil�nea de la luz.
Adem�s de su trascendental contribuci�n a la din�mica, Newton hizo una serie de estudios importantes en �ptica. En 1660, a los 18 a�os de edad, ya hab�a fabricado un telescopio peque�o y poco potente, pero con una innovaci�n: us� espejos en vez de lentes, para evitar la aberraci�n crom�tica que da lugar a im�genes con franjas de colores alrededor de los objetos, como se mencion� en el cap�tulo II, secci�n 2 (Figura 30(b)). Los telescopios reflectores se convirtieron r�pidamente en important�simo instrumento de la astronom�a.

Figura 30 (b). El telescopio reflector de Newton.
Pero a Newton, m�s que usar el instrumento, lo que le interesaba era estudiar esas franjas de colores, entender su origen y, de ser posible, aprender a eliminarlas para mejorar la calidad de las im�genes. Esto lo motiv� a emprender una serie de estudios con prismas y luz blanca. As� obtuvo el espectro de los colores. Observ� que el prisma no modifica la luz, sino que s�lo la separa f�sicamente, y concluy� que cada uno de los colores se distingue por su "refractabilidad". Algunos de sus contempor�neos se decepcionaron con este descubrimiento, porque se hab�a pensado que el blanco representaba la pureza, �no una mezcla de colores!.
En el libro Opticks, escrito a�os m�s tarde, Newton informa de sus experimentos con prismas, as� como otras observaciones que se refieren a la transversalidad de los rayos luminosos, a la difracci�n y a la interferencia. En particular describe los famosos anillos que llevan su nombre, a los que nos referimos en el cap�tulo II, secci�n 4 (Figura 20).
La obra de Newton tuvo tal repercusi�n, que durante un siglo fue usada como referencia cl�sica, y pocos eran los que se animaban a cuestionar su contenido o ir m�s all� en el estudio de los fen�menos �pticos. Un aspecto particular merece ser mencionado, sin embargo: Newton hab�a concluido que la aberraci�n crom�tica no puede ser eliminada de las lentes, ni siquiera usando una combinaci�n de ellas. A pesar de ello, una combinaci�n acrom�tica de lentes se logr� en la pr�ctica en 1758, y signific� un enorme paso adelante para la astronom�a y la microscop�a, as� como para la geograf�a y la artiller�a. Jos� Antonio Alzate, ilustre cient�fico de la Nueva Espa�a, reporta a fines del siglo XVIII el uso de un "excelente anteojo acrom�tico" para estudiar la geograf�a de los volcanes del Valle de M�xico.
4. EL SIGLO DE LAS ONDAS
El siglo XIX se inici� con una serie de pruebas que suger�an que la luz es de naturaleza ondulatoria. La prueba m�s importante provino de los experimentos que mostraron la existencia de la interferencia, realizados por Thomas Young entre 1801 y 1804, a los que nos referimos en el cap�tulo II (v�ase la Figura 15). Young explic� los anillos de Newton como debidos a la superposici�n de ondas. Contando el n�mero de anillos, lleg� incluso a determinar la longitud de onda de la luz: encontr� que en una pulgada caben 37 640 ondas rojas y 59 750 ondas violetas.
Este descubrimiento es sumamente importante, porque pone de manifiesto una relaci�n directa entre el color —que representa una sensaci�n visual— y un par�metro f�sico, como lo es la longitud de onda. Resulta, de acuerdo con lo establecido por Young, que la longitud de onda de la luz es muy peque�a, del orden de 0.00005 cm, o sea, la mitad de una micra, correspondi�ndole al violeta una longitud menor que al rojo. A los colores intermedios del arco iris les corresponden valores intermedios de la longitud de onda (Figura 31).

