Ya durante la Grecia clásica se empezaron a formular teorías sobre la naturaleza de la luz.
Demócrito y su escuela de atomistas consideraban la luz como un flujo de partículas que partían de los focos de luz.
Aristóteles rechazó la idea, considerando la luz como algún tipo de interacción entre el ojo y el objeto visto.
Para Euclides la luz era un tentáculo lanzado por el ojo hacia el objeto. Sin embargo estas ideas no pueden considerarse propiamente científicas, puesto que no se apoyaban más que en el ingenio y la intuición del autor.
Aproximadamente en el año 1000 un árabe, Al-Hazen, estableció que la luz se dirige desde la fuente externa que la emite hasta los ojos tras ser reflejada por los objetos visibles. Descubrió la ley de la reflexión, explicó rudimentariamente el mecanismo de visión e inició los estudios sobre la refracción.
No fue hasta 600 años más tarde cuando se iniciaron de una manera sistemática los estudios sobre la luz.
Durante el siglo XVII se descubrieron todas las leyes experimentales de la Óptica geométrica y de lo que ahora llamamos Óptica física.
En 1628 Snellius la ley de la refracción. Basándose en ella Kepler explicó el funcionamiento de las lentes ópticas. Römer determinó la velocidad de la luz (2,2 108 m/s).
A estas alturas se disponía ya de los conocimientos necesarios para formular una teoría sobre la naturaleza de la luz. Y se formularon dos:
En 1678 Huygens elaboró la teoría ondulatoria de la luz según la cual la luz era una onda longitudinal que utiliza como soporte material una sustancia que denominó éter. El éter lo llenaba todo y debía ser lo suficientemente elástico como para permitir a la luz una elevada velocidad.
Paralelamente Newton, elaboró la teoría corpuscular de la luz según la cual la luz era un chorro de partículas que se originaba en el foco de luz.
Fue la teoría de Newton la que se impuso gracias a ser la más completa y al prestigio del autor. Hasta comienzos del siglo XIX fue unánimemente aceptada.
En 1800 Malus, científico francés, dio nombre a la luz polarizada. El descubrimiento tuvo lugar en el curso de unas investigaciones encaminadas a dar una explicación mejor que la de Newton al fenómeno de la doble refracción (birrefringencia). Ni Malus, ni Biot, ni Laplace, ni otros convencidos corpusculistas dieron a la luz polarizada una explicación convincente.
Thomas Young, científico inglés, resucitó la teoría ondulatoria y consiguió explicar las interferencias producidas por dos focos luminosos, demostrando que luz más luz puede dar oscuridad. Demostró que los anillos de Newton no son mas que el resultado de interferencias en láminas convergentes. Midió la longitud de onda de diversos colores. Sin embargo al no dar una adecuada forma matemática a sus descubrimientos estos tuvieron poco eco.
En 1814 Fresnel, ingeniero francés, partiendo del principio de Huygens, de que "cada elemento de la superficie de una onda puede actuar como fuente de ondas secundarias", confirmó las interferencias de Young y construyó una base conceptual y matemática para la Óptica física.
La teoría de Fresnel explicó la birrefringencia, la luz polarizada, la polarización circular, la elíptica y todas las predicciones que se derivaban de ella se veían confirmadas por la experiencia. Hacia 1850 la teoría ondulatoria era ya universalmente aceptada y un experimento le dio el triunfo definitivo: Foucault midió en su laboratorio la velocidad de la luz y confirmó la predicción de Huygens; la velocidad de la luz en el agua es 3/4 de su velocidad en el aire.
La teoría ondulatoria tenía aún un problema; era una teoría mecanicista, precisaba de una medio en el que se propagara la onda, el éter. Esta sustancia debía poseer una elasticidad infinita para que la luz se pudiera propagar con la velocidad que lo hacía.
En 1887 Hertz descubrió la existencia de un campo electromagnético, como había predicho Maxwell. En ese mismo año Michelson y Morley descubrieron que la Tierra no se desplazaba respecto al éter; por lo que no debería existir. En 1893 Hertz midió la velocidad de propagación de un campo electromagnético y resultó ser la misma que la de la luz.
En este momento la luz se deshizo del lastre mecanicista que arrastraba desde el principio de la ciencia. Era un fenómeno que nada tenia que ver con las leyes de Newton. En este punto de la historia la Física entendía tres realidades: la materia, a la que se le aplicaban las leyes de la mecánica de Newton; las radiaciones, con las leyes del electromagnetismo de Maxwell y la energía, con las leyes de la termodinámica.
Se creía así mismo que la Física estaba acabada, que los pocos fenómenos que aún no tenían explicación se les encontraría alguna en poco tiempo.
