Paradigmas de la óptica

 La óptica es una rama de la física que se centra en estudiar la luz. Hoy en día, sabemos que la luz es energía electromagnética que se puede describir como una onda compuesta, o por una partícula, los fotones. Sin embargo, antes de que apareciera esta concepción dual de la luz, se la trataba como un rayo. 

La óptica geométrica analiza la luz como rayos, y define la dirección del rayo cuando este llega o pasa a través de un material. Ahí tenemos la ley de Snell, que teniendo en cuenta como y de donde nos viene la luz, podemos decir a donde va y que dirección coge:

A partir de esta ley, desarrollaron las ecuaciones que describen el comportamiento de la luz cuando pasa a través de las lentes, como las gafas, o las lentes de nuestras cámaras. 

Sin embargo, a medida que se podían fabricar objetos más pequeños, vieron que la luz no se comportaba como un rayo, sino como una onda, por lo que las observaciones no se podían describir con la ley de Snell. Young realizó un experimento, iluminando con un láser dos agujeros muy pequeñitos, y en vez de que por cada agujero pasara un rayo recto, vio que salía muchos rayos en diferentes direcciones 

En realidad no salían muchos rayos en muchas direcciones, si no que cuando el rayo pasaba por un agujero, este rayo se dispersaba en forma circular (al igual que si tiramos una piedra a un charco, se forman olas circulares). Y son todos estas "olas" de luz que interaccionan con las que salen del otro agujero formando picos y valles. Y es con las ecuaciones que describen las olas la única manera de describir lo que pasaba, por lo que el paradigma de la luz es un rayo quedó desfasada. 

Hoy en día, dependiendo lo que se quiera estudiar y a que profundidad, se puede elegir un modelo u otro. Para diseñar lentes, como estas son grandes, se puede seguir usando la ley de Snell y todas sus derivadas, pero si se quieren estudiar redes de difracción, la teoría ondulatoria es la que hay que seguir. En cambio, para estudiar el efecto fotoeléctrico o fotovoltaico de algunos materiales, como los LED, o algunos láseres, se tiene que usar la teoría corpuscular, la cual dice que la luz también se pude definir como una partícula con una energía determinada.