Óptica física. Frecuencia, amplitud, onda

La luz como onda electromagnética

La óptica física estudia la luz como onda. Sus magnitudes son la longitud de onda λ, la frecuencia f y la amplitud, ligadas por c = λ·f, con c = 3 × 10⁸ m/s en el vacío. La frecuencia determina el color: el rojo tiene la menor frecuencia del espectro visible y el violeta, la mayor. La amplitud del campo determina la intensidad, es decir, el brillo. Al pasar a otro medio, cambia λ pero la frecuencia se mantiene, y por eso el color de una luz no cambia al entrar al agua, aunque su longitud de onda sí.

Ejemplo. Para luz roja de λ = 700 nm = 7 × 10⁻⁷ m, f = c ÷ λ = 3 × 10⁸ ÷ 7 × 10⁻⁷ ≈ 4.3 × 10¹⁴ Hz. La luz violeta de 400 nm tiene f = 7.5 × 10¹⁴ Hz, casi el doble. Si se duplica la amplitud de una onda, su intensidad se multiplica por cuatro, pero su color es el mismo.

Error típico. Creer que una luz más intensa cambia de color o que una de mayor frecuencia tiene mayor longitud de onda. A mayor frecuencia, menor longitud de onda; y el brillo y el color son independientes.