Las explicaciones que se dan a tres de estos fenómenos van a revolucionar la Física. Uno de estos fenómenos los descubrió Hertz se trata del efecto fotoeléctrico, otro se conoce como efecto Compton en recuerdo a su descubridor y el último es la formación de pares.
La importancia de estos efectos tanto por si mismos, como por su influencia en la concepción de la luz, justifica que nos detengamos en su estudio por separado.
Naturaleza de la luz:
ha sido objeto de la atención de filósofos y científicos desde tiempos remotos, La luz es una refracción que se propaga en formas de ondas, aunque también se propaga en línea recta en forma de corpúsculos, es una forma de energía que emiten los cuerpos luminosos y que percibimos mediante el sentido de la vista.
Se han planteado diferentes teorías, inicialmente se dio a conocer la de los rayos visuales emitidos por el ojo hacia los objetos que se miran . La naturaleza física de la luz ha sido uno de los grandes problemas de la ciencia. Desde la antigua Grecia se consideraba la luz como algo de naturaleza corpuscular, eran corpúsculos que formaban el rayo luminoso. Así explicaban fenómenos como la reflexión y refracción de la luz. Newton en el siglo XVIII defendió esta idea, suponía que la luz estaba formada por corpúsculos lanzados a gran velocidad por los cuerpos emisores de luz.
INTERFERENCIA DE LA LUZ:
Debido a la fuerza ondulatoria de la luz es posible observar que dos haces de luz generan interferencia entre sí. La cual ocurre cuando en un mismo punto coincides dos o más ondas, siendo su composición constructiva o destructiva. Para observar estas interferencias luminosas en necesario que las ondas individuales mantengan una relación de fase estable, es decir que las fuentes tengan la misma frecuencia y que sus haces sean casi paralelos. Cuando esta situación predomina se dice que las fuentes son coherentes. Si las fuentes son distintas (incoherentes). No es posible la producción de interferencia, ya que las ondas emitidas son independientes y no guardan relación de fase en el transcurso del tiempo.
cuando un haz de luz llega a una superficie de vidrio, parte de este y atraviesa el vidrio (se refracta), y parte se devuelve (se refleja). La parte que se refleja, cuando la luz incidente se encuentra en una superficie pulida o lisa, el haz reflejado está perfectamente definido, como cuando se observa comúnmente cuando la luz se refleja en un espejo.
POLARIZACION DE LA LUZ
La polarización electromagnética es un fenómeno que puede producirse en las ondas electromagnéticas, como la luz, por el cual elcampo eléctrico oscila sólo en un plano determinado, denominado plano de polarización. Este plano puede definirse por dos vectores, uno de ellos paralelo a la dirección de propagación de la onda y otro perpendicular a esa misma dirección el cual indica la dirección del campo eléctrico.
En una onda electromagnética no polarizada, al igual que en cualquier otro tipo de onda transversal sin polarizar, el campo eléctrico oscila en todas las direcciones normales a la dirección de propagación de la onda. Las ondas longitudinales, como las ondas sonoras, no pueden ser polarizadas porque su oscilación se produce en la misma dirección que su propagación.
Fig.1 - Una onda electromagnética polarizada. Las oscilaciones del campo eléctrico sólo se producen en el plano del tiempo, son perpendiculares a las oscilaciones del campo magnético, y ambas son perpendiculares a la dirección de propagación de la onda.
Tipos de polarización
La forma trazada sobre un plano fijo por un vector de campo eléctrico de una onda plana que pasa sobre él es una curva de Lissajous y puede utilizarse para describir el tipo de polarización de la onda. Las siguientes figuras muestran algunos ejemplos de la variación del vector de campo eléctrico (azul) con el tiempo (el eje vertical), con sus componentes X e Y (roja/izquierda y verde/derecha), y la trayectoria trazada por la punta del vector en el plano (púrpura). Cada uno de los tres ejemplos corresponde a un tipo de polarización.
 |  |  |
 |  |  |
| Lineal | Circular | Elíptica |
En la figura de la izquierda, la polarización es lineal y la oscilación del plano perpendicular a la dirección de propagación se produce a lo largo de una línea recta. Se puede representar cada oscilación descomponiéndola en dos ejes X e Y. La polarización lineal se produce cuando ambas componentes están en fase (con un ángulo de desfase nulo, cuando ambas componentes alcanzan sus máximos y mínimos simultáneamente) o en contrafase (con un ángulo de desfase de 180º, cuando cada una de las componentes alcanza sus máximos a la vez que la otra alcanza sus mínimos). La relación entre las amplitudes de ambas componentes determina la dirección de la oscilación, que es la dirección de la polarización lineal.
