Teoria Corpuscular da Luz de Newton

O que é teoria corpuscular?

A teoria corpuscular da luz de Newton (1704) propõe que a luz é composta de partículas materiais que Isaac Newton chamou de corpúsculos. Essas partículas são lançadas em linha reta e em alta velocidade por diferentes fontes de luz (o Sol, uma vela, etc.).

Na física, a luz é definida como uma parte do campo de radiação denominado espectro eletromagnético. Em vez disso, o termo luz visível é reservado para designar a parte do espectro eletromagnético que pode ser percebida pelo olho humano. A óptica, um dos ramos mais antigos da física, é responsável pelo estudo da luz.

A luz desperta o interesse humano desde tempos imemoriais. Ao longo da história da ciência, surgiram muitas teorias sobre a natureza da luz. No entanto, foi no final do século 17 e início do século 18, com Isaac Newton e Christiaan Huygens, que sua verdadeira natureza começou a ser compreendida..

Assim, começaram a lançar as bases para as teorias atuais sobre a luz. O cientista inglês Isaac Newton se interessou ao longo de seus estudos em compreender e explicar os fenômenos associados à luz e às cores; Como resultado de seus estudos, ele formulou a teoria corpuscular da luz.

Teoria corpuscular da luz de Newton

Esta teoria foi publicada no trabalho de Newton chamado Óticas: ou, um tratado das reflexões, refrações, inflexões e cores da luz (em espanhol, Óptico ou tratamento de reflexos, refrações, inflexões e cores da luz).

Esta teoria foi capaz de explicar a propagação retilínea da luz e a reflexão da luz, embora não explicasse satisfatoriamente a refração..

Em 1666, antes de enunciar sua teoria, Newton realizou seu famoso experimento de decomposição da luz em cores, que foi conseguido fazendo um feixe de luz passar por um prisma..

A conclusão a que chegou foi que a luz branca é composta por todas as cores do arco-íris, que em seu modelo ele explicou dizendo que os corpúsculos de luz eram diferentes dependendo de sua cor..

Reflexão

A reflexão é o fenômeno óptico pelo qual quando uma onda (por exemplo, luz) cai obliquamente na superfície de separação entre dois meios, sofre uma mudança de direção e retorna ao primeiro junto com uma parte da energia do movimento.

As leis da reflexão são as seguintes:

Primeira lei

O raio refletido, o incidente e o normal (ou perpendicular), estão no mesmo plano.

Segunda lei

O valor do ângulo de incidência é igual ao do ângulo de reflexão. Para que sua teoria cumprisse as leis da reflexão, Newton presumiu não apenas que os corpúsculos eram muito pequenos em comparação com a matéria comum, mas também se propagaram pelo meio sem sofrer qualquer tipo de atrito..

Desta forma, os corpúsculos colidiriam elasticamente com a superfície
separação dos dois meios, e uma vez que a diferença de massas era muito grande, o
corpúsculos iriam saltar.

Assim, a componente horizontal do momento px permaneceria constante, enquanto a componente normal p inverteria sua direção..

Assim, as leis da reflexão foram cumpridas, sendo o ângulo de incidência e o ângulo de reflexão iguais..

Refração

Pelo contrário, refração é o fenômeno que ocorre quando uma onda (por exemplo, luz) cai obliquamente no espaço de separação entre dois meios, com diferentes índices de refração.

Quando isso acontece, a onda penetra e é transmitida por meio segundo junto com uma parte da energia do movimento. A refração ocorre devido à velocidade diferente na qual a onda se propaga nos dois meios.

Um exemplo do fenômeno de refração pode ser observado quando um objeto (por exemplo, um lápis ou uma caneta) é parcialmente inserido em um copo d'água..

Para explicar a refração, Isaac Newton propôs que as partículas luminosas aumentam sua velocidade ao passar de um meio menos denso (como, por exemplo, o ar) para um mais denso (como, por exemplo, vidro ou água).

Desse modo, dentro do arcabouço de sua teoria corpuscular, ele justificou a refração assumindo uma atração mais intensa das partículas luminosas pelo meio de maior densidade..

No entanto, deve-se considerar que, segundo sua teoria, no instante em que uma partícula luminosa do ar atinge a água ou o vidro, ela deveria sofrer uma força oposta ao componente de sua velocidade perpendicular à superfície, o que acarretaria um desvio da luz contrário ao realmente observado.

Falhas da teoria corpuscular da luz

A teoria corpuscular da luz tem vários erros:

• Newton acreditava que a luz viaja mais rápido em meios mais densos do que em meios menos densos, o que não foi demonstrado..
• A ideia de que as diferentes cores da luz estão relacionadas ao tamanho dos corpúsculos não tem justificativa.
• Newton pensava que o reflexo da luz era devido à repulsão entre os corpúsculos e a superfície na qual ela é refletida; enquanto a refração é causada pela atração entre os corpúsculos e a superfície que os refrata. No entanto, esta afirmação foi considerada incorreta. Sabe-se que, por exemplo, os cristais refletem e refratam a luz ao mesmo tempo, o que, de acordo com a teoria de Newton, implicaria que eles atraem e repelem a luz ao mesmo tempo..
• A teoria corpuscular não consegue explicar os fenômenos de difração, interferência e polarização da luz..

Teoria incompleta

Embora a teoria de Newton representasse um passo importante na compreensão da verdadeira natureza da luz, a verdade é que com o tempo ela se mostrou bastante incompleta..

Em qualquer caso, este último não a diminui como um dos pilares fundamentais sobre os quais o conhecimento futuro sobre a luz foi construído..

Referências

1. Lekner, John (1987). Teoria da Reflexão, das Ondas Eletromagnéticas e de Partículas. Springer.
2. Narinder Kumar (2008). CompreensivoFísica XII. Publicações Laxmi.
3. Born and Wolf (1959). Princípios de Óptica. Nova York, NY: Pergamon Press INC
4. Ede, A., Cormack, L. B. (2012). Uma história da ciência na sociedade: da revolução científica ao presente, University of Toronto Press.
5. Reflexão (física). (WL.). Na Wikipedia. Recuperado em 29 de março de 2018, em en.wikipedia.org.
6. Teoria corpuscular da luz. (WL.). Na Wikipedia. Recuperado em 29 de março de 2018, em en.wikipedia.org.