UN PRISMA EN LA HABITACIÓN

Isaac Newton revela la composicion de la luz (1665)

Una grave epidemia de peste bubónica causaba estragos en Inglaterra. El joven Isaac Newton, a la sazón estudiante de la Universidad de Cambridge, decidió regresar a su casa familiar en Lincolnshire para quedar a salvo de ella. Durante el año y medio que pasó allí, llevó a cabo importantes estudios sobre la luz. Newton estaba familiarizado con los trabajos sobre el tema realizados por el filósofo francés René Descartes. Éste había observado que, al atravesar un prisma, la luz solar formaba un espectro cromático igual al del arco iris. Dedujo que el prisma operaba una transformación en la luz y que los colores dependían de su grosor. Newton no estaba de acuerdo con esas conclusiones y para demostrar que eran erróneas realizó un experimento.
En la contraventana de una de las habitaciones de su casa, hizo un orificio muy pequeño que sólo permitía la entrada de un fino rayo de luz solar. Colocó una lupa para hacer converger los rayos en un haz dirigido a un prisma; delante de éste había una pantalla en la que se proyectaría la luz saliente. Newton descubrió que la luz blanca cambiaba de dirección y se descomponía en rojo, anaranjado, amarillo, verde, azul, índigo y violeta. Hasta este momento, sus conclusiones no le permitían llegar más lejos que a Descartes, pero el experimento tuvo otra fase. En el espectro de colores reflejado en la pantalla hizo un orificio para permitir soló el paso de la luz roja a una sección posterior. En ella había otro prisma para que lo atravesara. Newton halló que, al hacerlo, la luz roja cambiaba de dirección pero no se descomponía en colores. De esta forma dedujo que el prisma no producía nuevos colores, sino que descomponía los ya presentes en el haz de luz blanca.
Newton había descubierto la refracción, fenómeno que ocurre cuando la luz atraviesa sustancias que modifican su velocidad y cambian su dirección. La diferencia en las longitudes de onda de los colores que componen la luz blanca explica que su refracción se presente en ángulos diferentes y forme un espectro. Para redondear el experimento, Newton hizo pasar los rayos coloridos del espectro por una lente convexa que los dirigía a un segundo prisma. Refractados en sentido contrario, salieron de él como un solo rayo blanco. Su demostración que la luz blanca está hecha de todos los colores resultó elegante y perfecta.


Fuente: Edición impresa Muy Interesante


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LA BALANZA DE TORSIÓN

Henry Cavendish mide la constante de gravitación universal (1798)

Cuando el físico inglés Isaac Newton dio a conocer sus leyes sobre la fuerza de gravedad, varios científicos intentaron medir la "la constante de gravitación universal", una constante presente en la naturaleza que determina la fuente de atracción gravitatoria entre los cuerpos, es decir, la fuerza que experimentan entre sí los objetos con masa. Ésta explica los grandes movimientos que se observan en el universo, como las órbitas de los planetas alrededor del Sol, y la órbita de la Luna alrededor de la Tierra. Conocerla significaba, por lo tanto, determinar las masas de esos cuerpos celestes. El primer intento formal de hallar esa constante en un laboratorio fue del inglés John Michell (1724-1793), quien elaboró una balanza de torsión. Ésta tiene una estructura simple. Consiste en una barra colgada de un hilo metálico que puede torcerse. Cuando la barra gira, el alambre tiende a regresarla a su posición original. Su mecanismo es muy sensible para medir fuerzas. Por ejemplo, puede colocarse una partícula cargada en un extremo de una barra y acercarle un imán para determinar su fuerza de atracción.

El modelo creado por Michell llegó a manos del físico Henry Cavendish (1731-1810), quien se inspiró en él para construir su balanza. Su estructura era una vara horizontal de dos metros de longitud, colgada de un hilo. En cada extremo había dos esferas metálicas de 5 cm de diámetro y 700 g de peso. A unos 23 cm de cada una colocó otras esferas del mismo material, pero de diferentes dimensiones (30 cm de diámetro y 150 kg). Su atracción sobre las esferas pequeñas hizo rotar el brazo del que estaban suspendidas y, en consecuencia, el hilo metálico. El brazo dejó de rotar cuando la fuerza de atracción gravitatoria entre las esferas grandes y las esferas pequeñas se equilibró. Al medir el ángulo de la barra y conocer el coeficiente de torsión (que mide la tendencia de una fuerza para hacer rotar a un objeto alrededor de un eje), logró determinar la fuerza entre los dos pares de esferas. El valor que obtuvo difiere por sólo 1 por ciento del que se conoce actualmente. Debido a que la fuerza de atracción de la Tierra sobre cualquier objeto que hay en su superficie puede medirse directamente, valiéndose de la constante que halló en su experimento, Cavendish pudo determinar las masas de la Tierra, el Sol y la Luna.

Fuente: Edición impresa Muy Interesante

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