A radiação infravermelha e John Tyndall

Um dos trabalhos mais conhecidos de John Tyndall (1820 – 1893), efectuado entre 1850 e 1860, foi o estudo da acção da radiação infravermelha sobre os constituintes da atmosfera, mais concretamente a observação da capacidade de absorção de radiação infravermelha por parte de cada um dos constituintes do ar. Para fazer tais observações, Tyndall construiu um dispositivo (Figura 1) que seria a base dos posteriores espectrofotómetros de infravermelho. Obteve resultados bastantes próximos dos que hoje, com tecnologia mais avançada e precisa, se conseguem. Tyndall observou que o constituinte com maior capacidade de absorção de radiação infravermelha é o vapor de água, seguido do ozono e do dióxido de carbono, tendo gases como o oxigénio e o azoto absorções desprezáveis. A partir destes resultados experimentais, Tyndall afirmou que o vapor de água é um controlador da temperatura do ar. Se a nossa atmosfera não o contivesse, a superfície da Terra sofreria enormes variações de temperatura (impedindo a existência de vida no nosso planeta), uma vez que toda a radiação “energética” absorvida pela Terra rapidamente seria reenviada para o Cosmos. Foi assim que Tyndall fundamentou experimentalmente a teoria já existente do efeito de estufa. Esse físico aflorou ainda teoricamente a estrutura das moléculas, afirmando que as diferentes absorções observadas a diferentes moléculas se deveriam provavelmente às suas diferentes estruturas, as quais levariam a diferentes osilaçõesx (ressonâncias).

A fim de proceder a tais medições em laboratório, Tyndall definiu que o ar (ou qualquer gás em particular) que fosse utilizado tinha de ser totalmente livre de todo o tipo de partículas. Para tal, Tyndall cobriu a superfície interior do contentor onde se iam efectuar as medições com glicerina (composto viscoso), para que as partículas aderissem à superfície, e deixou o gás em estudo repousar durante vários dias. Ao fim deste tempo, para verificar se o gás se encontrava totalmente “limpo”, fez incidir um feixe de luz visível intensa sobre o gás, e nada observou, isto é, Tyndall não viu o feixe de luz no seio do gás (repetiu a experiência com água pura, tendo obtido o mesmo resultado). Foi através deste resultado que este cientista chegou ao que actualmente se conhece como Efeito de Tyndall. De facto, algo teria acontecido para que não fosse visível o feixe de luz, sendo a única explicação plausível a ausência de partículas no gás. Assim, num gás não “opticamente puro”, a luz sofreria vários desvios devidos à presença de partículas, no gás, com dimensões superiores ao comprimento de onda da luz (soluções coloidais), desviando em várias direcções (uma das quais a de observação) e permitindo vizualizar o feixe. Sabia-se já nessa altura que a radiação visível abrangia várias gamas de comprimentos de onda (correspondentes a diferentes cores), e que, quando se sobrepunham feixes de cada uma destas gamas, o observador observava que a luz se tornava incolor. Foi a partir destes conhecimentos que Tyndall  que explicou a razão de o céu ser azul, baseando-se no Efeito de Tyndall. Deduziu que a atmosfera contém essencialmente partículas de tamanho tal que desviam preferencialmente a gama azul da radiação visível.

São conhecidos vários outros trabalhos de Tyndall. Um deles, igualmente interessante, provou e estendeu os resultados já demonstrados por Louis Pasteur de que a presença de micro-organismos é condição necessária para decompor a biomassa. Para tal, colocou comida cozinhada em duas ampolas diferentes, uma contendo ar normal e a outra ar “opticamente puro”. Após alguns dias, Tyndall observou que a comida presente na segunda ampola se encontrava em perfeitas condições (as mesmas em que tinha sido introduzida na ampola), enquanto a comida presente na outra ampola se encontrava em avançado estado de decomposição.

Figura 1: Dispositivo utilizado por John Tyndall para medir a absorção de radiação infravermelha por gases.

