El Sofista

El descubrimiento del infrarrojo

Sir Frederick William Herschel (1738-1822) nació en Hannover, Alemania, y se destacó como músico y astrónomo. Emigró a Inglaterra en 1757 y con su hermana Caroline construyó varios telescopios con los cuales examinaron el cielo nocturno. Su trabajo dio lugar a varios catálogos de estrellas dobles y de nebulosas. Con todo, William Herschel es probablemente más famoso por el descubrimiento del planeta Urano en 1781, el primer hallazgo de un planeta desde la Antigüedad. Caroline Herschel debe su fama al descubrimiento de varios cometas.

En el año 1800, William Herschel realizó otro descubrimiento muy importante. Herschel quería averiguar cuánto calor pasaba a través de los diferentes filtros de color con los que observaba el Sol y notó que aparentemente había diferencias en los niveles de calor que dejaban pasar estos filtros. Supuso que los propios colores podrían contener diferentes niveles de calor, de modo que diseñó un ingenioso experimento para poner a prueba su hipótesis.

Dirigió un rayo de luz para que pasara a través de un prisma de cristal con el objetivo de crear un espectro -el arco iris que se forma cuando la luz se separa en sus colores componentes- y midió la temperatura de cada color. Usó tres termómetros con el bulbo ennegrecido para mejorar la absorción del calor. Colocó el bulbo de un termómetro en cada color y a los otros dos más allá del espectro, de modo de obtener muestras de control (clic sobre la primera imagen de esta entrada para ver una recreación del experimento de Herschel). Conforme medía las temperaturas de la luz violeta, azul, verde, amarillo, naranja y roja, se dio cuenta de que todos los colores tenían temperaturas mayores que la obtenida en los controles. Además, notó que la temperatura de los colores aumentaba en una progresión que iba del violeta a la parte roja del espectro. Al darse cuenta de este patrón, Herschel decidió medir la temperatura de la región situada justo más allá del sector rojo del espectro, una región no tocada, según el testimonio de sus ojos, por el rayo de luz. Encontró, sorprendido, que de todas las regiones, ésta era la que tenía la temperatura más alta.

Herschel realizó otros experimentos en lo que llamaba "rayos caloríficos", rayos que existían más allá de la parte roja del espectro. Como resultado de esos experimentos, descubrió que esos rayos reflejaban, refractaban, absorbían y transmitían como la luz visible. Lo que sir William había descubierto era una forma de luz (o de radiación) más allá de la luz roja: son los rayos infrarrojos o radiación infrarroja (el prefijo infra significa abajo o debajo), como más tarde se los denominó. El experimento de Herschel fue importante no sólo porque condujo al descubrimiento del infrarrojo, sino también porque fue la primera vez que se demostró que había formas de luz que no podemos ver con nuestros ojos. El prisma original y el espejo de Herschel se exponen actualmente en el Museo Nacional de la Ciencia y la Industria, en Londres, Inglaterra.

Imagen infrarroja del huracán Sudal, 2004 (NASA).

La tecnología infrarroja cuenta hoy con muchas aplicaciones interesantes y útiles. En el campo de la astronomía infrarroja, permite realizar nuevos y fascinantes descubrimientos sobre el universo. La generación de imágenes infrarrojas para uso médico es una herramienta de diagnóstico muy útil. Los organismos de seguridad utilizan cámaras infrarrojas, las que también son útiles para combatir incendios y poseen, además, otros usos militares. La generación de imágenes infrarrojas se utiliza para detectar pérdidas de calor en edificios y para probar sistemas electrónicos. También se usan satélites infrarrojos para estudiar el clima terrestre, los patrones de crecimiento de la vegetación, para estudiar la geología del planeta y las temperaturas del océano.

Nebulosas en el infrarrojo. Una imagen captada en luz infrarroja por el telescopio WISE, de las nebulosas de emisión brillantes llamadas Corazón y Alma, en Casiopea. La luz infrarroja alcanza el interior profundo de las enormes y complejas burbujas creadas por las estrellas recientemente formadas en el seno de estas dos enormes regiones de formación estelar (clic en la imagen para ampliarla). Leer la entrada completa.

Fuente: Cool Cosmos (en inglés).

escrito por el sofista @ sábado, octubre 23, 2010