A Asemblea Xeral das Nacións Unidas declarou o 2015 como Ano Internacional da Luz e das Tecnoloxías basadas na Luz. O obxectivo é chamar a atención sobre o impacto que ten a luz e as súas diversas formas de aproveitamento, na vida das persoas, no desenvolvemento da sociedade e nos retos aos que se enfronta a Humanidade.

A elección do ano 2015 ven motivada por coincidir varios aniversarios de eventos científicos importantes relacionados coa luz:

-1015: Alhazén publica sete volumes sobre as súas investigacións no campo da óptica.

-1815: Fresnel publica a súa teoría: a luz como onda.

-1865: Maxwell: desenvolve a teoría electromagnética.

-1905: Albert Einstein explica o efecto fotoeléctrico.

-1965: Arno A. Penzias e Robert W. Willson explican a radición de fondo de microondas (confirmación da teoría do Big Bang) (Premio Nobel de Física en 1978)

-1915: Albert Einstein formula a Teoría da Relatividade (Premio Nobel de Física en 1921)

-Charles Kuen Kao: fundamento da febra óptica (Premio Nobel de Física en 2009)

Para o ser humano (e para moitos outros seres vivos) a vista é un dos sentidos máis importantes, e funciona grazas á luz. A luz contribúe a nosa saúde e o noso benestar, directa e indirectamente.É fundamental para desenvolver a nosa vida cotiá, para as comunicacións, a medicina, a obtención de enerxía, a agricultura, a cultura…

A luz do Sol é absorbida pola clorofila das follas, e as plantas, co carbono que extraen da atmosfera, a auga e os minerais, producen azucres, graxas, prótidos... elementos constitutivos dos seus tecidos e base de todo o ciclo alimenticio dos demais seres.

A luz mantén a vida no planeta

-1015: Alhazén (al-Hassan Ibn al-Haytham) fai as primeiras investigacións científicas sobre a luz e publica un tratado sobre óptica en sete volumes.-1621: O matemático holandés Willebrord Snell formula as leis da refracción da luz (índice de refracción)-1665: experimento de Francesco Grimaldi (difracción)-1690: Publicación de Traité de la lumière de Christiaan Huygens: a luz viaxa en forma de ondas.-1704: Isaac Newton publica Optiks, un tratado sobre a luz e a óptica. A luz formada por partículas.-1799/1800: experimentos de William Herschel para estudar a relación entre luz e calor. Descubremento da radiación infravermella.1801: Experimento de Thomas Young que demostra que a luz é onda.1801: Wilhelm Ritter: descubrimento da luz ultravioleta.1842: efecto Doppler: Christian Andreas Doppler 1865: James Clerk Maxwell (Escocia) demostra a natureza electromagnética da luz.

UN POUCO DE HISTORIA. Principais avances científicos

Isaac Newton

1812: François Arago (Francia): filtro de luz polarizada.1814: Joseph von Fraunhofer realiza o espectro do sol (Raias de Fraunhofer)-Medición da velocidade da luz: Armand Fizeau (1849) e León Foucault (1862). 1887: Heinrich Hertz: primeiras observacións do efecto fotoeléctrico.1902: Philipp Lenard: explicación do efecto fotoeléctrico1905- Teoría cuántica: Max Plank, Albert Einstein.1915- Albert Einstein: Luz e forza da gravedade. Teoría xeral da relatividade. Nada pode ir a maior velocidade que a luz no baleiro. -Efecto Doppler na luz. Estudo das estrelas-1952: Narinder Singh Kapany: febra óptica-1960: nacemento da fotónica (a ciencia da xeeración, control e detección de fotóns). -1956: Charles Kuen Kao: fundamento da febra óptica -1965: Arno A. Penzias e Robert W. Willson explican a radiación de fondo de microondas (confirmación da teoría do Big Bang).-2005: transmisión de información cuántica, usando a luz como veículo (a distancias de 100 km).-Óptica cuántica: fundamento dos ordenadores cuánticos. Cirac.

Cirac (Premio Príncipe de Asturias de Física 2006).

filtro de luz polarizada

Narinder Singh Kapany

ILUMINACIÓN-Primeiras formas: lume (aprox 600.000 a.C): teas, antorchas…-Lámpada de aceite: sebo animal con mechas de brións, (as primeiras que se conservan son de hai 15.000 anos e estaban feitas con rochas e cunchas.-Lámpadas de graxas sólidas: sebo (baleas, focas, aves…), cera, parafina…-1780: quinqué ou lámpada de Argand.-1785: iluminación de vivendas con gas: Inglaterra-1807: alumeado de gas nas rúas: Inglaterra-1854: lámpada de queroseno (Abraham Gesner, EE.UU.) e de parafina (James Young, Inglaterra) -Século XIX: concentradores de luz (esferas cheas de auga), empregados polos encaixeiros.

