La asignación de una supuesta naturaleza dual a la luz (y a cualesquiera partículas), aunque fue durante años muy útil para dar cuenta de muchos de sus comportamientos, resultaba  formalmente insatisfactoria, porque implicaba usar, con una justificación débil, dos descripciones clásicas sobre la naturaleza de la luz, que son antagónicas: 1) La descripción ondulatoria que proporciona la teoría electromagnética de Maxwell. 2) La descripción corpuscular, que se tiene considerando a la luz compuesta por fotones, que (tomados como partículas clásicas sin masa) se moverían en el vacío siguiendo trayectorias definidas.

Ninguno de estos dos modelos puede explicar todos los fenómenos relativos al comportamiento de la luz (por ejemplo, los fotones clásicos no podrían producir interferencias, las ondas electromagnéticas clásicas no se podrían detectar en forma de impactos de paquetes de energía, etc.), y lo que se hace al plantear una supuesta naturaleza dual a la luz (y/o a cualesquiera partículas) es considerar que en cada situación particular la prevalece una de las dos naturalezas y se anula la otra.

Así se han planteado las cosas durante bastante tiempo, hasta que el desarrollo de la física cuántica ha permitido mostrar que basta una sola descripción (la descripción cuántica) para interpretar satisfactoriamente y de manera coherente todos los comportamientos conocidos sobre la luz. Dicha descripción cuántica de la luz  se realiza en términos de una onda de probabilidad y es una descripción esencialmente diferente de los dos modelos clásicos: onda electromagnética o chorro de fotones. Ahora bien, esto no significa que estos dos modelos clásicos no sigan utilizados para describir por separado diferentes fenómenos luminosos, pero sí aclara la cuestión de que no es adecuado hablar de que la luz tenga una naturaleza dual, sino que lo que procede hacer cuando se usa cada uno de los modelos clásicos es precisar cuál es el margen de imprecisión que se tiene respecto de la más correcta teoría cuántica de la luz (del mismo modo que se hace cuando se utiliza, por ejemplo, la mecánica newtoniana, en lugar de la más correcta teoría de la relatividad especial) 

Bajo este prisma, conviene saber que la teoría electromagnética clásica supone una excelente aproximación de la teoría cuántica de la luz para interpretar todos los procesos luminosos que admiten una descripción efectiva global y macroscópica, lo que ocurre cuando el número de fotones por unidad de frecuencia es muy grande. En efecto, cuando una gran cantidad de fotones viajan juntos, su naturaleza cuántica se manifiesta dando lugar a unos resultados (por ejemplo, en la reflexión, la refracción, la difracción, las interferencias,..) que prácticamente coinciden con los que obtiene la teoría electromagnética de Maxwell. Por eso, es útil y adecuado seguir usando dicha teoría ondulatoria clásica para, como hemos hecho a lo largo de este tema, interpretar de manera global esos comportamientos de la radiación lumínica.

Por ello, también es útil y adecuado analizar algunos procesos que involucran a la luz diseccionándolos para dar cuenta de interacciones que en ellos tienen lugar a nivel íntimo entre entidades materiales (átomos, moléculas, redes atómicas o moleculares, núcleos, etc.) y fotones. Esta disección pueden servir para interpretar (conceptualizando a la luz como un chorro de fotones) fenómenos que abrieron la crisis del modelo ondulatorio (por ejemplo, el efecto fotoeléctrico, el efecto Compton,..), pero también otros que sí podía describir globalmente la teoría electromagnética clásica, como, por ejemplo, la refracción (se puede entender qué les ocurre a los fotones cuando interaccionan con las partículas de la interfase entre los dos medios involucrados en dicha refracción), la dispersión (se puede prever qué fotones de diferente frecuencia se han de desviar con un ángulo diferente, cuando se refractan), etc.

Concluye aquí nuestro recorrido por “Debate histórico acerca de la naturaleza de la luz”, ya que queda fuera de las pretensiones de esta Web desarrollar el modelo cuántico actual. A pesar que, como acabamos de ver, es en el marco de la física cuántica donde se ha superado de manera efectiva la controversia histórica, nos conformamos con haber intentado clarificar por qué, con qué cautelas, y con qué grado de imprecisión se pueden seguir usando los dos modelos clásicos  (teoría electromagnética ondulatoria y teoría de fotones corpusculares), como, de hecho, hemos venido haciendo en este tema y también haremos en el tema dedicado al color.

Índice