Sandra Fernandes

A experiência de Michelson-Morley

Nos finais do século XIX, a teoria ondulatória da luz exigia um meio chamado éter, cujas vibrações produziriam os fenómenos do calor e da luz. Como a luz também se propagava no vácuo, entendia-se que o éter se estendia por todo o espaço, preenchendo o vácuo. No entanto, devido à enorme velocidade da luz, a detecção da presença e das propriedades do éter apresentava enormes dificuldades técnicas. A solução deste problema foi o interferómetro. O interferómetro é composto por uma fonte de luz coerente, um separador de feixe, dois espelhos, e um detector de luz. Um feixe de luz é emitido contra o separador, que o divide em dois feixes, cada um dirigido a um espelho, com um ângulo de 90º em relação um ao outro. Esses feixes são então reflectidos, voltam para o separador, e são recombinados, produzindo um padrão de interferência construtiva ou destrutiva, enquanto são desviados para o detector. O padrão criado depende do tempo que a luz demorou a percorrer o espaço desde que se separaram os feixes, até se recombinarem. Se a Terra se está a mover no éter, o feixe paralelo ao "vento" do éter mover-se-ia mais lentamente do que o feixe perpendicular, e revelar-se-ia esse efeito na mudança da posição das franjas de interferência. Se o éter estivesse estacionário em relação ao Sol, esperar-se-ia um desvio das franjas de 4% de uma franja.

Em 1881, na Alemanha, Michelson usou um protótipo para realizar medidas, tendo observado um desvio de 2% em vez dos 4% esperados. Contudo, como o aparelho era apenas preliminar, a experiência continha demasiados erros experimentais para se poderem tirar conclusões correctas, a não ser a de que o método podia ser posto em prática.

Seis anos mais tarde Michelson colaborou com Edward Morley, gastando muito tempo e dinheiro a criar uma versão melhorada do aparelho com precisão mais do que suficiente para detectar o vento. Nesta altura Michelson era professor de Física na Case School of Applied Science, e Morley de Química na Western University Reserve que partilhava um campus com a Case School. A experiência foi executada em vários períodos de muitas observações entre Abril e Julho 1887, no dormitório Adelbert na Western Reserve (mais tarde Pierce Hall, demolido em 1962).

Na experiência, a luz tinha que percorrer 11 m, sendo o desvio de 0,4 franja. Para este desvio ser detectado mais facilmente, o aparelho foi montado numa sala fechada, eliminando a maioria dos efeitos termais e vibracionais. Estava colocado sobre um grande bloco de arenito com 30 cm de espessura e 150 cm^2, que por sua vez flutuava numa calha anelar com mercúrio. Estimou-se uma precisão de 0,01 franja. Por estar a flutuar em cima de mercúrio, a rotação do aparelho tornava-se fácil de tal modo que, dando um impulso constante, ele percorreria todos os ângulos possíveis da direcção do éter, enquanto eram continuamente efectuadas medidas olhando para a ocular. Durante cada uma das rotações completas do aparelho, cada braço ficaria paralelo ao éter duas vezes, em sentidos opostos, assim como perpendicular, também duas vezes e em sentidos opostos. Este efeito mostraria leituras na forma duma onda sinusoidal percorrida ao longo de 2 pi.

Mas, após todos estes cuidadosos planeamento e preparação, a experiência ficou conhecida como a mais famosa experiência falhada. Ao invés de dar informações sobre as propriedades do éter, o artigo de Michelson e Morley publicado no American Journal of Science dava resultados tão pequenos como 1/40 do desvio esperado. A velocidade resultante destes dados era demasiado pequena para servir de indício de velocidade relativamente ao éter. Mais tarde mostrou-se que, dentro de um pequeno erro experimental, se podia dizer que o efeito era zero. Estes resultados negativos viriam a ser confirmados pela teoria da relatividade restrita de Einstein, de 1905, assente no postulado da constância da velocidade da luz.

