La luz a través de la Historia I. De los griegos a Newton.
Summary
TLDREl guion ofrece una visión histórica sobre la naturaleza de la luz, desde las teorías antiguas de Homero y Empédocles hasta las contribuciones de Descartes y Newton. Se discuten las ideas de que la luz es tanto onda como partícula, y cómo los científicos árabes influyeron en el conocimiento óptico. El script explora el desarrollo de la ley de Snell, la difracción, la polarización y la dispersión de la luz, destacando los descubrimientos de Grimaldi y Huygens y la teoría de la emisión de Newton, que sostuvo que la luz está compuesta de partículas con índices de refracción distintos.
Takeaways
- 🌌 La luz ha sido considerada a lo largo de la historia como una onda y a veces como un corpúsculo.
- 👀 Homero, en la Ilíada y la Odisea, menciona que los ojos proyectan rayos de fuego y que la visión se produce por su encuentro con la luz exterior.
- 🔥 Empédocles formula la primera teoría sobre la luz basada en la concepción dual de los fenómenos, donde los ojos y los objetos emiten flujos de fuego.
- 💡 Demócrito y Platón proponen teorías granulares sobre la luz, donde los efluvios son partículas que viajan a velocidad finita y se asocian para formar colores.
- 🔮 Aristóteles introduce la primera teoría dinámica de la luz, donde la luz es la acción del medio transparente y se propaga instantáneamente.
- 📚 Los tratados de óptica de Euclides y Ptolomeo establecen las leyes de la óptica geométrica y introducen conceptos como la perspectiva y la agudeza visual.
- 🌈 Fermat utiliza el principio de que la luz siempre toma el camino más corto en tiempo para interpretar fenómenos como los espejismos.
- 🌀 Los científicos árabes, como Alhazen y Al-Farisi, contribuyen significativamente al conocimiento de la luz, introduciendo conceptos como la visión binocular y la aberración esférica.
- 📐 Descartes establece la ley de la refracción de la luz experimentalmente, lo que es fundamental en el desarrollo de la óptica.
- 🌈 Grimaldi descubre la difracción de la luz, un cuarto modo de propagación distinto de la propagación directa, reflexión y refracción.
- 🌞 Newton, a través de su teoría de la emisión, propone que la luz blanca está compuesta por partículas luminosas distintas para cada color, lo que explica la dispersión del arco iris.
Q & A
¿Qué teoría sobre la luz se enuncia por primera vez según el guion?
-La primera teoría sobre la luz se enuncia por Empédocles, basada en la concepción filosófica dual de los fenómenos, donde los ojos y los objetos se emiten en flujos de fuego.
¿Cómo se describe la visión en la teoría de Empédocles?
-Según Empédocles, la visión se produce por el encuentro de los rayos de fuego sutil que proyectan los ojos de los seres vivos con la luz exterior.
¿Quiénes formulan las primeras teorías granulares sobre la luz y cómo?
-Démocrito y Platón formulan las primeras teorías granulares sobre la luz, considerando que los efluvios son chorros de partículas que viajan a velocidad finita y son percibidos como un flujo continuo por el ojo.
¿Qué teoría dinámica fue formulada por Aristóteles para la luz?
-Aristóteles formula la teoría dinámica de la luz, donde la sensación visual se produce porque los efluvios modifican las cualidades del medio y la luz es la acción del medio transparente cuando ha recibido un impulso por el fuego, propagándose de manera instantánea.
¿Qué tratados de óptica geométrica perfilan las leyes de la óptica según el guion?
-Los tratados de óptica de Euclides y de Ptolomeo perfilan las leyes de la óptica geométrica que se establecerán definitivamente en el siglo XVIII.
¿Qué principio de óptica se introduce por primera vez en el guion y quién lo menciona?
-El principio de Fermat que menciona que la luz siempre toma el camino más corto en el tiempo posible para pasar de un punto a otro, se introduce por primera vez en el guion.
¿Qué fenómeno光学 se describe en el guion y cómo se explica?
-El guion describe el fenómeno del arco iris, explicando cómo se forma por la reflexión y refracción de la luz en las gotas de lluvia, lo que resulta en una desviación de la luz y la formación de un arco en el cielo.
