Naturaleza de la luz

Naturaleza de la luz

Contenido
Apunte de óptica y electromagnetismo: Naturaleza de la luz. Teoría corpuscular de Newton. Teoría ondulatoria de Huygens. Teoría ondulatoria de Fresnel. Teoría electromagnética de Maxwell. Naturaleza dual de la luz.
La luz
Naturaleza de la luz
La Óptica es una de las ramas más antiguas de la física. Comienza cuando el hombre trata de explicar el fenómeno de lavisión, considerándolo como una facultad del alma que le permite relacionarse con el mundo exterior.
- La escuela atomista sostenía que la visión se produce porque los objetos emiten imágenes que salen de ellos y van al alma de la persona que los ve a través de sus ojos.
- La escuela pitagórica decía que la visión se produce por un fuego invisible que sale de los ojos, va hacia los objetos lostoca y los explora
- Euclides hacia el año 300 a.C. expone conceptos acerca del rayo luminoso, la trayectoria que sigue la luz en su propagación o el fenómeno de la reflexión. Expone que el rayo luminoso es rectilíneo y lo emite el ojo humano, y afirma correctamente que el ángulo de incidencia es igual al de la reflexión.
Indicaba que la luz estaba formada por un chorro de partículas emitidaspor una fuente luminosa: Los demás cuerpos se veían debido a que reflejaban algunos de los corpúsculos que los golpeaban y que al llegar estas partículas al ojo producían la sensación de ver
- Herón de Alejandría en el siglo I, estudia los espejos y afirma que el rayo luminoso siempre sigue el camino más corto
- Tolomeo en el siglo II , realiza medidas precisas sobre el ángulo de refracción parael agua y el vidrio pero no descubre la ley de la refracción.
- El médico árabe Alhazen ( 905- 1039) afirma la idea correcta de que la luz llega a los objetos procedente de los cuerpos luminosos, los ilumina y de estos va a los ojos. De forma errónea dice que la imagen se forma en el cristalino ( la lente del ojo) al desconocer el papel de la retina
Las primeras hipótesis científicas acerca de laluz surgieron casi simultáneamente en el siglo XVII. Fueron propuestas por Isaac Newton y por Christian Huygens Las dos hipótesis son contradictorias entre sí y se llamaron teoría corpuscular de Newton y teoría ondulatoria de Huygens.

Teoría corpuscular de Newton
Supone que la luz está formada por partículas materiales, que llamó corpúsculos que son lanzados gran velocidad por los cuerposemisores de luz.
Permite explicar fenómenos como
- La propagación rectilínea de la luz en el medio, ya que los focos luminosos emitirían minúsculas partículas que se propagan en todas direcciones y que al chocar con nuestros ojos, producen la sensación luminosa.
- La reflexión
- La refracción
Figura 10.3.a: Explicación corpuscular de la reflexión de la luz. En la colisión elástica con lasuperficie, la componente Px del momento lineal no varía, mientras que la componente Pycambia de signo debido a la gran diferencia de masas. Las partículas rebotan. Figura 10.4.a: Explicación corpuscular de la refracción. Esta interpretación conduce al resultado de que la velocidad de propagación de la luz debe ser mayor por el agua que por el aire. | Newton supuso que los corpúsculos eran muy pequeñosen comparación con la materia y que se propagan sin rozamiento por el medio.Teniendo en cuenta esto, los corpúsculos chocaban elásticamente contra la superficie de separación entre dos medios. Como la diferencia de masas es muy grande los corpúsculos rebotaban, de modo que la componente horizontal de la cantidad de movimiento px se mantiene constante mientras que la componente normal py cambia desentido. Se cumplía la ley de la reflexión, el ángulo de incidencia y de reflexión eran iguales.En la refracción, al pasar la luz de propagarse por aire a hacerlo por agua, los corpúsculos atraídos, por el agua, eran acelerados al entrar en ella. Por tanto py aumentaba y los corpúsculos variaban su dirección de propagación acercándose a la normal. Según esto, la velocidad de propagación de la...