Introducción a la ciencia I. Ciencias Físicas (89 page)

Fig. 9.7. Lámpara incandescente.

Fig. 9.8. Lámpara Fluorescente. Una descarga de electrones desde el filamento excita el vapor mercurial den el tubo, produciendo una radiación ultravioleta. Los rayos ultravioleta hacen destellar el fósforo..

El argón (cuyo uso se generalizó en 1920) sirve a ese propósito mejor que el nitrógeno, pues su atmósfera es completamente inerte. El criptón, otro gas inerte, es más eficiente todavía porque permite que el filamento de la lámpara resista muy elevadas temperaturas y dé más densidad de luz al arder, sin que se acorte por ello su duración.

Durante medio siglo, el cristal transparente de la bombilla eléctrica tuvo como resultado que el filamento reluciese con fuerza y que resultase tan difícil de mirar como el propio Sol. Un ingeniero químico, Marvin Pipikin, ideó un método práctico de revestir el cristal de la bombilla por dentro (por el exterior tal revestimiento sólo servía para recoger polvo y para oscurecer la luz). Al fin, el empleo de
bombillas esmeriladas
producía una luz suave, agradable y sin parpadeos.

La llegada de la luz eléctrica podía potencialmente eliminar toda clase de llamas al aire libre para la iluminación, lo cual acarrearía que los incendios comenzasen a ser cosa del pasado. Por desgracia, siguen existiendo llamas al exterior y, probablemente, siempre las habrá: chimeneas, estufas de gas y hornos de petróleo. Algo particularmente desgraciado es el hecho de que centenares de millones de adictos aún sigan transportando llamas al aire libre en forma de cigarrillos, empleando con frecuencia, además, encendedores. La pérdida de propiedades y de vidas como resultado de los incendios provocados por cigarrillos (incendios forestales y también de maleza) resulta muy difícil de evaluar.

El filamento brillante de la bombilla eléctrica (una luz
incandescente
, puesto que es inducida por el calor albergado en el filamento mientras se resiste al flujo de la corriente eléctrica) no es la única forma de convertir la electricidad en luz. Por ejemplo, las llamadas
luces de neón
(introducidas por el químico francés Georges Claude en 1910) son tubos en los que una descarga eléctrica excita átomos de gases de neón hasta que emiten un brillante y rojo resplandor. La
lámpara solar
contiene vapor de mercurio, el cual, cuando se excita por medio de una descarga, consigue una radiación muy rica en luz ultravioleta, que puede emplearse no sólo para lograr un bronceado sino también para matar las bacterias o generar fluorescencia. Y esta última, a su vez, conduce a la
iluminación fluorescente
, introducida en su forma actual en la Feria Mundial de Nueva York del año 1939. Aquí la luz ultravioleta del vapor de mercurio excita la fluorescencia en un revestimiento
fosforado
en el interior del tubo (fig. 9.8). Dado que esta luz fría gasta poca energía en calor, consume menos corriente eléctrica.

Un tubo fluorescente de 40 W suministra tanta luz —aunque no tanto calor ni mucho menos— como una lámpara incandescente de 150 W. Por tanto, se ha manifestado una tendencia general hacia la luz fluorescente desde la Segunda Guerra Mundial. Cuando apareció el primer tubo fluorescente, se prefirieron las sales de berilio como materia fluorescente. Ello originó varios casos serios de envenenamiento («beriliosis»), por la aspiración de aire contaminado con esas sales o la introducción de esa sustancia en el organismo humano por los cortes de la piel producidos ocasionalmente cuando se rompían los tubos. Desde 1949 se emplearon otros fósforos menos peligrosos.

La última y más prometedora innovación es un método que convierte la electricidad directamente en luz sin la formación previa de luz ultravioleta. En 1936, el físico francés Georges Destriau descubrió que una intensa corriente alterna podía comunicar incandescencia a una sustancia fosforescente tal como el sulfato de cinc. Actualmente, los ingenieros electrotécnicos están aplicando el fósforo al plástico o cristal y utilizan el fenómeno llamado «electroluminiscencia» para formar placas incandescentes. De este modo, una pared o un techo luminiscente podría alumbrar toda una habitación con su resplandor suave y coloreado según el gusto de cada cual.

