En óptica , la teoría corpuscular de la luz establece 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 "presión" del medio entre la fuente y el receptor, defendida primero por René Descartes , y más tarde en un sentido más amplio. forma refinada de Christiaan Huygens . [1] Caería en desgracia a principios del siglo XIX, cuando la teoría ondulatoria de la luz acumuló nueva evidencia experimental.
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 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 . [2] Esta filosofía mecanicista 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.
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: [2]
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 . [3]
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 podían, en principio, 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 respaldar aún más su filosofía mecánica y su teoría atomista general. [3] 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. [4]
Isaac Newton trabajó en óptica a lo largo de su carrera investigadora, realizando diversos experimentos y desarrollando hipótesis para explicar sus resultados. [5] Descartó la teoría de la luz de Descartes porque rechazó la comprensión de Descartes del espacio, que se derivaba de ella. [6] 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. [7] En el libro, Newton argumentó que la naturaleza geométrica de la reflexión y refracción de la luz sólo podría explicarse si la luz estuviera hecha de 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. Obsérvese 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 considerarse como movimientos según la ley de los puntos materiales en el espacio. El punto material es el único representante de la realidad en la medida en que está sujeta a cambios. El concepto de punto material se debe evidentemente a los cuerpos observables ; uno concebía el punto material en la analogía de los cuerpos móviles omitiendo características de extensión , forma , localidad espacial y todas sus cualidades "internas", reteniendo sólo la inercia , la traslación y el concepto adicional de fuerza . [8] [9]
El predominio de la filosofía natural newtoniana en el siglo XVIII fue uno de los factores decisivos que aseguró el predominio de la teoría corpuscular de la luz. [11] 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, más evidencia en forma de nuevos experimentos sobre difracción , interferencia y polarización mostraron problemas con la teoría. Una teoría ondulatoria basada en los trabajos de Huygens, Leonard Euler , Thomas Young y Augustin-Jean Fresnel se materializaría en una novedosa teoría ondulatoria de la luz. [12] 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.
Newton explicó por primera vez cualitativamente el hecho de que la luz pudiera polarizarse 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.