Teoria Corpusculară a Luminii a lui Newton

Ce este teoria corpusculară?

Teoria corpusculară a luminii a lui Newton (1704) propune că lumina este compusă din particule materiale pe care Isaac Newton le-a numit corpusculi. Aceste particule sunt aruncate în linie dreaptă și la viteză mare de diferite surse de lumină (Soarele, o lumânare etc.).

În fizică, lumina este definită ca o parte a câmpului de radiații numit spectru electromagnetic. În schimb, termenul de lumină vizibilă este rezervat pentru a desemna partea spectrului electromagnetic care poate fi percepută de ochiul uman. Optica, una dintre cele mai vechi ramuri ale fizicii, este responsabilă de studiul luminii.

Lumina a stârnit interesul uman din timpuri imemoriale. De-a lungul istoriei științei au existat multe teorii despre natura luminii. Cu toate acestea, la sfârșitul secolului al XVII-lea și la începutul secolului al XVIII-lea, împreună cu Isaac Newton și Christiaan Huygens, adevărata lor natură a început să fie înțeleasă..

Astfel a început să pună bazele teoriilor actuale despre lumină. Omul de știință englez Isaac Newton a fost interesat de-a lungul studiilor sale să înțeleagă și să explice fenomenele asociate luminii și culorilor; Ca urmare a studiilor sale, el a formulat teoria corpusculară a luminii.

Teoria corpusculară a luminii a lui Newton

Această teorie a fost publicată în lucrarea lui Newton numită Opticks: sau, un tratat al reflexelor, refracțiilor, inflexiunilor și culorilor luminii (in spaniola, Optică sau tratarea reflexiilor, refracțiilor, inflexiunilor și culorilor luminii).

Această teorie a putut explica atât propagarea rectilinie a luminii, cât și reflectarea luminii, deși nu a explicat în mod satisfăcător refracția..

În 1666, înainte de enunțarea teoriei sale, Newton a efectuat celebrul său experiment de descompunere a luminii în culori, care a fost realizat prin trecerea unui fascicul de lumină printr-o prismă.

Concluzia la care a ajuns a fost că lumina albă este compusă din toate culorile curcubeului, pe care în modelul său le-a explicat spunând că corpusculii de lumină erau diferiți în funcție de culoarea lor..

Reflecţie

Reflecția este fenomenul optic prin care o undă (de exemplu, lumină) cade oblic pe suprafața de separare dintre două medii, suferă o schimbare de direcție și este returnată la prima împreună cu o parte din energia mișcării.

Legile reflecției sunt după cum urmează:

Prima lege

Raza reflectată, incidentul și normalul (sau perpendicularul), se află în același plan.

A doua lege

Valoarea unghiului de incidență este aceeași cu cea a unghiului de reflexie. Pentru ca teoria sa să respecte legile reflecției, Newton a presupus nu numai că corpusculii erau foarte mici în comparație cu materia obișnuită, ci că se propagă și prin mediu fără a suferi niciun fel de frecare..

În acest fel, corpusculii s-ar ciocni elastic cu suprafața
separarea celor două medii și, deoarece diferența de mase a fost foarte mare,
corpusculii ar sări.

Astfel, componenta orizontală a impulsului px va rămâne constantă, în timp ce componenta normală p ar inversa direcția..

Astfel, legile reflexiei au fost îndeplinite, unghiul de incidență și unghiul de reflexie fiind egal..

Refracţie

Dimpotrivă, refracția este fenomenul care apare atunci când o undă (de exemplu, lumină) cade oblic pe spațiul de separare dintre două medii, cu indice de refracție diferit.

Când se întâmplă acest lucru, valul pătrunde și este transmis timp de o jumătate de secundă, împreună cu o parte din energia mișcării. Refracția are loc datorită vitezei diferite cu care se propagă unda în cele două medii.

Un exemplu al fenomenului de refracție poate fi observat atunci când un obiect (de exemplu, un creion sau un stilou) este parțial introdus într-un pahar cu apă..

Pentru a explica refracția, Isaac Newton a propus ca particulele luminoase să-și mărească viteza atunci când trec de la un mediu mai puțin dens (cum ar fi, de exemplu, aerul) la unul mai dens (cum ar fi, de exemplu, sticla sau apa).

În acest fel, în cadrul teoriei sale corpusculare, el a justificat refracția presupunând o atracție mai intensă a particulelor luminoase de către mediul cu densitate mai mare..

Cu toate acestea, trebuie considerat că, potrivit teoriei sale, în momentul în care o particulă luminoasă din aer lovește apa sau sticla, ar trebui să sufere o forță opusă componentei vitezei sale perpendiculare pe suprafață, pe care ar presupune o abaterea luminii contrară celei observate efectiv.

Eșecurile teoriei corpusculare a luminii

Teoria corpusculară a luminii are mai multe erori:

• Newton credea că lumina călătorește mai repede în mediile mai dense decât în ​​mediile mai puțin dense, ceea ce s-a dovedit a nu fi cazul..
• Ideea că diferitele culori ale luminii sunt legate de dimensiunea corpusculilor nu are nicio justificare.
• Newton credea că reflectarea luminii se datora repulsiei dintre corpusculi și suprafața pe care este reflectată; în timp ce refracția este cauzată de atracția dintre corpusculi și suprafața care le refractează. Cu toate acestea, această afirmație a fost găsită incorectă. Se știe că, de exemplu, cristalele reflectă și refractează lumina în același timp, ceea ce, conform teoriei lui Newton, ar presupune că acestea atrag și resping lumina în același timp..
• Teoria corpusculară nu poate explica fenomenele de difracție, interferență și polarizare a luminii.

Teorie incompletă

Deși teoria lui Newton a însemnat un pas important în înțelegerea naturii adevărate a luminii, adevărul este că în timp s-a dovedit destul de incompletă..

În orice caz, acesta din urmă nu-l scade ca fiind unul dintre pilonii fundamentali pe care s-au construit cunoștințele viitoare despre lumină..

Referințe

1. Lekner, John (1987). Teoria reflecției, a undelor electromagnetice și a particulelor. Springer.
2. Narinder Kumar (2008). CuprinzătorFizică XII. Publicații Laxmi.
3. Born and Wolf (1959). Principiile opticii. New York, NY: Pergamon Press INC
4. Ede, A., Cormack, L. B. (2012). O istorie a științei în societate: de la revoluția științifică până în prezent, Universitatea din Toronto Press.
5. Reflecție (fizică). (n.d.). În Wikipedia. Adus pe 29 martie 2018, de pe en.wikipedia.org.
6. Teoria corpusculară a luminii. (n.d.). În Wikipedia. Adus pe 29 martie 2018, de pe en.wikipedia.org.