Apesar de Michelson e Morley terem passado a efectuar outras experiências após a sua publicação do seu resultado principal em 1887, ambos continuaram activos na área do éter. Outras versões da mesma experiência foram levadas a cabo com maior sofisticação, eliminando qualquer tipo de possibilidade de onda estacionária dentro do aparelho, efeitos de magnetoestrição, efeitos termais, etc. Em 1958, Charles H. Townes colocou um limite superior ao desvio, incluindo quaisquer erros experimentais, de apenas 30 m/s para o vento do éter. Em 1974, novas realizações da experiência, com lasers muito precisos, reduziram esse resultado para 0,025 m/s. Em 1979, a experiência de Brillet-Hall estabeleceu um limite de 30 m/s para qualquer direcção única, e reduziu para apenas 10^-6 m/s para o caso bidireccional. Em 1990, uma nova experiência com a duração de um ano baixou o limite para 2 x 10^-13 m/s.

Raimundo Martins

A MEDIÇÃO DA VELOCIDADE DA LUZ

A questão da propagação instantânea da luz foi debatida durante muito tempo. Na antiguidade a hipótese mais crível era que a propagação da luz fosse instantânea, e só poucos sábios ousavam afirmar o contrário, entre os quais alguns árabes. No século XVII, a ideia da velocidade finita da luz começou a ser mais considerada e efectuaram-se estimativas do seu valor: entre outros, Galileu propôs uma experiência que consistia em medir o desvio na visão da luz produzida por uma lanterna muito afastada de um observador, mas esta experiência não conduziu a nenhum resultado significativo, a não ser que a velocidade da luz devia ser extraordinariamente alta.

Na ausência de uma experiência que pudesse esclarecer a questão, o debate era aberto: em particular, Descartes baseava as suas ideias do mundo na propagação instantânea, tendo chegado a afirmar que se alguém conseguisse convencê-lo da falsidade dessa hipótese, estaria pronto a confessar que não sabia nada de filosofia.

Alguns anos depois, em 1676, o dinamarquês Ole Romer conseguiu determinar que a velocidade da luz não podia exceder um dado valor através da observação do período de uma lua de Júpiter.

A experiência mais conclusiva do tamanho da velocidade da luz foi realizada em 1849 pelo francês Hippolyte Fizeau (1819-1896), tendo sido sucessivamente melhorada por Leon Foucault (1819-1868): foi significativo eles terem conseguido fazer medições usando distâncias “terrestres”, ou seja sem precisar de observações astronómicas. O aparelho experimental de Fizeau era constituído por uma roda dentada por trás da qual se situava o observador e um espelho colocado a 8,6 km de distância. O observador colocava a roda em movimento e enviava um sinal luminoso que era reflectido pelo espelho e, voltando para atrás, podia ser visível ou não conforme um dente da roda se encontrasse no seu caminho. O expediente da roda era necessário enquanto o tempo que a luz demora a percorrer 17 km é cerca de 1/20000 de segundo. Era necessário colocar a roda em rotação a uma certa frequência de modo a que o raio, ao voltar, encontrasse um dente: medindo esta frequência foi possível efectuar uma estimativa da velocidade da luz.

Então, considerando que a roda fazia N rotações por segundo o seu período era  T= 1/N  e o tempo necessário para trocar entre um espaço livre e um dente era delta t = 1 / 2DN, sendo D o número de dentes. Considerando o espelho  a uma distância R, a velocidade da luz podia ser calculada como v= 2R / delta t  = 4 R D N. A roda de Fizeau tinha 720 dentes e ele achou N=12,5 Hz, obtendo o valor v=315 000 km/s. O defeito deste método é que depende da sensibilidade do observador distinguir se o raio de luz desapareceu ou não. Alguns anos depois Foucault aperfeiçoou o método de Fizeau usando um aparato experimental em tudo semelhante mas substituindo a roda dentada por um dispositivo octogonal rolante com um espelho de cada lado. A fonte luminosa iluminava um lado do dispositivo, cujo espelho reflectia o raio luminoso na direcção de um outro espelho fixo mais longe. Voltando para trás, o raio chegava ao espelho rotante que tinha mudado de posição: o raio era, portanto, reflectido com um ângulo diferente que era mensurável. Desta forma a observação do desaparecimento do raio de luz era substituída pelo seu desvio angular, que podia ser facilmente medido, dando então um valor mais certo. Com este método Foucault obtive o valor de v = 298 000 km/s, um valor que difere do valor real em menos do que 1%. Com este equipamento Foucault conseguiu medir a velocidade da luz num tubo de água e demonstrar que ela é inferior a velocidade em vazio. O mesmo Fizeau repetiu esta experiência pouco depois e confirmou a validade dos resultados obtidos: a importância disto foi que estas medições confirmavam a teoria ondulatória da luz e invalidavam a teoria corpuscular.