Sin embargo, la eficiencia de la electroluminiscencia sigue siendo baja para permitirla competir con otras formas de iluminación eléctrica.

Probablemente, ninguna invención relacionada con la luz ha proporcionado al género humano tanto placer como la fotografía. Ésta se inició con la observación de que al pasar la luz a través de un pequeño orificio a una cámara oscura, formaba una imagen difusa e invertida del escenario exterior. Un alquimista italiano, Giambattista della Porta, construyó en 1550 un artefacto similar, denominado, como se ha dicho, «cámara oscura».

En una cámara oscura penetra una cantidad mínima de luz. No obstante, si se remplaza el orificio por una lente, se concentrará una cantidad considerable de luz y, por tanto, la imagen será mucho más brillante. Una vez hecho esto, es necesario buscar alguna reacción química que responda a la luz. Varios hombres se lanzaron a esa búsqueda, destacando, entre ellos, los franceses Joseph-Nicéphore Niepce y Louis-Jacques Mande Daguerre, así como el inglés William Henry Fox Talbot.

Niepce trató de conseguir que la luz solar oscureciera el cloruro de plata en una forma apropiada y produjo la primera fotografía primitiva en 1822, que requería 8 horas de exposición.

Daguerre formó sociedad con Niepce antes de que este último muriese y continuó mejorando el proceso. Tras haber oscurecido sales de plata con luz solar, disolvió las sales sin cambiar en tiosulfato de sodio, un proceso sugerido por el científico John Herschel (el hijo de William Herschel). En 1839, Daguerre empezó a realizar
daguerrotipos
, las primeras fotografías prácticas, con exposiciones que no requerían más de 20 minutos.

Talbot mejoró el proceso aún más, consiguiendo
negativos
en los que los lugares en los que incidía la luz se oscurecían, mientras que los oscuros permanecían brillantes en los lugares en que la luz se oscurecía. A partir de tales negativos se podían conseguir numerosos
positivos
, en los que la luz llevaba a cabo otra inversión, por lo que los lugares luminosos seguían siendo brillantes y lo mismo pasaba con las partes oscuras, como debía ser. En 1844, Talbot publicó el primer libro ilustrado con fotografías.

La fotografía probó su valor en la documentación humana cuando, en los años 1850, los británicos fotografiaron escenas de la guerra de Crimea y cuando, en la década siguiente, el fotógrafo estadounidense Mattew, con lo que ahora consideraríamos un imposible equipo primitivo, tomó unas fotografías que se han hecho clásicas de la guerra civil americana en plena acción.

Durante casi medio siglo, la
placa húmeda
tuvo que seguir empleándose en fotografía. Ésta consistía en una placa de cristal, que había sido rociada con una emulsión de productos químicos que tenía que hacerse sobre la marcha. La fotografía había de realizarse antes de que la emulsión se secase. Mientras no existiese solución para esta limitación, las fotografías sólo podían hacerse por medio de profesionales habilidosos.

Sin embargo, en 1878, un inventor norteamericano, George Eastman, descubrió cómo mezclar la emulsión con gelatina, en vez de tener que rociar la placa, dejándolo secar en forma de gel que se mantuviese durante largos períodos de tiempo. En 1884 patentó la
película
fotográfica en la que se rociaba el gel primero sobre papel y luego, en 1889, sobre celuloide. En 1888 inventó la «Kodak», una cámara que tomaría fotografías con sólo apretar un botón. La película expuesta podía sacarse para revelarla. A partir de ese momento, la fotografía se convirtió en una afición popular. A medida que comenzaron a emplearse unas emulsiones más sensibles, las fotos empezaron a tomarse con ayuda de un destello de luz
(flash)
y ya no hubo necesidad de que el modelo posase durante largos períodos de tiempo con una expresión vidriosa y poco natural.

