Modelo ondulatorio de la luz

Recuperación y desarrollo del modelo ondulatorio 1
Durante el siglo XIX la física recuperó y desarrolló fructíferamente el modelo ondulatorio. Uno de los primeros científicos que hizo aportaciones importantes fue Young (1773-1829)que explicó casi todos los fenómenos conocidos entonces sobre la luz suponiendo que era una onda longitudinal. Young descubrió la difracción luminosa y realizó en1801 un experimento crucial (llamado de las dos rendijas) en el que mostró la difracción y las interferencias luminosas.
Tal como indica el dibujo adjunto, si la luz fuera un chorro de partículas, después atravesar una pared en la que se han hecho dos rendijas o dos orificios, debería seguir su camino por las zonas abiertas detrás de cada rendija. En consecuencia, si se coloca al otro lado unapantalla se tendrían que observar en ella dos zonas iluminadas reproduciendo la forma de las rendijas.
En cambio, si la luz fuera una onda y las rendijas tuvieran un tamaño igual o inferior a la longitud de onda, se debería producir difracción en cada rendija. Al otro lado de la cartulina se superpondrían dos ondas secundarias, una procedente de cada orificio. La superposición de dichas ondasdebería producir interferencias, cuyo resultado visible sería la aparición en la pantalla de franjas iluminadas y zonas oscuras, situándose la zona de máxima iluminación exactamente enfrente del punto medio entre las dos rendijas.
En el experimento Young utilizó un estrecho haz de luz procedente de un pequeño agujero y lo dirigió hacia una tarjeta de una anchura de unos 0.2 mm. La tarjeta semantenía paralela al haz que penetraba horizontalmente después de orientarlo con un espejo. El haz de luz tenía una anchura ligeramente superior al ancho de la tarjeta divisoria y, cuando ésta se posicionaba correctamente, era dividido en dos, cada uno pasando por un lado distinto de la pared divisoria. El resultado de la superposición de estos dos haces se podía ver proyectado sobre una pared en unahabitación oscurecida. Young realizó el experimento en una reunión de la Royal Society mostrando el patrón de interferencias que concuerda con la teoría ondulatoria de la luz.
Young también explicó la dispersión de luz blanca en colores mediante el modelo ondulatorio. Para ello, supuso que cada color de la luz tiene una frecuencia y una longitud de onda característica en cada medio.
En el vacío(y muy aproximadamente en el aire) todas las radiaciones luminosas se propagan a la misma velocidad. Pero en los demás medios no ocurre lo mismo, puesto que, como planteó Young, cada color tiene una longitud de onda, l, distinta (mayor longitud de onda supone mayor velocidad). Por ejemplo en el vidrio, la luz roja (l = 750 nm) tiene mayor velocidad que la luz violeta (l = 390 nm), por lo que, alaplicar el principio de Huygens a la refracción aire-vidrio, se deduce que el rayo de luz violeta se desvía más que el de luz roja.


Aplicando estos conceptos Young explicó los anillos de Newton (los interpretó como resultado de la interferencia de ondas luminosas) y formuló una teoría sobre el arco iris.

Otra aportación muy destacada sobre la difracción y las interferencias luminosas lahizo Fresnel (1788-1817). Escribió una memoria sobre la difracción y la presentó en 1818 a la Academia Francesa de Ciencias de París en el marco de un concurso científico. Entonces la teoría ondulatoria seguía siendo rechazada por amplios sectores de la comunidad científica y en el jurado se encontraba Poisson (1781-1840), partidario de la teoría corpuscular. Poisson usó las ecuaciones de lateoría de Fresnel para demostrar que implicaban que se debía formar un punto brillante en el centro del patrón de difracción de un disco circular opaco (en la región de sombra) cuando dicho disco se ilumina con luz monocromática (de un sólo color). Su intención era que este resultado no intuitivo ayudase a derribar la teoría.
Pero resultó exactamente lo contrario. Dominique Arago verificó...