Figura 31. A cada color del arco iris le corresponde una longitud de onda determinada.
Las publicaciones de Young acerca de la interferencia son consideradas hoy d�a la obra m�s trascendente en �ptica f�sica aparecida despu�s del libro de Newton. Pero en su �poca, en que dominaba la concepci�n mecanicista del Universo, no eran nada bien vistas. Por ejemplo, escrib�a uno de sus cr�ticos que los art�culos de Young "no contienen nada que merezca el nombre de experimento o descubrimiento [...] su �nico efecto puede ser el de detener el progreso de la ciencia". Young public� un folleto en el que respond�a a estas cr�ticas con serios argumentos, pero de esta publicaci�n se vendi� un solo ejemplar.
As� las cosas, prefiri� dedicarse a otros temas de estudio, hasta que en 1815 la teor�a ondulatoria fue revivida por Augustin Fresnel a trav�s de sus estudios de la difracci�n y la interferencia —sin tener conocimiento de los trabajos de Young. Poco a poco la teor�a fue ganando terreno, al poder explicar fen�menos tan diversos como los colores de las pompas de jab�n, los anillos de Newton, la polarizaci�n, la birrefringencia, e incluso la propagaci�n rectil�nea de la luz. S�lo mucho despu�s, a principios de este siglo, surgen nuevos fen�menos que dirigen la atenci�n de los f�sicos hacia una renovada imagen corpuscular de la luz.
Los �xitos de la teor�a ondulatoria revivieron el inter�s por determinar con precisi�n la velocidad de la luz. Seg�n la teor�a de emisi�n de Newton, la luz deb�a viajar m�s r�pido en un medio �pticamente denso que en el aire; seg�n la teor�a ondulatoria deb�a suceder lo contrario. Claro que hace 150 a�os medir la velocidad de la luz con precisi�n no era tarea sencilla, porque la luz viaja sumamente r�pido. En 1849, Fizeau, en Francia, dise�� un m�todo estrobosc�pico similar al que se ilustra en la figura 32, aunque algo m�s complicado, en virtud de la alta velocidad de la luz. Las mediciones de Fizeau, y todas las realizadas posteriormente, le dieron la raz�n a la segunda teor�a: la luz disminuye su velocidad al entrar en un medio �pticamente denso.

Figura 32. Esquema del m�todo estrobosc�pico para medir la velocidad de la luz. Un pulso de luz pasa a trav�s del agujero del disco giratorio y se refleja en el espejo. Para que el pulso reflejado pase tambi�n por el agujero, es necesario que �ste se encuentre en ese instante en la posici�n adecuada.
Los experimentos estrobosc�picos se fueron haciendo cada vez m�s elaborados. En 1972, el norteamericano A. Michelson us� luz reflejada desde el monte Wilson hasta el monte San Antonio, a 35 km de distancia, y as� obtuvo el valor de 299 798 km/seg, con una precisi�n de 0.001%.

La velocidad de la luz es considerada una de las constantes f�sicas m�s importantes, y en especial ocupa un lugar central en las teor�as del electromagnetismo y de la relatividad. Pero, �qu� tiene que ver la luz con el electromagnetismo?
La primera prueba de que la luz est� relacionada con fen�menos el�ctricos y magn�ticos la obtuvo Michael Faraday, gran experimentador ingl�s, en 1845. "Finalmente he logrado iluminar una curva magn�tica y magnetizar un rayo de luz", escribe, refiri�ndose al cambio de polarizaci�n que sufre la luz al pasar por un vidrio que est� sujeto a un campo magn�tico. �ste y otros experimentos de Faraday y de algunos contempor�neos suyos sirvieron de base para la teor�a electromagn�tica de la luz, desarrollada y expresada en lenguaje matem�tico por el escoc�s James C. Maxwell.
La teor�a de Maxwell, que describe en forma unificada el conjunto de fen�menos el�ctricos y magn�ticos, condujo a muchas predicciones nuevas, que posteriormente fueron comprobadas experimentalmente. Una de las m�s importantes fue que pueden existir ondas de radiaci�n de campo el�ctrico y magn�tico, que estas ondas viajan con la velocidad de la luz, y que �sta es, en efecto, radiaci�n portadora de energ�a, y por esta misma raz�n ejerce una presi�n al chocar contra una superficie.
En nuestra experiencia com�n, la presi�n de la luz es tan peque�a que no la detectamos; pero en el interior de las estrellas s� puede llegar a ser significativa. La presi�n de la radiaci�n solar es responsable nada menos que de la cauda de los cometas.
El Vaticinio de Maxwell acerca de las ondas de radiaci�n electromagn�tica fue confirmado 15 a�os m�s tarde, en 1888, por Heinrich Hertz al producir ondas por medio de cargas oscilantes y detectarlas por medio de antenas (v�ase la Figura 33). Este experimento fue la piedra angular para el desarrollo de la radio y de toda la comunicaci�n inal�mbrica.