No cabía suponer que las cosas se hiciesen aún más sencillas pero, en 1947, el inventor estadounidense Edwin Herbert Land ideó una cámara con un doble rollo de película, una ordinaria película negativa y un papel positivo, con unos productos químicos sellados entre ambos. Esos productos químicos se liberaban en el momento apropiado y revelaban la impresión positiva de una forma automática. Unos minutos después de haber disparado la máquina, ya se tenía en la mano una fotografía del todo completa.

Durante el siglo XIX, las fotografías fueron en blanco y negro, no pudiendo hacerlas en color. Sin embargo, a principios del siglo XX, se desarrolló un proceso de fotografiar en color por el físico francés nacido en Luxemburgo Gabriel Lippmann, que consiguió el premio Nobel de Física en 1908. No obstante, esto se demostró que era un falso comienzo, y la fotografía en color de un modo práctico no se desarrolló hasta 1936. Este segundo, y afortunado, intento se basaba en la observación, efectuada en 1855 por Maxwell y Helmholtz, de que cualquier color en el espectro puede conseguirse con una combinación de luz roja, verde y azul. Basado en este principio, la película en color se compone de una emulsión en tres capas: una sensible al rojo, otra al verde y otra más a los componentes azules de la imagen. Se forman así tres fotos separadas pero sobreimpresas, cada una de las cuales reproducen la intensidad de la luz y su parte del espectro como una pauta de oscurecimiento en blanco y negro. La película se revelaba en tres etapas sucesivas, empleando pigmentos rojos, azules y verdes para depositar los colores apropiados sobre el negativo. Cada lugar de la foto es una combinación específica de rojo, verde y azul, y el cerebro interpreta esa combinación para reconstruir todo el abanico del color.

En 1959, Land expuso una nueva teoría sobre la visión del color. Según él, el cerebro no requiere una combinación de tres colores para dar la impresión de colorido total. Todo cuanto necesita es dos longitudes de onda diferentes (o grupos de longitudes de onda), una algo más larga que la otra. Por ejemplo, un grupo de longitudes de onda puede ser un espectro entero o luz blanca. Como su longitud de onda (promedio) está en la zona amarillo-verde, puede servir de «onda corta». Ahora bien, una imagen reproducida mediante la combinación de luces blanca y roja (esta última actuaría como onda larga), aparece a todo color. Land ha hecho también fotografías a todo color con luces verde y roja filtrada, así como otras combinaciones binarias apropiadas.

El invento del cinematógrafo se debió a una primera observación del físico inglés Peter Mark Roget, en 1824. Este científico observó que el ojo humano retiene una imagen persistente durante una fracción apreciable de segundo. Tras la introducción de la fotografía, muchos experimentadores, particularmente en Francia, aprovecharon esa propiedad para crear la ilusión de movimiento exhibiendo en rápida sucesión una serie de estampas. Todo el mundo está familiarizado con el entretenimiento consistente en un mazo de cromos que, cuando se le trashoja con rapidez, da la impresión de que una figura se mueve y realiza acrobacias. Si se proyecta sobre una pantalla, con intervalos de algunos dieciseisavos de segundo, una serie de fotografías, siendo cada una de ellas algo distinta de la anterior, la persistencia de esas imágenes sucesivas en el ojo dará lugar a enlaces sucesivos, hasta causar la impresión de movimiento continuo.

Edison fue quien produjo la primera «película cinematográfica». Fotografió una serie de escenas en una cinta y luego pasó la película por un proyector que mostró, sucesivamente, cada una con la correspondiente explosión luminosa. En 1894 se exhibió, para entretenimiento público, la primera película cinematográfica, y, en 1914, los teatros proyectaron la cinta de largometraje
The Birth of a Nation (El nacimiento de una nación)
.

A las películas mudas se incorporó, en 1927, la banda sonora, en la cual, el sistema ondulatorio de la música y la voz del actor se transforman en una corriente eléctrica variable mediante un micrófono, y entonces esta corriente enciende una lámpara, cuya luz se fotografía también junto con la acción cinematográfica. Cuando la película acompañada de esa banda luminosa añadida en un borde se proyecta en la pantalla, las variaciones luminosas de la lámpara en el esquema de ondas sonoras se transforman de nuevo en corriente eléctrica por medio de un «tubo fotoeléctrico», y la corriente se convierte, a su vez, en sonido.