Teoría corpuscular de la luz.
En óptica, la teoría corpuscular de la luz afirma que la luz está formada por pequeñas partículas discretas llamadas "corpúsculos" (pequeñas partículas) que viajan en línea recta con una velocidad finita y poseen impulso. Esto se basó en una descripción alternativa del atomismo de la época.
Isaac Newton sentó las bases de esta teoría a través de su trabajo en óptica. Esta temprana concepción de la teoría de partículas de la luz fue una de las primeras precursoras de la comprensión moderna del fotón. Esta teoría llegó a dominar las concepciones de la luz en el siglo XVIII, desplazando a las teorías de vibración previamente prominentes, donde la luz era vista como una "presión"; del medio entre la fuente y el receptor, defendido primero por René Descartes y más tarde, en una forma más refinada, por Christiaan Huygens. Caería en desgracia a principios del siglo XIX, cuando la teoría ondulatoria de la luz acumuló nueva evidencia experimental.
Filosofía mecánica
A principios del siglo XVII, los filósofos naturales comenzaron a desarrollar nuevas formas de entender la naturaleza reemplazando gradualmente al aristotelismo, que había sido durante siglos la teoría científica dominante, durante el proceso conocido como la Revolución Científica. Varios filósofos europeos adoptaron lo que llegó a conocerse como filosofía mecánica en algún momento entre 1610 y 1650, que describía el universo y su contenido como una especie de mecanismo a gran escala, una filosofía que explicaba que el universo está hecho de materia y movimiento. Esta filosofía mecánica se basó en el epicureísmo y en el trabajo de Leucipo y su alumno Demócrito y su atomismo, en el que todo en el universo, incluido el cuerpo, la mente, el alma e incluso los pensamientos de una persona, estaba hecho de átomos; partículas muy pequeñas de materia en movimiento. Durante la primera parte del siglo XVII, la parte atomística de la filosofía mecánica fue desarrollada en gran medida por Gassendi, René Descartes y otros atomistas.
La teoría atomista de la materia de Pierre Gassendi
El núcleo de la filosofía de Pierre Gassendi es su teoría atomista de la materia. En su gran obra, Syntagma Philosophicum ("Tratado filosófico"), publicada póstumamente en 1658, Gassendi intentó explicar aspectos de la materia y los fenómenos naturales del mundo en términos de átomos y el vacío. Tomó el atomismo epicúreo y lo modificó para que fuera compatible con la teología cristiana, sugiriéndole varios cambios clave:
- Dios existe
- Dios creó un número finito de átomos indivisibles y móviles
- Dios tiene una relación divina continua con la creación (de la materia)
- Los humanos tienen libre albedrío
- El alma humana existe
- Dios no nació y nunca morirá (Dios siempre estuvo aquí y siempre estará)
Gassendi pensaba que los átomos se mueven en un espacio vacío, conocido clásicamente como vacío, lo que contradice la visión aristotélica de que el universo está hecho completamente de materia. Gassendi también sugiere que la información recopilada por los sentidos humanos tiene forma material, especialmente en el caso de la visión.
Teorías corpusculares
Las teorías corpusculares, o corpuscularismo, son similares a las teorías del atomismo, excepto que en el atomismo se suponía que los átomos eran indivisibles, mientras que los corpúsculos, en principio, podían dividirse. Los corpúsculos son partículas individuales, infinitamente pequeñas, que tienen forma, tamaño, color y otras propiedades físicas que alteran sus funciones y efectos en fenómenos de las ciencias mecánicas y biológicas. Esto llevó más tarde a la idea moderna de que los compuestos tienen propiedades secundarias diferentes a las de los elementos de esos compuestos. Gassendi afirma que los corpúsculos son partículas que transportan otras sustancias y son de distintos tipos. Estos corpúsculos también son emisiones de diversas fuentes como entidades solares, animales o plantas. Robert Boyle fue un firme defensor del corpuscularismo y utilizó la teoría para ejemplificar las diferencias entre el vacío y el pleno, con lo que pretendía apoyar aún más su filosofía mecánica y su teoría atomista general. Aproximadamente medio siglo después de Gassendi, Isaac Newton utilizó las teorías corpusculares existentes para desarrollar su teoría de partículas de la física de la luz.
Isaac Newton
Isaac Newton trabajó en óptica a lo largo de su carrera investigadora, realizando varios experimentos y desarrollando hipótesis para explicar sus resultados. Descartó la idea de Descartes. teoría de la luz porque rechazó la comprensión cartesiana del espacio, que se derivaba de ella. Con la publicación de Opticks en 1704, Newton adoptó por primera vez una posición clara que apoyaba una interpretación corpuscular, aunque recaería en sus seguidores sistematizar la teoría. En el libro, Newton argumentaba que la naturaleza geométrica de la reflexión y refracción de la luz sólo podría explicarse si la luz estuviera formada por partículas porque las ondas no tienden a viajar en línea recta.
La teoría corpuscular de Newton fue una elaboración de su visión de la realidad como interacciones de puntos materiales a través de fuerzas. Observe la descripción que hace Albert Einstein de la concepción de la realidad física de Newton:
La realidad física de Newton se caracteriza por conceptos de espacio, tiempo, punto material y fuerza (interacción entre puntos materiales). Los acontecimientos físicos deben ser considerados como movimientos según la ley de puntos materiales en el espacio. El punto material es el único representante de la realidad en la medida en que está sujeto a cambios. El concepto del punto material es obviamente debido a los cuerpos observables; uno concebido del punto material sobre la analogía de los cuerpos móviles omitiendo características de extensión, forma, localización espacial, y todas sus cualidades internas, conservando solamente inercia, traducción y el concepto adicional de fuerza.
- Cada fuente de luz emite grandes cantidades de pequeñas partículas conocidas como corpus en un medio que rodea la fuente.
- Estos corpus son perfectamente elásticos, rígidos y sin peso.
Polarización
El hecho de que la luz pudiera polarizarse fue explicado cualitativamente por primera vez por Newton utilizando la teoría de partículas. Étienne-Louis Malus creó en 1810 una teoría matemática de la polarización de partículas. Jean-Baptiste Biot demostró en 1812 que esta teoría explicaba todos los fenómenos conocidos de polarización de la luz. En aquella época la polarización se consideraba una prueba de la teoría de partículas. Hoy en día, la polarización se considera una propiedad de las ondas y sólo puede manifestarse en ondas transversales. Las ondas longitudinales pueden no estar polarizadas.
Fin de la teoría corpuscular
El predominio de la filosofía natural newtoniana en el siglo XVIII fue uno de los factores decisivos que aseguraron el predominio de la teoría corpuscular de la luz. Los newtonianos sostenían que los corpúsculos de luz eran proyectiles que viajaban desde la fuente hasta el receptor con una velocidad finita. En esta descripción, la propagación de la luz es transporte de materia.
Sin embargo, a principios de siglo, comenzando con el experimento de la doble rendija de Thomas Young en 1801, más evidencia en forma de experimentos novedosos sobre difracción, interferencia y polarización mostraron problemas con la teoría. Una teoría ondulatoria basada en el trabajo de Young, Augustin-Jean Fresnel y François Arago se materializaría en una novedosa teoría ondulatoria de la luz. Hasta cierto punto, la teoría corpuscular (de partículas) de la luz de Newton resurgió en el siglo XX, ya que actualmente el fenómeno de la luz se explica como partícula y onda.