-Johan Heinrich Geissler: iluminación en tubos de gases a baixa presión-1879: lámpada eléctrica de Joseph Swan (Inglaterra)-1879: lámpada eléctrica de incandescencia. Thomas Edison (EE.UU.)-1907: Henry Joseph Round observa a luz emitida por un diodo de carburo de silicio.-1927: Oleg Vladimírovich Lósev crea o primeiro LED-1939: lámpadas fluorescentes (Feria Mundial de New York)-Lámpadas de descarga: vapores de sodio/mercurio, haloxenuros metálicos…-1962: Nick Holonyak: LED (vermello, verde e amarelo). Produción industrial.-1994: LED azul de alta eficiencia: Isamu Akasaki, Hiroshi Amano e Shuji Nakamura.

Lámpada incandescenteLEDs

MÁIS GRANDE-1200: lupa: Inglaterra-1590: microscopio composto (Hans Hanssen, Paises Baixos)-1683: microscopio de precisión (simple): Holanda, Antón Van Leeuwenhoek (ata 200 aumentos)-1931: microscopio electrónico: Ernst Ruska (Alemania)

MÁIS NÍTIDO-1286: gafas: Italia-1450: lentes cóncavas (Nicolás de Cusa, Alemania)-1784: gafas bifocais: Benjamin Franklin -1887: lentes de contacto de vidro-1948: lentes de contacto de metacrilato-1950: lentes de contacto blandas

INSTRUMENTOS DE OBSERVACIÓN/VISIÓN

1403

Microscopio de Robert Hooke

MÁIS PRETO-1590: telescopio refractor: Juan Roget, Hans Lippershey, Zacharias Janssen-1609: telescopio de Galileo (30 aumentos)-1789: telescopio de William Herschel-1999: lanzamento do telescopio espacial Hubble

-1780: polemoscopio (anteollos dos celosos), con espellos para ter visión lateral.-Primeira Guerra Mundial: periscopio-século XIX: Agustín Fresnel incorpora as primeiras lentes aos faros

Telescopio de Galileo

Telescopio de Canarias

Hubble

Telescopio de W. Herschel

FOTOGRAFÍA840 : Cámara escura (China).1822: primeira fotografía: Joseph Niepce. 1835/39: negativo fotográfico: William Fox Talbot (Inglaterra).daguerrotipos (Daguerre, Francia)1861: James Clerk Maxwell (Escocia): primeira foto en cor.1871: placas fotográficas secas: Richard Leach Maddox.1887: película fotográfica flexible: Hannibal Goodwin.1888: cámara Kodak: George Eastman. 1903: fotografía en cor autochrome: Auguste e Louis Lumière (Francia)1914: cámara fotográfica de 33 mm: Paul Dietz (EE.UU.)1981: fotografía en soporte magnético.

CAPTURA E REPRODUCIÓN DE IMAXES

cámara escura

Fotografía de Joseph Niepce (1926)

cámara réflex

Cámaras compactas

Cámaras dixitais

CINE-1659: lanterna máxica: Christiaan Huygens-1824: taumatropo (reproduce o movemento con dúas imaxes): John Ayton. -1829: fenaquistiscopio: Joseph-Antoine Ferdinand Plateau.-1829: estroboscopio: Simón von Stampfer-1852: proxector fenaquitoscópico (antecesor dos debuxos animados): Franz von Uchatius.-1934: zootropo: William George Horner-1877: praxinoscopio (reflexaba a luz con espellos): Émile Reynaud.-1879: zoopraxiscopio: Eadweard Muybridge.-1888: teatro óptico: Émile Reynaud.-1888: cinematógrafo: Louis Aimé Aguste Le Prince.-1895: Auguste e Louis Lumière fan unha demostración do seu cinematógrafo.-1891: cinetoscopio: William Dikson e Thomas A. Edison (EE.UU.)-1900: cine sonoro: León Gaumont.

Cámara dos irmáns Lumiére.