Figura 33. Esquema del aparato usado por Hertz para producir y detectar ondas de radio.
En realidad, las ondas de radio no son las primeras ondas invisibles que fueron descubiertas. Ya en 1800 el astr�nomo William Herschel, al medir el calentamiento producido por los distintos colores de la luz solar, hab�a observado que m�s all� del rojo hay una radiaci�n que no se ve, pero que calienta. Lo que descubri� as� fue la radiaci�n infrarroja, de longitud de onda menor que un mm. (Las ondas de Hertz, en cambio, tienen una longitud de varios metros.) En la misma �poca, el f�sico Wilhelm Ritter, en Alemania, y el m�dico John Wollaston, en Inglaterra, descubrieron una radiaci�n oscura que tiene efectos qu�micos: se trataba de la luz ultravioleta, de longitud de onda m�s peque�a que la de la luz visible.
En 1895 fue descubierto otro tipo de ondas, de longitud a�n m�s peque�a: los rayos X (Figura 34). Pero al igual que sucedi� con las otras radiaciones mencionadas, cuando R�ntgen hizo su descubrimiento no sab�a que se trataba de ondas electromagn�ticas. Esto vino a ser confirmado apenas en 1912, cuando Max von Laue mostr� que los rayos X se difractan al igual que otras ondas.

Figura 34. Radiograf�a original tomada por Röntgen, de un hombre con zapatos y con llaves en los bolsillos.
Poco a poco se fue cubriendo el espectro completo de la radiaci�n electromagn�tica, desde las ondas de radio de 10 km hasta los rayos y (gamma) de 0.00000000001 cm.
As�, el trabajo de Maxwell, Hertz y muchos otros cient�ficos del siglo XIX abri� no s�lo una nueva ventana a nuestra visi�n de la naturaleza, sino tambi�n una nueva puerta al desarrollo tecnol�gico.
De la misma manera en el campo de la iluminaci�n se dieron grandes avances, merced a la extensi�n del uso de la electricidad. En los a�os sesenta del siglo pasado, el alumbrado p�blico a�n se hac�a con l�mparas de arco, pero �stas eran ineficientes y requer�an mucho mantenimiento (v�ase la Figura 35). Ya era claro para entonces que el futuro de la iluminaci�n estaba en la l�mpara de filamento incandescente, pero �sta no se pudo fabricar antes de aprender a extraer el aire de la l�mpara, para evitar la combusti�n del filamento. En la figura 35 se ilustra la primera l�mpara de filamento de carb�n, manufacturada por Joseph Swan en Inglaterra, en 1868. Como es sabido, quien registr� la patente no fue Swan, sino Thomas A. Edison, en 1879. Durante los a�os siguientes, Swan y Edison se dedicaron a competir por la elaboraci�n de filamentos m�s duraderos. Despu�s de algunos pleitos, los inventores decidieron aliarse para formar una empresa de lo mas pr�spera: a los dos a�os ya vend�an 200 000 focos �a 2.50 d�lares cada uno!

Figura 35. "Bulbo el�ctrico" fabricado por Swan en 1878. El filamento era de algod�n mercerizado, tratado con sosa c�ustica.

El siglo XIX tambi�n vio el nacimiento de la fotograf�a, que entre otras cosas se convirti� en instrumento importante para las ciencias. Si bien las primeras impresiones fotogr�ficas datan de 1827, fue apenas en 1842 cuando las t�cnicas fotogr�ficas se hab�an desarrollado lo suficiente para poder tomar "instant�neas" de personas, de paisajes, de la Luna y hasta de un espectro de luz. Para entonces, el �ptico alem�n Joseph Fraunhofer ya hab�a descubierto las l�neas oscuras en el espectro que se obtiene de la luz solar al hacerla pasar por un prisma; ya se sab�a, adem�s, que cada una de estas l�neas negras tiene una posici�n determinada en el espectro (v�ase la Figura 36). Con la posibilidad de imprimir los espectros sobre una placa fotogr�fica, se desarroll� la espectroscop�a, poderosa herramienta de an�lisis que entre otras cosas ha servido para revelar la analog�a qu�mica entre los astros, a la vez que proporcion� una de las primeras pruebas del comportamiento cu�ntico de la materia.

Figura 36. Espectros. (a) Un s�lido incandescente emite luz de todos los colores; su espectro de emisi�n es continuo. (b) Un gas a alta temperatura emite luz de ciertos colores; su espectro de emisi�n es discreto. A la pantalla llegan s�lo estas l�neas de colores. (c) Un gas fr�o absorbe luz de ciertos colores; su espectro de absorci�n es discreto. La luz que llega a la pantalla presenta l�neas negras, que corresponden a los colores absorbidos por el gas.