Caterina Umiltà

Experiência da Dupla Fenda

A experiência da dupla fenda foi efectuada pela primeira vez em 1801 por Thomas Young, nascido em 1773. Este cientista inglês, que estudou vários outros assuntos, apresentou pela primeira vez essa experiência à Royal Socienty of London, em 24 de Novembro de 1803. A audiência acreditava que a luz era constituída por partículas que viajavam em feixes paralelos, tal como Isaac Newton tinha afirmado, negando-lhe a natureza ondulatória proposta por Christian Huygens.

A experiência original não incluía duas fendas: Young usou um feixe de luz solar estreito que entrava paralelamente pela janela, para o que necessitava de um assistente fora da sala para direccionar o feixe correctamente, com um espelho, para um obturador. Colocando um cartão virado de lado a atravessar o feixe, dividindo-o em dois, Young verificou que a sombra projectada tinha franjas de difracção idênticas às observadas na interferência de ondas, em vez da projecção esperada. Quando Young usava outro cartão encostado perpendicularmente ao primeiro para tapar uma das metades por onde o feixe passava, as franjas desapareciam, concluindo tratar-se de um comportamento de interferência da luz. Apoiou estas observações com outra experiência na qual mostrou como as ondas propagadas num tanque de água se comportavam da mesma forma.

Young explicou este comportamento recorrendo à teoria ondulatória da luz, na qual a luz é tomada como uma onda a propagar-se num meio, como o éter, e os resultados eram consistentes com o princípio de Huygens-Fresnel. Uma experiência tão simples como a da dupla fenda era irrefutável pela facilidade com que podia ser reproduzida e as suas implicações tiveram de ser aceites pela Royal Society of London. Tal tornou possível que se passasse a prever, tal como Huygens tinha feito, o trajecto da propagação da luz através das frentes de onda, que geravam uma nova série de círculos concêntricos em número suficientemente grande para que, unindo todos estes círculos resultantes pelas suas tangentes, se encontrasse a nova frente de onda e assim sucessivamente. Fresnel provou que não havia contradição entre a característica ondulatória da luz e o facto de ela se propagar em linha recta num meio homogéneo, baseando-se na teoria de Huygens para tratar todos os fenómenos de refracção e interferência conhecidos no seu tempo. As observações de Young encontram-se descritas no seu artigo de 1803 Experiments and Calculations Relative to Physical Optics e o seu discurso aquando da apresentação dos resultados foi publicado no ano seguinte nas Philosophical Transactions.

Consegue-se o mesmo resultado usando uma fonte de luz a atravessar as duas fendas, o que foi feito posteriormente, levando ao nome desta experiência. Com este tipo de montagem experimental facilmente se consegue não só observar o padrão de interferência, mas também medir o comprimento de onda da luz usada, se se souber a distância entre as fendas, a distância entre as fendas e a projecção e a distância da banda luminosa ao máximo central. É, portanto, uma experiência que tem todo o interesse no ensino de óptica.

As franjas claras observam-se quando a crista de uma onda se encontra com outra, havendo interferência construtiva, enquanto as escuras resultam de interferência destrutiva, quando uma crista e um vale se encontram, conseguindo-se facilmente determinar quando ocorre cada tipo de interferência.

