Newtonova korpuskulární teorie světla

Co je korpuskulární teorie?

Newtonova korpuskulární teorie světla (1704) navrhuje, aby se světlo skládalo z částic materiálu, které Isaac Newton nazýval krvinky. Tyto částice jsou vrženy přímočaře a vysokou rychlostí různými světelnými zdroji (slunce, svíčka atd.).

Ve fyzice je světlo definováno jako součást radiačního pole zvaného elektromagnetické spektrum. Místo toho je termín viditelné světlo vyhrazen k označení části elektromagnetického spektra, kterou může lidské oko vnímat. Optika, jedna z nejstarších odvětví fyziky, je zodpovědná za studium světla.

Světlo vzbudilo lidský zájem od nepaměti. Skrz historii vědy existovalo mnoho teorií o povaze světla. Avšak na konci 17. a na počátku 18. století začala být s Isaacem Newtonem a Christiaanem Huygensem chápána jejich skutečná podstata..

Tak se začaly položit základy pro současné teorie světla. Anglický vědec Isaac Newton měl během svých studií zájem porozumět a vysvětlit jevy spojené se světlem a barvami; Na základě svých studií formuloval korpuskulární teorii světla.

Newtonova korpuskulární teorie světla

Tato teorie byla publikována v Newtonově díle s názvem Opticks: nebo pojednání o reflexích, lomech, inflexích a barvách světla (ve španělštině, Optika nebo úprava odrazů, lomů, inflexí a barev světla).

Tato teorie dokázala vysvětlit jak přímočaré šíření světla, tak i odraz světla, i když uspokojivě nevysvětlila lom světla..

V roce 1666, před vysvětlení své teorie, Newton provedl svůj slavný experiment rozkladu světla na barvy, kterého bylo dosaženo průchodem paprsku světla hranolem.

Došel k závěru, že bílé světlo se skládá ze všech barev duhy, což ve svém modelu vysvětlil tím, že se částice světla lišily v závislosti na jejich barvě..

Odraz

Odraz je optický jev, při kterém vlna (například světlo) padá šikmo na separační povrch mezi dvěma médii, prochází změnou směru a je vrácena do prvního spolu s částí energie pohybu.

Zákony odrazu jsou následující:

První zákon

Odražený paprsek, dopadající a normální (nebo kolmý), jsou ve stejné rovině.

Druhý zákon

Hodnota úhlu dopadu je stejná jako u úhlu odrazu. Aby Newton vyhověl zákonům reflexe, Newton předpokládal nejen to, že tyto částice byly ve srovnání s obyčejnou hmotou velmi malé, ale také se šířily médiem bez jakéhokoli tření..

Tímto způsobem by se částice elasticky srážely s povrchem
oddělení dvou médií, a protože rozdíl v masách byl velmi velký,
krvinky by se odrazily.

Horizontální složka hybnosti px by tedy zůstala konstantní, zatímco normální složka p by obrátila svůj směr..

Zákony odrazu byly tedy splněny, úhel dopadu a úhel odrazu byly stejné..

Lom světla

Naopak, lom je jev, ke kterému dochází, když vlna (například světlo) dopadá šikmo na separační prostor mezi dvěma médii, s různým indexem lomu.

Když k tomu dojde, vlna pronikne a je přenášena na půl sekundy spolu s částí energie pohybu. K lomu dochází kvůli různé rychlosti, jakou se vlna šíří ve dvou médiích.

Příklad jevu lomu lze pozorovat, když je předmět (například tužka nebo pero) částečně vložen do sklenice vody..

Aby vysvětlil lom, Isaac Newton navrhl, aby světelné částice zvýšily svou rychlost při přechodu z méně hustého média (jako je například vzduch) na hustší (jako je například sklo nebo voda).

Tímto způsobem v rámci své korpuskulární teorie zdůvodnil lom světla za předpokladu intenzivnějšího přitahování světelných částic médiem s vyšší hustotou..

Je však třeba vzít v úvahu, že podle jeho teorie by v okamžiku, kdy světelná částice ze vzduchu narazí na vodu nebo sklo, měla podstoupit sílu opačnou ke složce její rychlosti kolmé k povrchu, což by znamenalo odchylka světla v rozporu se skutečným pozorováním.

Poruchy korpuskulární teorie světla

Korpuskulární teorie světla má několik chyb:

• Newton věřil, že světlo cestuje rychleji v hustších médiích než v méně hustých médiích, což se ukázalo jako neplatné..
• Myšlenka, že různé barvy světla souvisejí s velikostí krvinek, nemá žádné opodstatnění.
• Newton si myslel, že odraz světla byl způsoben odporem mezi těly a povrchem, na kterém se odráží; zatímco lom je způsoben přitažlivostí mezi krvinkami a povrchem, který je láme. Bylo však zjištěno, že toto tvrzení je nesprávné. Je známo, že například krystaly odrážejí a lámou současně světlo, což by podle Newtonovy teorie znamenalo, že přitahují a odpuzují světlo současně..
• Korpuskulární teorie nedokáže vysvětlit jevy difrakce, interference a polarizace světla.

Neúplná teorie

Ačkoli Newtonova teorie znamenala důležitý krok k pochopení skutečné podstaty světla, pravdou je, že se postupem času ukázala jako zcela neúplná..

V každém případě to druhé mu neubírá jako na jednom ze základních pilířů, na nichž byly postaveny budoucí znalosti o světle..

Reference

1. Lekner, John (1987). Teorie odrazu, elektromagnetických a částicových vln. Springer.
2. Narinder Kumar (2008). ObsáhlýFyzika XII. Publikace Laxmi.
3. Born and Wolf (1959). Principy optiky. New York, NY: Pergamon Press INC
4. Ede, A., Cormack, L. B. (2012). Historie vědy ve společnosti: Od vědecké revoluce po současnost, University of Toronto Press.
5. Reflexe (fyzika). (n.d.). Na Wikipedii. Citováno dne 29. března 2018 z en.wikipedia.org.
6. Korpuskulární teorie světla. (n.d.). Na Wikipedii. Citováno dne 29. března 2018 z en.wikipedia.org.