¿Qué descubrimientos a mediados del siglo 17 influyeron en las teorías sobre la naturaleza de la luz?
-Los descubrimientos de Francesco Maria Grimaldi sobre la difracción de la luz, la doble refracción descubierta por Bartholin, y la polarización de la luz por Wiggins influyeron notablemente en las teorías sobre la naturaleza de la luz.
¿Qué teoría sobre la luz propuso Isaac Newton y cómo influenció su autoridad en la ciencia?
-Isaac Newton propuso la teoría de la emisión, donde la luz se propaga en forma de partículas diminutas desde el cuerpo luminoso hacia el ojo. Debido a su gran autoridad y el éxito de su mecánica celeste, esta teoría dominó las ideas sobre la naturaleza de la luz durante más de 100 años.
¿Cómo se describe la difracción de la luz en el guion y quién fue el primero en observarla?
-La difracción de la luz se describe como una desviación de los rayos luminosos a su trayectoria rectilínea que no puede ser explicada por reflexión ni refracción. Grimaldi fue el primero en observar este fenómeno.
¿Qué fenómeno de la luz se explica con la teoría ondulatoria y cómo?
-La teoría ondulatoria explica el fenómeno de la polarización de la luz y la existencia de distintos colores, sugiriendo que la luz consiste en rápidas vibraciones que se propagan a gran velocidad, con las vibraciones perpendiculares a la dirección de propagación.
Outlines
🌟 La Evolución de las Teorías sobre la Luz
Este párrafo explora la historia de la teoría de la luz, desde las antiguas creencias de que los ojos proyectan rayos de fuego hasta las primeras teorías de Empédocles y su concepción dual. Se menciona la transición a las teorías granulares de Demócrito y Platón, y cómo Aristóteles formuló la primera teoría dinámica de la luz. La sección culmina con las teorías modernas de la luz, incluyendo las teorías corpusculares de Newton y Einstein, y las teorías ondulatorias de Huygens, Fresnel y Maxwell, así como los tratados de óptica de Euclides y Ptolomeo.
📚 Contribuciones del Mundo Árabe a la Óptica
El segundo párrafo se enfoca en las contribuciones significativas del mundo árabe a la comprensión de la luz y la óptica. Alhazen y Al-Farisi fueron pioneros en su estudio, con Alhazen introduciendo el concepto de visión binocular y explicando fenómenos como los espejos esféricos y la aberración esférica. Al-Farisi estudió lentes y espejos, y propuso una relación entre la velocidad de la luz y la densidad óptica, lo que más tarde sería conocido como el índice de refracción. La sección también menciona el trabajo de Alfarr y su teoría sobre el arco iris, y cómo estos avances influyeron en el desarrollo de la óptica matemática moderna.
🔬 Descubrimientos y Teorías del Siglo XVII
Este apartado narra los descubrimientos y teorías que influyeron en la comprensión de la luz durante el siglo XVII. Grimaldi observó la difracción de la luz, lo que introdujo un nuevo modo de propagación además de la reflexión y la refracción. Huygens y Barrow contribuyeron con la teoría ondulatoria, y Hooke y Newton con la teoría de la emisión. Newton, en particular, descompuso la luz blanca con un prisma y descubrió los índices de refracción distintos para los colores, lo que llevó a su teoría de la emisión, que postulaba que la luz se compone de partículas luminosas distintas para cada color.
🌈 La Teoría de la Emisión de Newton y su Impacto
El cuarto y último párrafo del script se centra en la teoría de la emisión de Isaac Newton, quien consideraba que la luz blanca está compuesta por partículas luminosas distintas que se dispersan al pasar por un prisma. Newton también explicó la formación del arco iris y la polarización de la luz con su teoría. Su influencia fue tan grande que, durante más de un siglo, su visión de la luz como una serie de partículas dominó la comprensión científica de la luz, a pesar de los desafíos que esta teoría enfrentaba para explicar fenómenos como la polarización.
Mindmap
Keywords
💡Luz
💡Teoría de la emisión
💡Teoría ondulatoria
💡Teoría corpuscular
💡Índice de refracción
💡Difracción
💡Reflexión
💡Refracción
💡Arco iris
💡Experimento de Snell
💡Polarización
💡Principio de Fermat
Highlights
La luz ha sido considerada tanto como una onda como un corpúsculo a lo largo de la historia.