A experiência foi levada a cabo vezes incontáveis após Young e também, a partir de 1920, depois da dualidade onda-corpúsculo da luz ter sido admitida. Efectuou-se, por exemplo, usando lasers como fontes de luz e feixes de tal modo atenuados que só é enviado um fotão de cada vez, continuando mesmo assim a detectar-se as franjas de interferência. Tentou-se inclusivé detectar por que fenda passava este fotão e descobrir como se formava um padrão de interferência. A experiência foi realizada apenas com feixes de luz até 1961, quando Clauss Jönsson a executou com electrões, encontrando resultados análogos de interferência.

Fechar uma das fendas equivale a tapar com um cartão a metade do feixe de luz que passava por um dos lados do cartão de Young, isto é, em vez das franjas escuras e claras observa-se um padrão de difracção normal. A experiência da dupla fenda tornou-se muito importante em Física, sendo actualmente referida acima de tudo no quadro da teoria quântica.

Young deu ainda contribuições a áreas como a elasticidade e fenómenos capilares, mas as suas descobertas para estabelecer a teoria ondulatória da luz foram as mais importantes da sua carreira. Permitiram que no novo século se ultrapassassem as ideias de Newton na óptica.

Natacha Violante Gomes Leite


Referências:

http://www.cavendishscience.org/phys/tyoung/tyoung.htm
http://en.wikipedia.org/wiki/Double-slit_experiment
http://en.wikipedia.org/wiki/Thomas_Young_(scientist)

As teorias da luz no século XVII

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

THE NATURE OF LIGHT

In the seventeenth century, fully in the era of the great renovation of scientific thought, increasing interest arose on the issue of the nature of light. The leading figures of this search were Huygens and Newton, who elaborated two complementary theories, one based on the assumption that light is a wave, the other on the idea that it has a corpuscular nature.

Huygens conceives light as something that spreads uniformly in the surrounding space: he named it a wave in association with the surface waves which are created on water when something is thrown in it, only adding that, in the case of light, the wave spreads three-dimensionally, as a sphere expanding towards its outside, also called the wave front. This can be derived by Huygens’ assumption that light propagation is not instantaneous but takes some time to occur: this indicates that the movement is composed of successive pulses, and therefore light propagates as the sound does, with spherical (longitudinal) waves.

In order to enable light transmission Huygens (but this concept appeals to many others) conceived the Universe as permeated by a substance, the ether, made of invisible, incompressible, ever-moving particles of no mass, all in contact with each other, that would be set into vibration at the passage of light. So light “consists in a movement of the matter which exists between us and the luminous body”, as it sets the constituents of this matter into motion around their original position, being their vibration transmitted to others in the neighborhoods. There is no effective dislocation of these particles, i.e., light is not carried by the motion of this substance but it rather propagates through its vibration. Every particle on the wave front is itself a secondary source of a new spherical wave that starts propagating and what we see is the final result of the superposition of multiple effects: this is the so-called Huygens Principle. In fact every particle does not only transfer motion to the particle that is directly on its way, but also to all the others which are in contact with it and oppose its motion: it is therefore sensible to think that it produces a spherical ‘effect’ around it, which turns out to be a secondary wave. Based on this principle Huygens could demonstrate the rectilinear propagation of light and other properties: for example the laws of reflection and refraction. He explained his theory in its “Treatise on Light”, 1678.

Newton’s theory instead based itself on the opposite assumption: light is made of corpuscles that effectively move and carry it from the source to the observer. These corpuscles have different colors and white light is a mixture of them: they range from red to violet, all the colors of the rainbow. This hypothesis was formulated after he observed the dispersion of white light from a prism: in his theory the prism separates the different components refracting them at different angles. He set up an experiment to prove it: using two prisms in series he fond that, while the first separates the light into different colors, if all the colored beams are stopped but one, the second prism does not separate the beam any further. That, according to Newton, is the proof that red, blue, green, etc. (not white!) were the pure colors of which light is made of.

This theory was published around 1670 and received both praise and criticism: in particular, Robert Hooke was very skeptical and dismissed it as “not convincing”. Also Huygens, while firstly writing that Newton’s theory was “highly ingenious”, ended up criticizing it as Hooke had done.

