Com a Revolução Científica no século XVI foram muitos os campos da Física que começaram a tomar forma. Um desses campos foi a teoria da Luz que, a par das leis do movimento e da lei da gravidade foi estudada pelo gigante Isaac Newton. No entanto, ao contrário do que aconteceu nos seus outros estudos, a teoria de Newton foi considerada errada em favor da de um dos seus rivais, Huygens, que formulou a primeira teoria válida da luz.
A VISÃO DE NEWTON
Newton afirmou que a luz era constituída por pequenas partículas, que obedeceriam às mesmas leis dos outros corpos com massa sendo as suas dimensões de tal modo reduzidas que dois feixes de luz que se intersectem não causam dispersão.
Com esta proposta Newton admitiu que um feixe horizontal de luz próximo da Terra se irá mover como um projéctil de forma parabólica sujeito à força da gravidade. No entanto, observa-se uma linha recta que se deveria ao facto da velocidade das partículas constituintes da luz se movimentarem tão depressa que será muito difícil observar o desvio feito por esta força.
Uma das armas de Newton era, como em todas as suas teorias, a força dos seus argumentos. Na sua teoria corpuscular da luz isto era evidente pelas propriedades que permitiam explicar a reflexão, a refracção, a cor e a polarização.
Na reflexão era já conhecido que quando a luz é reflectida numa superfície lisa, o ângulo de incidência é igual ao ângulo de reflexão propriedade equivalente à colisão elástica de uma bola sem atrito com uma superfície lisa.
Para a refracção Newton imaginou que a matéria é feita de partículas de algum tipo e que, quando uma partícula de luz está no meio de um dado elemento, se encontra rodeada por partículas sendo a força resultante nula e, segundo a sua 1.ª lei, a partícula continuaria a movimentar-se em linha recta com velocidade constante. Quando houvesse separação entre os dois meios a luz seria atraída para aquele que exercesse uma maior força, isto é, para o meio de maior densidade. Como hoje sabemos, a razão entre o seno do ângulo de incidência e o seno do ângulo de refração é uma constante para um dado par de materiais, podendo esta relação ser avaliada com base na velocidade da luz entre dois meios.
Em relação à cor a sua explicação era simples, bastando considerar um prisma que separa um feixe de luz branca. As partículas de luz vermelha seriam menos refractas que, por exemplo, as partículas de luz violeta já que teriam mais massa que estas últimas. Quanto à polarização a resposta era mais fraca pois supondo partículas esféricas a teoria corpuscular falha. Newton supôs então que as partículas tinham lados, ou seja, não eram esféricas.
A VISÃO DE HUYGENS
O princípio de Huygens diz-nos que cada ponto localizado na frente de onda se comporta como uma nova fonte pontual de emissão de novas ondas esféricas, que, ao somarem-se, formarão uma nova frente de onda e assim consecutivamente. Isto implica que não há difusão de uma onda. Este princípio apenas é valido em espaços de dimensões ímpar.
A partir deste princípio simples Huygens foi capaz de deduzir as leis da reflexão e da refração, mas o princípio falha na medida em que não conta para a direcção da propagação de ondas no tempo, ou seja, ela não explica nem a razão porque a frente de onda no tempo t + dt é superior e não inferior ao envelope de pequenas ondas secundárias nem a razão porque ocorrre a difracção.
Posteriormente, Augustin Fresnel elaborou sobre o Princípio de Huygens, afirmando que a amplitude da onda em qualquer ponto é igual à subreposição das amplitudes de todas as ondas secundárias a esse ponto (com o entendimento de que as ondas têm as mesmas frequência que a onda original). O Princípio de Huygens-Fresnel é suficiente para explicar uma ampla gama de fenomenos ópticos. Foi mostrado por Gustav Kirchhoff que esse princípio pode ser deduzido das equações de Maxwell.
A teoria de Newton, embora estivesse errada, ofuscou a de Huygens durante mais de um século pois esta última tinha dificuldades em matérias para as quais Newton apresentava explicações.
Marco Gui Alves Pinto
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