TEORIA CORPUSCULAR DA LUZ DE NEWTON - FISICA - 2025

A Teoria corpuscular da luz Newton (1704) propõe que o material leve consiste em partículas 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.

Desta forma, as bases para as teorias atuais sobre a luz começaram a ser estabelecidas. 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 na obra de Newton chamada Opticks: ou, um tratado dos reflexos, refrações, inflexões e cores da luz.

Essa 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

Reflexão é o fenômeno óptico pelo qual quando uma onda (por exemplo, luz) cai obliquamente na superfície de separação entre dois meios, ela 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 que também se propagavam pelo meio sem sofrer qualquer tipo de atrito.

Desta forma, os corpúsculos colidiriam elasticamente com a superfície

de separação dos dois meios e, como a diferença de massas era muito grande, os

corpúsculos saltariam.

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

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

Refração

Ao contrário, refração é o fenômeno que ocorre quando uma onda (por exemplo, luz) incide 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 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 da 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 de luz aumentam sua velocidade à medida que se movem de um meio menos denso (como o ar) para um meio mais denso (como 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 deve sofrer uma força oposta ao componente de sua velocidade perpendicular à superfície, que acarretaria um desvio da luz contrário ao realmente observado.

Falhas da teoria corpuscular da luz

- Newton pensava 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 a reflexão da luz se devia 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 provada 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, implica que atraiam e repelam 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 diminui seu valor 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). Comprehensive Physics XII. Laxmi Publications.
3. Born and Wolf (1959). Princípios de Óptica. Nova York, NY: Pergamon Press INC
4. Ede, A., Cormack, LB (2012). Uma História da Ciência na Sociedade: da revolução científica ao presente, University of Toronto Press.
5. Reflexão (física). (nd). Na Wikipedia. Obtido em 29 de março de 2018 em en.wikipedia.org.
6. Teoria corpuscular da luz. (nd). Na Wikipedia. Obtido em 29 de março de 2018 em en.wikipedia.org.