In 1704 Newton publishes the book Opticks, in which he stated again his theory and presented experimental and theoretical foundations of optics. Basing himself on his particle theory of light and assuming that these particles are subjects to some kind of optical force, he constructed an optical mechanics. So light rays are described as trajectories of particles, reflection and refraction are explained assuming that the optical forces are different according to the medium and diffraction derives from the fact that optical forces are stronger in the presence of an object, so light rays passing near it are more strongly affected than the others.

Later on, Huygens theory will knew more success that Newton's one as Young and Fresnel demonstrated that many properties of light can be easily explained in the framework of the wave theory.

Caterina Umiltà

O Tratado da Luz de Huygens

Christiaan Huygens, nascido em 1629, foi um físico, matemático e astrónomo holandês que ficou conhecido por ter desenvolvido importantes trabalhos sobre as ondas, com estudo da luz e das cores.

Em 1678, Huygens apresentou um Tratado à Academia Real de Ciências da França. Dividido em capítulos, a obra oferece uma discussão da natureza e propriedades da luz. Além disso, mostra seu favorecimento à ideia de que a luz se comporta como uma onda, ao contrário do que Newton propôs na mesma época. Ainda na parte inicial da publicação, Huygens afirma que cada partícula do meio em que a onda se está a propagar, transmite o seu movimento às partículas que estão ao redor, e não somente às que estão na linha recta que parte do ponto de luz. Em resultado, há uma onda em torno de cada partícula.

O conceito de éter tinha raízes bastante sólidas na época. Por isso, Huygens baseou-se no princípio de que a luz se transmite através dele e, ao ser transmitida, é como se houvesse uma série de ondas de choque, que vão transmitindo o movimento de umas para as outras. Também propôs que a velocidade de propagação não era infinita, contrariando o que vários cientistas tinham proposto até então.

Em termos gerais, o princípio de Huygens, como é actualmente conhecido, afirma que:

“Quando uma onda se propaga, cada ponto do meio, ao vibrar, comporta-se como uma nova fonte de ondas circulares ou esféricas (conforme a propagação se faça a duas ou a três dimensões); estas ondas elementares ou ondículas interferem umas com as outras e o resultado de todas estas interferências é a nova frente de onda num instante posterior.” [1]

Portanto, Huygens afirmou que a onda que se propaga no éter é semelhante ao som que se propaga no ar. Ainda no seu Tratado, tentou explicar a refracção. Afirmou que “o raio ``extraordinário'' característico do fenómeno, corresponderia à uma onda elipsoidal que se sobrepunha à onda esférica, correspondente ao raio ordinário” [2] . Entretanto, não foi bem sucedido ao explicar a existência das cores, mas propôs que a luz muda de velocidade ao se propagar em meios de diferentes densidades (mais rápida em meios menos densos).

Em 1672, porém, Isaac Newton apresentou à Royal Society um modelo da propagação da luz, em que defendia a teoria corpuscular. Como era um cientista de grande renome, instalou-se no mundo científico uma grande discussão para ver qual das teorias seria a verdadeira: a corpuscular, de Newton, ou a ondulatória, de Huygens. A diferença é que o conceito de partícula envolve o transporte de matéria. Além disso, enquanto a partícula se pode movimentar no vácuo, a onda precisa de um meio. Enfim, deveria-se escolher uma das teorias como estando correcta. Neste sentido, o modelo de Newton acabou por prevalecer. Somente mais tarde se mudou de opinião, com as experiências e estudos efectuados pelo inglês Thomas Young (1773-1829) e outros.

Bianca de Quadros Cerbaro

Bibliografia
[1] M.M.R.R. Costa e M.J.B.M. de Almeida, Fundamentos de Física, 2ª edição, Coimbra, Livraria Almedina (2004), p. 356.
[2] http://fisica.cdcc.usp.br/Professores/Einstein-SHMCarvalho/node5.html Acesso em 03 de abril de 2011.
[3] http://fisicaevair.vilabol.uol.com.br/index1.htm Acesso em 03 de abril de 2011.