- Teoria corpuscular de la llum de Newton
- reflexió
- primera llei
- segona llei
- refracció
- Errors de la teoria corpuscular de la llum
- teoria incompleta
- referències
La Teoria corpuscular de la llum de Newton (1704) proposa que la llum està composta per partícules materials a què Isaac Newton va denominar corpuscles. Aquestes partícules són llançades en línia recta ia gran velocitat per les diferents fonts de llum (el Sol, una espelma, etc.).
En física es defineix la llum com una part de el camp de radiacions denominat espectre electromagnètic. En canvi, es reserva el terme de llum visible per designar la part de l'espectre electromagnètic que es pot percebre per l'ull humà. De l'estudi de la llum s'encarrega l'òptica, una de les branques més antigues de l'física.
La llum ha despertat l'interès de l'ésser humà des de temps immemorials. Al llarg de la història de la ciència hi ha hagut moltes teories sobre la naturalesa de la llum. No obstant això, va ser a finals de segle XVII i principis de segle XVIII, amb Isaac Newton i Christiaan Huygens, quan es va començar a comprendre la seva veritable naturalesa.
D'aquesta manera es van començar a assentar les bases per a les actuals teories sobre la llum. El científic anglès Isaac Newton es va interessar al llarg dels seus estudis per entendre i explicar els fenòmens associats a la llum i als colors; fruit dels seus estudis va formular la teoria corpuscular de la llum.
Teoria corpuscular de la llum de Newton
Aquesta teoria va ser publicada en l'obra de Newton anomenada Opticks: or, a treatise of the reflexions, refractions, inflexions and colours of light (en espanyol, Òptica o tractat de les reflexions, refraccions, inflexions i colors de la llum).
Aquesta teoria aconseguia explicar tant la propagació rectilínia de la llum com la reflexió de la llum, encara que no explicava satisfactòriament la refracció.
En 1666, prèviament a enunciar la seva teoria, Newton havia realitzat el seu famós experiment de descomposició de la llum en colors, la qual cosa s'aconseguia a l'fer que un feix de llum travessés un prisma.
La conclusió a què va arribar va ser que la llum blanca està composta pel conjunt dels colors de l'arc de Sant Martí, el que en el seu model explicava dient que els corpuscles de la llum eren diferents en funció del seu color.
reflexió
La reflexió és el fenomen òptic pel qual quan una ona (per exemple, la llum) incideix obliquament sobre la superfície de separació entre dos mitjans, experimenta un canvi de direcció i és retornada a el primer juntament amb una part de l'energia de el moviment.
Les lleis de la reflexió són les següents:
primera llei
El raig reflectit, l'incident i la normal (o perpendicular), estan en el mateix pla.
segona llei
El valor de l'angle d'incidència és el mateix que el de l'angle de reflexió. Perquè la seva teoria complís amb les lleis de la reflexió, Newton va suposar no només que els corpuscles eren molt petits en comparació amb la matèria ordinària, sinó que també es propagaven pel medi sense patir cap tipus de fregament.
D'aquesta manera, els corpuscles xocarien de forma elàstica amb la superfície
de separació dels dos mitjans, i atès que la diferència de masses era molt gran, els
corpuscles rebotarien.
Així, la component horitzontal de la quantitat de moviment px es mantindria constant, mentre que la component normal pi invertiria el seu sentit.
Es complien així les lleis de la reflexió, sent l'angle d'incidència i el de reflexió iguals.
refracció
Per contra, la refracció és el fenomen que es produeix quan una ona (per exemple, la llum) incideix obliquament sobre l'espai de separació entre dos mitjans, amb diferent índex de refracció.
Quan això passa, l'ona penetra i es transmet pel segon de mig juntament amb una part de l'energia de el moviment. La refracció té lloc a causa de la diferent velocitat a la qual es propaga l'ona en els dos mitjans.
Un exemple d'el fenomen de refracció es pot observar quan s'introdueix parcialment un objecte (per exemple, un llapis o un bolígraf) en un got d'aigua.
Per explicar la refracció, Isaac Newton va proposar que les partícules lluminoses incrementen la seva velocitat a el passar d'un medi menys dens (com, per exemple, l'aire) a un altre més dens (com, per exemple, el vidre o l'aigua).
D'aquesta manera, en el marc de la seva teoria corpuscular va justificar la refracció suposant una atracció més intensa de les partícules lluminoses per part de l'mitjà amb més densitat.
No obstant això, s'ha de considerar que, segons la seva teoria, en l'instant en què una partícula lluminosa procedent de l'aire incideix sobre l'aigua o un vidre, aquesta hauria de patir una força oposada a el component de la seva velocitat perpendicular a la superfície, la qual cosa comportaria una desviació de la llum contrària a la realment observada.
Errors de la teoria corpuscular de la llum
- Newton pensava que la llum viatja més ràpid en els mitjans més densos que en els mitjans menys densos, la qual cosa s'ha comprovat que no és així.
- La idea que els diferents colors de la llum tenen relació amb la mida dels corpuscles no té cap justificació.
- Newton pensava que la reflexió de la llum es devia a la repulsió entre els corpuscles i la superfície en la qual es reflecteix; mentre que la refracció està causada per l'atracció entre els corpuscles i la superfície que els refracta. No obstant això, aquesta afirmació es va comprovar incorrecta.
Se sap que, per exemple, els vidres reflecteixen i refracten la llum a el mateix temps, la qual cosa segons la teoria de Newton implicaria que atraguessin i repel·lissin a el mateix temps la llum.
- La teoria corpuscular no pot explicar els fenòmens de difracció, interferència i polarització de la llum.
teoria incompleta
Si bé la teoria de Newton significà un important pas en l'enteniment de la veritable naturalesa de la llum, la veritat és que amb el temps es va demostrar prou incompleta.
En qualsevol cas, això últim no li resta valor com un dels pilars fonamentals sobre els quals es va anar construint el coneixement futur sobre la llum.
referències
- Lekner, John (1987). Theory of Reflection, of Electromagnetic and Particle Waves. Springer.
- Narinder Kumar (2008). Comprehensive Physics XII. Laxmi Publications.
- Born and Wolf (1959). Principles of Optics. New York, NY: Pergamon Press INC
- Ede, A., Cormack, LB (2012). A History of Science in Society: From the scientific revolution to the present, University of Toronto Press.
- Reflection (physics). (Nd). In Wikipedia. Recuperat el 29 de març, 2018, des en.wikipedia.org.
- Corpuscular theory of light. (Nd). In Wikipedia. Recuperat el 29 de març, 2018, des en.wikipedia.org.