Otros fenómenos

Además de los fenómenos ya mencionados en las lecciones anteriores, hay otros que también influyen en las propiedades de la luz, pero son de naturaleza más compleja o poco frecuente. Entre ellas, sólo hablaré de 3:

 

Efecto Doppler

Cuando un cuerpo emisor de ondas se acerca o aleja de nosotros, percibimos un cambio o corrimiento en la longitud de onda.

Para entender este fenómeno, imaginemos que sumergimos un dedo en una superficie de agua. Esto originará una serie de ondas circulares al rededor de nuestro dedo:

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Onda estacionaria.

Pero si movemos nuestro dedo hacia una dirección, se generará una serie de ondas circulares desplazadas en dirección al movimiento de nuestro dedo:

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Onda desplazada.

Con respecto al caso anterior donde no había desplazamiento, ahora se puede apreciar que las ondas que están hacia adelante (en dirección del movimiento) tienen menor longitud de onda, mientras que las que están hacia atrás tienen mayor longitud de onda.

 

Este efecto también es evidente con ondas de sonido cuando un objeto emisor como un auto pasa a nuestro lado a gran velocidad. El sonido que oímos cuando se acerca es más agudo que el que oímos cuando se aleja.

Cuando se trata de ondas de luz, el efecto se hace evidente cuando el cuerpo emisor está a larga distancia viajando a grandes velocidades, principalmente estrellas de otras galaxias que se alejan o acercan a la Tierra. Cuando se aleja, la longitud de onda aumenta (efecto denominado corrimiento al rojo); cuando se acerca, la longitud de onda disminuye (efecto denominado corrimiento al azul). Este es por lo tanto un efecto que cambia el color.

 

Plasmón superficial

El plasmón superficial es una oscilación colectiva de los electrones de conducción cuando se los incide con luz. Esto se da en materiales conductores eléctricos, básicamente metales, pero se hace evidente cuando éstos se encuentran como partículas de diámetros nanométricos. Este efecto produce una fotoluminiscencia que le da un color a estos materiales, diferente al que tendrían cuando las partículas son de mayor tamaño.

Lo interesante está en que la luz obtenida tiene diferentes colores dependiendo del tamaño y forma de la partícula.

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Suspensiones de nanopartículas esféricas de Au de distinto diámetro.(Aumento progresivo de izquierda a derecha).

El efecto se hace posible debido a la formación de puntos cuánticos, zonas de alta energía que se genera cuando dos nanopartículas se acercan.

Si bien este fenómeno se conoció hace relativamente poco tiempo, existen materiales antiguos con estas propiedades, como el famoso caso de la Copa de Licurgo (Siglo IV):

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Copa de licurgo iluminada desde afuera (izquierda) y desde adentro (derecha).

Cuando se la observa incidiendo la luz de frente, vemos la luz reflejada y percibimos un color verdoso; cuando la luz viene desde dentro de la copa la vemos roja. Esto ocurre porque está compuesta de un material con una suspensión de nanopartículas de Au y Ag. La relación y concentración de las nanopartículas debe ser la adecuada, de este modo poder observar por un lado el efecto de las nanopartículas de Ag que le confieren el color verde, y por otro lado el efecto de las nanopartículas de Au que le confieren el color rojo.

 

Interacción con fonones

Los fonones son los cuantos de sonido. Los fonones son al sonido lo que los fotones son a la luz. Como ya vimos en la lección La luz y el color, los fotones son los cuantos de luz.

Existe la posibilidad de que los fonones interactúen con los fotones, como es el caso de la dispersión de Brillouni. Este fenómeno ocurre cuando se observa luz a través de un medio con carácter ondulatorio, y es el causante de las imagen difusa que vemos bajo el agua cuando observamos un objeto que esté fuera del agua.

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