Longitud de onda en el vacío: Definición, símbolo y conversión

Longitud de onda en el vacío (λ₀) es la longitud de onda de radiación electromagnética medida en un vacío perfecto (índice de refracción n = 1). Es la propiedad intrínseca e invariable de un fotón.

Por qué es importante

• Referencia estándar: todas las demás longitudes de onda (en aire, agua, vidrio) se derivan de λ₀.
• Bases de datos de espectroscopía (NIST, HITRAN) listan longitudes de onda en el vacío.
• Especificaciones de láser, cuadrículas de canales DWDM, cálculos de corrimiento al rojo astronómico usan λ₀.

Relación con la longitud de onda en el medio

En un medio con índice de refracción n:

λ_medio = λ₀ / n

La frecuencia f (y la energía del fotón hf) se mantiene constante; solo cambian la longitud de onda y la velocidad de fase.

Índices de refracción comunes

Notación

• λ₀ (lambda-naught) – longitud de onda en el vacío.
• λ (lambda) – longitud de onda en el medio actual (depende del contexto).
• λ_aire – a veces usado indistintamente con λ₀ para trabajo de baja precisión.

Aplicaciones

• Física de láser: Ancho de banda de ganancia, modos de cavidad definidos en λ₀.
• Fibra óptica: Cuadrícula DWDM ITU-T G.694.1 anclada a 193.1 THz (λ₀ = 1552.52 nm).
• Recubrimientos de película delgada: Espesor óptico de onda cuarto = λ₀/4n.
• Astrofísica: Corrimiento al rojo z = (λ_obs − λ₀)/λ₀.

Conclusión clave

La longitud de onda en el vacío es el "color verdadero" de la luz. Siempre especificar λ₀ al compartir datos espectrales entre medios.