Korpuskularna teoria światła Newtona
Korpuskularna teoria światła Newtona (1704) proponuje, że światło składa się z cząstek materialnych, do których Izaak Newton nazwał ciałka. Cząstki te są wyrzucane w linii prostej i z dużą prędkością przez różne źródła światła (Słońce, świeca itp.).
W fizyce światło definiowane jest jako część pola promieniowania zwanego widmem elektromagnetycznym. Zamiast tego termin światło widzialne jest zarezerwowany do określenia części widma elektromagnetycznego, które może być postrzegane przez ludzkie oko. Optyka, jedna z najstarszych gałęzi fizyki, odpowiada za badanie światła.
Światło wzbudziło zainteresowanie ludzi od niepamiętnych czasów. W całej historii nauki istniało wiele teorii na temat natury światła. Jednak pod koniec XVII i na początku XVIII wieku, kiedy Izaak Newton i Christiaan Huygens zaczęli rozumieć, ich prawdziwa natura zaczęła być rozumiana.
W ten sposób zaczęli tworzyć podstawy dla obecnych teorii o świetle. Angielski naukowiec Isaac Newton był zainteresowany przez cały czas studiów, aby zrozumieć i wyjaśnić zjawiska związane ze światłem i kolorami; Owoc jego badań sformułował korpuskularną teorię światła.
Korpuskularna teoria światła Newtona
Teoria ta została opublikowana w pracy Newtona o nazwie Opticks: lub traktat refleksji, refrakcji, fleksji i kolorów światła (w języku hiszpańskim, optyka lub traktat o odbiciach, załamaniach, fleksjach i kolorach światła ).
Teoria ta odniosła sukces w wyjaśnianiu zarówno prostoliniowej propagacji światła, jak i odbicia światła, chociaż nie wyjaśniała w zadowalający sposób załamania światła.
W 1666 r., Zanim przedstawił swoją teorię, Newton przeprowadził swój słynny eksperyment polegający na rozkładzie światła na kolory, co osiągnięto dzięki wiązce światła przechodzącej przez pryzmat.
Doszedł do wniosku, że białe światło składa się z zestawu kolorów tęczy, które w jego modelu wyjaśnił, mówiąc, że ciałka światła były różne w zależności od ich koloru.
Odbicie
Odbicie to zjawisko optyczne, dzięki któremu kiedy fala (na przykład światło) uderza ukośnie na powierzchnię separacji między dwoma mediami, ulega zmianie kierunku i jest zwracana do pierwszej wraz z częścią energii ruchu.
Prawa refleksji są następujące:
Pierwsze prawo
Odbity promień, incydent i promień normalny (lub prostopadły) znajdują się w tej samej płaszczyźnie.
Drugie prawo
Wartość kąta padania jest taka sama jak wartość kąta odbicia. Aby jego teoria była zgodna z prawami odbicia, Newton zakładał nie tylko, że ciałka były bardzo małe w porównaniu ze zwykłą materią, ale także, że propagowały się przez medium bez żadnego tarcia.
W ten sposób ciałka zderzają się elastycznie z powierzchnią
separacja dwóch mediów, a ponieważ różnica masy była bardzo duża,
ciałka się odbijają.
Zatem poziomy komponent pędu px pozostałby stały, podczas gdy normalny komponent p odwróciłby jego znaczenie.
Prawa odbicia zostały w ten sposób spełnione, kąt padania i odbicia były takie same.
Załamanie
Z drugiej strony załamanie jest zjawiskiem, które występuje, gdy fala (na przykład światło) uderza ukośnie w przestrzeń separacji między dwoma mediami, o różnym współczynniku załamania światła.
Gdy tak się dzieje, fala przenika i jest przekazywana przez drugi nośnik wraz z częścią energii ruchu. Refrakcja ma miejsce z powodu różnej prędkości propagacji fali w dwóch mediach.
Przykład zjawiska załamania można zaobserwować, gdy obiekt jest częściowo wstawiony (na przykład ołówek lub długopis) do szklanki wody.
Aby wyjaśnić załamanie, Isaac Newton zaproponował, aby cząstki światła zwiększyły swoją prędkość poprzez przemieszczenie się z mniej gęstego ośrodka (takiego jak powietrze) do gęstszego ośrodka (na przykład szkła lub wody).
W ten sposób, w ramach swojej teorii korpuskularnej, uzasadnił załamanie, zakładając bardziej intensywne przyciąganie cząstek świetlnych przez bardziej gęste medium.
Należy jednak wziąć pod uwagę, że zgodnie z jego teorią, w chwili, w której cząstka świetlna pochodząca z powietrza uderza w wodę lub szkło, powinna doznać siły przeciwnej do składowej jej prędkości prostopadłej do powierzchni, która pociągałoby to za sobą odchylenie światła w przeciwieństwie do tego, które faktycznie obserwowano.
Awarie korpuskularnej teorii światła
- Newton myślał, że światło porusza się szybciej w gęstszych mediach niż w mniej gęstych mediach, co okazało się nie mieć miejsca.
- Pomysł, że różne kolory światła są związane z wielkością ciałek, nie ma uzasadnienia.
- Newton myślał, że odbicie światła było spowodowane odpychaniem między ciałkami a powierzchnią, na której jest odbijane; podczas gdy załamanie jest spowodowane przyciąganiem pomiędzy ciałkami a powierzchnią, która je załamuje. Jednak to stwierdzenie okazało się niepoprawne.
Wiadomo na przykład, że kryształy odbijają i załamują światło w tym samym czasie, co zgodnie z teorią Newtona sugerowałoby, że jednocześnie przyciągają i odpychają światło.
- Teoria korpuskularna nie może wyjaśnić zjawiska dyfrakcji, interferencji i polaryzacji światła.
Teoria niekompletna
Podczas gdy teoria Newtona oznaczała ważny krok w zrozumieniu prawdziwej natury światła, prawda jest taka, że z czasem okazała się ona dość niekompletna.
W każdym razie ten ostatni nie umniejsza jego wartości jako jednego z podstawowych filarów, na których zbudowano przyszłą wiedzę o świetle.
