A evolução da teoria ondulatória da luz e os livros didáticos

Abstract

A evolução da teoria ondulatória da luz e os livros didáticos O tratamento habitualmente dado em livros-texto de físicaà evolução da teoria ondulatória da luz, a partir do modelo de Christiaan Huygens, pode ser considerado uma reconstrução a posteriori (whiggismo), que impõe uma interpretação atual a conceitos enunciados no Século XVII. A leitura do texto original de Huygens, todavia, revela diferenças profundas com as concepções mais recentes da luz e uma afinidade maior com a mecânica do que com aóptica moderna ou o eletromagnetismo. Essa análise sugere a necessidade da utilização de fontes primárias no ensino de ciências, não se restringindo aos livros-texto que, muitas vezes, contêm uma leitura histórica cristalizada. Palavras-chave: teoria ondulatória,óptica, whiggismo, Huygens.Textbooks of Physics usually approach the evolution of the wave theory of light, from the model of Christiaan Huygens, as a reconstruction a posteriori (whiggism).This happens to impose the current interpretation to concepts already enunciated in the XVII century. However, the original texts of Huygens unveil important differences with the recent conceptions of light and a considerable affinity with Mechanics rather than with Modern Optics or Electromagnetism. Since the textbooks often contain a crystallized historical view, this analysis suggests the use of primary sources in the teaching of sciences. Keywords: wave theory, optics, whiggism, Huygens. IntroduçãoA natureza da luzé discutida na maioria dos livrostexto de física. Geralmente,é explicitada a dicotomia onda-partícula, segundo a qual a luz apresenta duplo caráter, de onda e de partícula. Citam-se então o físico holandês Christiaan Huygens (1629-1695), um dos primeiros sistematizadores da teoria ondulatória da luz, e seu contemporâneo inglês Isaac Newton (1642-1727), a quem atribuem a defesa de uma teoria puramente corpuscular.O resgate histórico costuma opor os defensores das duas teorias, em que o fiel da balança ora pendeu para um lado, ora para o outro, até a aceitação de ambas no Século XX. Assim, nos Séculos XVII e XVIII, em parte graças ao prestígio científico de Newton, prevaleceria a teoria corpuscular. No início do Século XIX, os experimentos de Young e Fresnel, entre outros, estabeleceriam a necessidade de uma teoria ondulatória, complementada com os trabalhos de Hertz, revelando tratar-se a luz de uma onda eletromagnética. No alborescer do Século XX, entretanto, novos efeitos viriam a ser observados, levando ao estabelecimento de que a luz possui o caráter dual de onda e de partícula. Habitualmente, não se refere nem mesmoà existência de mais de uma interpretação desse conceito [1].Nos manuais didáticos, sugere-se que os experimentos realizados nosúltimos dois séculos não fizeram mais do que contrapor os cenários apresentados por Newton e Huygens há cerca de trezentos anos. Dessa forma, o leitoré induzido a supor que Huygens tivesse alguma intuição do conceito de ondas eletromagnéticas. Considerando ainda que a maioria dos estudantes e de outros autores não recor...

Holografía: ciencia, arte y tecnología

“…Es cierto que tanto la fotografía convencional como la holografía hacen uso de una película fotográfica u otro material fotosensible, pero quizás sea sólo esto lo que ambas tienen en común. La fotografía y la holografía producen la imagen de forma completamente diferente, y no resulta posible describir en los mismos términos el modo en que se forman los dos tipos de imágenes, la fotográfica y la holográfica, ya que para explicar la formación de la imagen holográfica es necesario recurrir a los conceptos de interferencia y difracción, ambos característicos de las ondas [4][5][6]. Es evidente, por tanto, que los fundamentos físicos sobre los que se sustenta la técnica holográfica hay que buscarlos en la naturaleza ondulatoria de la luz, demostrada de forma convincente hacia 1801 por un médico inglés llamado Thomas Young (Fig.…”

La unificación de luz, electricidad y magnetismo: la "síntesis electromagnética" de Maxwell

“…2.3.Óptica [6,14] En la antigua Grecia se consideraba a la luz como una emisión de los cuerpos luminosos, aunque había cierta confusión sobre si el rayo de luz partía del ojo o del cuerpo iluminado [6]. Los filósofos griegos como Pitágoras, Demócrito, Empedócles, Platón o Aristóteles desarrollaron varias teorías de la naturaleza de la luz, la de esteúltimo muy similar a la teoría deĺ eter del siglo XIX [6,8,11]. Con Euclides y otros autores griegos se formaliza y aplica la geometría a las leyes de lasóptica, independientemente de sus ideas sobre la naturaleza de la luz.…”

“…En la defensa de la naturaleza ondulatoria de la luz destacan figuras como Christian Huygens [11] que consideran la luz como un fenómeno ondulatorio semejante al sonido. Todas las ondas conocidas hasta entonces eran ondas mecánicas y necesitaban, por tanto, de un medio material para su propagación.…”

“…La naturaleza ondulatoria de la luz, demostrada de forma convincente hacia 1801 por un médico inglés llamado Thomas Young (1773-1829, Fig. 21) con uno de los "experimentos más bellos de la física", el de la doble rendija [11][12][13]. Paradójicamente, Young era mucho más popular, por lo menos en Inglaterra, por descifrar los jeroglíficos egipcios de la piedra Rosetta (aunque sus trabajos eran más limitados y primitivos comparados con los de Champollion en Francia) [5,12,13] que por desentrañar la naturaleza de la luz.…”

“…Observó que, mirando a través de un cristal de espato de Islandia, la luz procedente de la reflexión en una ventana no producía la doble refracción (birrefringencia) típica de este material y girando el cristal en ciertas posiciones la luz disminuía. Sin embargo, Malus intentó explicar este fenómenos desde el punto de vista de la teoría corpuscular de la luz que seguía manteniendo [6,11].…”