En la figura central, las dos componentes ortogonales tienen exactamente la misma amplitud y están desfasadas exactamente 90º. En este caso, una componente se anula cuando la otra componente alcanza su amplitud máxima o mínima. Existen dos relaciones posibles que satisfacen esta exigencia, de forma que la componente x puede estar 90º adelantada o retrasada respecto a la componente Y. El sentido (horario o antihorario) en el que gira el campo eléctrico depende de cuál de estas dos relaciones se dé. En este caso especial, la trayectoria trazada en el plano por la punta del vector de campo eléctrico tiene la forma de una circunferencia, por lo que en este caso se habla de polarización circular.
En la tercera figura, se representa la polarización elíptica. Este tipo de polarización corresponde a cualquier otro caso diferente a los anteriores, es decir, las dos componentes tienen distintas amplitudes y el ángulo de desfase entre ellas es diferente a 0º y a 180º (no están en fase ni en contrafase).
Cómo determinar la polarización de una onda plana
Para averiguar el tipo de polarización de la onda, es necesario analizar el campo (eléctrico o magnético). El análisis se realizará para el campo eléctrico, pero es similar al del campo magnético.
Si el campo eléctrico es de la forma:
La amplitud de la onda, 
, va siempre en la dirección de polarización de la onda. Es por ello por lo que se hace necesario analizar para ver qué tipo de polarización se tiene.
, va siempre en la dirección de polarización de la onda. Es por ello por lo que se hace necesario analizar para ver qué tipo de polarización se tiene.Se puede descomponer como suma de un vector paralelo al plano de incidencia y otro vector perpendicular a dicho plano:
como suma de un vector paralelo al plano de incidencia y otro vector perpendicular a dicho plano:
donde el símbolo || se usa para las componentes paralelas, mientras que 
es para las componentes perpendiculares. Los vectores u, son vectores unitarios en la dirección que indican sus subíndices (paralela o perpendicular al plano de incidencia).Pero, en general, la mayoria carecen de una sintomatización estructural definida respecto al ángulo de inversión polarizada
es para las componentes perpendiculares. Los vectores u, son vectores unitarios en la dirección que indican sus subíndices (paralela o perpendicular al plano de incidencia).Pero, en general, la mayoria carecen de una sintomatización estructural definida respecto al ángulo de inversión polarizada
Se realiza la diferencia 
y según el resultado se tendrá:
y según el resultado se tendrá:- Polarización lineal si la diferencia es 0 o un múltiplo entero (positivo o negativo) de Π.
- Polarización circular si la diferencia es un múltiplo entero (positivo o negativo) de
. En este caso se cumple, además, que
.
- En el resto de casos se producirá polarización elíptica.
Es posible conocer, en el caso de polarización elíptica, el sentido de giro de la polarización de la onda. A partir de la diferencia anterior se puede obtener fácilmente:
- Si
se trata de polarización elíptica dextrógira ó helicidad negativa.
- Si
se trata de polarización elíptica levógira ó helicidad positiva.
Polarización por reflexión
Al reflejarse un haz de luz no polarizada sobre una superficie, la luz reflejada sufre una polarización parcial de forma que la componente del campo eléctrico perpendicular al plano de incidencia (plano que contiene la dirección del rayo de incidencia y el vector normal a la superficie de incidencia) tiene mayor amplitud que la componente contenida en el plano de incidencia.
Cuando la luz incide sobre una superficie no absorbente con un determinado ángulo, la componente del campo eléctrico paralela al plano de incidencia no es reflejada. Este ángulo, conocido comoángulo de Brewster, en honor del físico británico David Brewster, se alcanza cuando el rayo reflejado es perpendicular al rayo refractado. La tangente del ángulo de Brewster es igual a la relación entre losíndices de refracción del segundo y el primer medio.
Polarización por reflexión
Al reflejarse un haz de luz no polarizada sobre una superficie, la luz reflejada sufre una polarización parcial de forma que la componente del campo eléctrico perpendicular al plano de incidencia (plano que contiene la dirección del rayo de incidencia y el vector normal a la superficie de incidencia) tiene mayor amplitud que la componente contenida en el plano de incidencia.
Cuando la luz incide sobre una superficie no absorbente con un determinado ángulo, la componente del campo eléctrico paralela al plano de incidencia no es reflejada. Este ángulo, conocido comoángulo de Brewster, en honor del físico británico David Brewster, se alcanza cuando el rayo reflejado es perpendicular al rayo refractado. La tangente del ángulo de Brewster es igual a la relación entre losíndices de refracción del segundo y el primer medio.
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