Lanterna máxica

Teatreo óptico

TELEVISIÓN-1897: tubo de raios catódicos (antecesor das pantallas de televisión): Ferdinand Braun.-1926: televisión en branco e negro: John Logie Baird (Escocia) e Charles Jenkens (EE.UU.).-1928: televisión en cor John Logie Baird (Escocia). Comezou a funcionar en 1953 nos EE.UU.-1973: pantalla de cristal líquido (LCD): George William Gray (Escocia). PANTALLASReloxos, teléfonos, monitores de ordenadores, automóbiles, videoxogos…

Tubo de raios catódicos

FOTOCOPIADORAS1938: fotocopiadora: Chester Carlson (EE.UU.)1968: fotocopiadora en cor ESCÁNER DE IMAXES1860: Giovanni Casseli: pantelégrafo1913: escáner de fotocélula: Édouard Belin1931: xerografía: Chester Floyd CarlsonEscáner 3D

Chester Carlson

Escáner 3D

-Teatro de sombras-Xoguetes anamórficos (con espellos convexos)-Reflectores, filtros…-Iluminación de escearios: teatro, ópera, actuacións musicais…-Caleidoscopio-Xogos de espellos

LECER/ESPECTÁCULOS

-Espello: 3500 a 3000 a.C en Exipto: superficies metálicas puídas.-vidros-1065: vidreiras: catedral Ausburgo (Alemania)-1300: espellos de vidro transparentes (Venecia)

ARQUITECTURA/VIVENDA

Espello exipcio antigo

-Pintores da luz-Puntillismo-Expresionismo PIGMENTOS-colorantes naturais-1856: Primeiros colorantes artificiais: William Perkin (Inglaterra) SUPERFICIES, PANTALLASMateriais reflectantes, fluorescentes, fosforescentes…

ARTE/DECORACIÓN

Caravaggio

Seurat

Van Gog

Patagonia arxentina), 7350 a. C.

-Fotografía Schlieren (diferenzas de temperatura)-1814: espectroscopio: Joseph von Frauenhofer.

ANÁLISE FÍSICO/QUÍMICO

-1851: oftalmoscopio: Hermann von Helholtz (Alemania)-1957: endoscopio flexible de febra óptica Basil Hirschowitz, Lawrence Curtis, C. Wilbur Peters.-espellos-otoscopio-láser

MEDICINAEspectroscopio

Fotografía Schlieren dunha vela Oftalmoscopio

Otoscopio

Endoscopio Láser

-Hai 5.000 anos: elaboración de vidro (Exipto)-Vidro soplado (Roma)-Elaboración de vasos, copas, botellas e outros recipientes-Talla de xemas e vidros: decoración, lámpadas, xoiería…

XOIERÍA/DECORACIÓN/RECIPIENTES

Vidro do antigo Exipto

É a conversión directa de enerxía luminosa en enerxía eléctrica.-1839: Alexandre E. Becquerel (Francia) explicou o efecto fotovoltaico.-1883: Charles Fritts: fabricación da primeira célula solar.-1946: Russell Ohl (EE.UU.) patentou a primeira célula solar.-1954: primeira célula solar comercial.

ENERXÍA FOTOVOLTAICA

-Espellos-Febra óptica-Faros-TRÁFICO: filtros (sinalización)-1878: Londres: semáforo iluminado con farois de gas.-1914: primeiro semáforo eléctrico en Cleveland (EE.UU.)

-COMPUTADORES CUÁNTICOS

COMUNICACIÓNS

-Controladores de calidade-Analizadores-Lectores de códigos e sinais 1948: Holografía: Dennis Gabor (Inglaterra) 1965: holografía tridimensional: Emmet Leith e Uris Upatnieks (EE.UU.). Lectores de códigos de barras 1969: recoñecemento óptico de caracteres (base do funcionamento de tarxetas bancarias e identificadores): IBM. 1934: reflectores catadióptricos (ollos de gato): Percy Shaw (Inglaterra). -Sensores fotoeléctricos: seguridade, apertura de portas…

INDUSTRIA/COMERCIO/SEGURIDADE

LÁSER-1960: láser de rubí: Theodore Maiman-1969: primeira aplicación industrial en soldadura.-1980: disco compacto (lector láser)-1984: almacenamento de datos-1994: cinemómetro (controis de velocidade en veículos)APLICACIÓNS:-Telecomunicacións-Medicina-Tratamentos cosméticos-Industria, enxeñería: cortes, medicións, guiado de maquinaria, robótica, topografía…-Defensa: guiado de misís, armamento…-Arquitectura: catalogación do patrimonio-Investigación: espectroscopia, interferometría…-Impresoras-CD, DVD, ratos ópticos-Lectores de códigos de barras-Punteiros-Termómetros,-Hologramas-Iluminación de espectáculos

A luz emprégase en invernadoiros, laboratorios, e instalacións interiores para cultivar plantas, microalgas, para investigación…

CULTIVOS

O cultivo de interior máis grande do mundo está en Kashiwa (Xapón), nunha antiga fábrica de Sony. Os cultivos están situados en 16 niveis e reciben luz de 17.500 LED. Produce 10.000 leitugas ao día.

Invernadoiro en Islandia

Novembro 2015

Departamento de Física e Química