Solucionari Llibre Unitat 8

FÍSICA 2

j Unitat 8. Naturalesa de la llum
j Activitats
1. Quines objeccions van posar els defensors del model ondulatori de la llum al model corpuscular?
Les objeccions són les següents:
• La llum consisteix en un feix de partícules que són emeses
per la font, com és que aquesta no va perdent massa d’una
manera apreciable?
• En la realitat observem que, quan dos raigs de llum es creuen,continuen la seva trajectòria rectilínia impertorbables; aquest
fet experimental contradiu el model corpuscular, ja que si la
llum estigués composta per partícules, moltes d’aquestes partícules haurien de xocar entre si en creuar-se els dos raigs i
canviarien les seves trajectòries.
• El fenomen de la reflexió està associat moltes vegades al fenomen de la refracció; per tant, quina explicació donem al
fetque alguns corpuscles rebotin elàsticament en la superfície de separació, produint la reflexió, mentre que d’altres la
traspassen i continuen movent-se en el segon medi donant
un raig refractat?
• El fenomen de la refracció es pot explicar, en principi, amb el
model corpuscular; en l'obtenció de la llei d’Snell, però, s’arriba a una greu contradicció amb els fets experimentals, i es
prediu que elraig refractat s’allunya de la normal quan passem d’un medi menys dens a un altre més dens; això és exactament el contrari del que s’observa en la realitat.
2. Quines objeccions van posar els defensors del model corpuscular de la llum al model ondulatori?
Les principals objeccions a la teoria ondulatòria van ser les
següents:
• El so, a causa del fenomen de la difracció, pot creuar obstacles; enel cas de la llum, per contra, no s’observa aquest fenomen sinó que dibuixa ombres perfectament nítides.
• La propagació de la llum en forma d’ona a través dels medis
materials és fàcilment explicable si s’admet que les partícules del medi vibren al pas del raig de llum; però, a través de
quin medi material es propaga la llum que prové del Sol i
de les estrelles?
3. La llum blanca del sol, ésmonocromàtica? Què vol dir aquest
concepte? Si en un experiment com el de Young il.luminem
les escletxes amb llum blanca, què observarem?
La llum del Sol no és monocromàtica. Per a comprovar-ho n’hi
ha prou en fer passar un feix de llum solar a través d’un prisma
de vidre i observar que es descompon en diferents colors.
El concepte de llum monocromàtica significa llum d’una única
freqüència; és a dirque no està formada per l’agrupació d’ones
de diferents freqüències i longituds d’ona.

08

119

L’experiment de Young de la doble escletxa mostra que la separació entre franges ⌬x que es veu a la pantalla depèn de la lond␭
gitud d’ona: ⌬x ϭ ——, essent d la longitud que hi ha entre les
a
escletxes i la pantalla, i a la distància entre les escletxes. Per
tant, i si recordem que la llum blanca contétotes les longituds
d’ona corresponents a tots els colors, cada un d’aquests pateix
una separació ⌬x diferent. Així, observarem cada franja com una
suma de tots els colors, tal com passa amb un prisma, que separa els colors de la llum blanca, o amb l’arc de sant Martí.
4. Per què les lleis de Maxwell semblen reforçar la idea de
l’èter?
Les lleis de Maxwell prediuen que la velocitat de la llum enun
medi determinat es pot determinar a partir de les propietats
elèctriques i magnètiques del medi, i aquesta velocitat representa la velocitat de la llum relativa al medi. Per tant, com que
la velocitat de la llum en el buit també es pot calcular a partir
de les propietats elèctriques i magnètiques del buit, en principi, es pot suposar que el buit es comporta com un medi material, medi que ha deser l’èter. Sota aquesta idea es trobava la
concepció mecanicista que es tenia del món en l’època de Maxwell, que feia veure les ones electromagnètiques com un cas
particular d’ones mecàniques, les quals, recordem-ho, necessiten un medi material per a la seva propagació.
5. Quines condicions s’han de donar perquè es produeixi l’emissió d’ones electromagnètiques en un circuit? Com ha de ser
el...