Homero describe la visión como un fuego interno que se encuentra con la luz exterior en la Ilíada y la Odisea.
Empédocles enuncia la primera teoría sobre la luz basada en la concepción filosófica dual.
Demócrito y Platón formulan teorías granulares sobre la luz, considerando efluvios como partículas.
Aristóteles propone la primera teoría dinámica de la luz, donde la luz es la acción del medio transparente.
Euclides y Ptolomeo establecen las leyes de la óptica geométrica en sus tratados.
Fermat introduce el principio de que la luz toma el camino más corto en el tiempo, explicando fenómenos como los espejismos.
Los pensadores árabes, como Alhazen y Al-Farisi, contribuyen significativamente al conocimiento de la óptica.
Al-Farisi observa la aberración esférica y establece una relación entre el ángulo de incidencia y refracción, precursor de la ley de Snell.
Descartes introduce la ley de refracción de Snell y explica el arco iris con su método.
Grimaldi descubre la difracción de la luz, un cuarto modo de propagación además de la directa, reflexión y refracción.
Bártoli descubre la doble refracción y Huygens la polarización de la luz, fenómenos que desafían la teoría ondulatoria.
Romer medía la velocidad de la luz utilizando observaciones de Casini.
Wiggins introduce la teoría ondulatoria de la luz, comparándola con el sonido y sugiriendo un medio material para su propagación.
Newton descompone la luz blanca con un prisma y establece la teoría de la emisión, considerando la luz como partículas.
La teoría de Newton explica la formación del arco iris y la polarización de la luz, a pesar de las dificultades para integrar la teoría ondulatoria.
La influencia de Newton y su mecánica celeste dominan las ideas sobre la naturaleza de la luz por más de 100 años.
Transcripts
[Música]
hola
[Música]
[Aplausos]
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la luz ha sido considerada a lo largo de
la historia unas veces como una onda y
otras como un corpúsculo
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850 años antes de nuestra era homero
recoge las creencias populares en la
iliada y la odisea
los ojos de los seres vivos proyectan
rayos de fuego sutil y la visión se
produce por el encuentro de ese fuego
interior con la luz exterior
todo lo que irradia luz en el universo
está dotado de la facultad de ver así
ocurre en particular con el sol
estas dos ideas permiten a empédocles
enunciar la primera teoría sobre la luz
basada en la concepción filosófica dual
de los fenómenos según el los ojos y los
objetos se emiten en flujos de fuego
en la fase cósmica del amor los efluvios
van de los objetos a los ojos
[Música]
en la fase cósmica del odio los efluvios
van de los ojos a los objetos
[Música]
años más tarde demócrito y platón
formulan las primeras teorías granulares
sobre la luz
[Música]
los efluvios son chorros de partículas
que viajan a velocidad finita y el ojo
las percibe como un flujo continuo
para demócrito las partículas están
vacías presentan diferentes formas y
orientaciones y se asocian entre ellas
para formar los colores
para platón son tetraedros macizos y los
colores se producen porque tienen
diferentes tamaños y viajan a distintas
velocidades
[Música]
medio siglo más tarde aristóteles
formula la primera teoría dinámica
para el la sensación visual se produce
porque los efluvios modifican las
cualidades del medio
la luz es la acción del medio
transparente cuando ha recibido un
impulso por el fuego
esta acción se propaga de manera
instantánea
estas dos concepciones han llegado hasta
nuestros días con sucesivas
modificaciones teorías corpuscular es de
newton y einstein y teorías ondulatoria
sse de wiggins fresnel y maxwell
los tratados de óptica de euclides y de
ptolomeo perfilan las leyes de la óptica
geométrica que se establecerán
definitivamente en el siglo 18
[Música]
para euclides los ojos emiten rayos
luminosos rectilíneos formando conos de
apertura discontinua
de esta manera introduce los conceptos
de perspectiva y de agudeza visual
para él ptolomeo los conos son de
apertura continua lo que permite al
observador percibir la distancia a la
que se encuentra el objeto
además estudia la refracción atmosférica
y señala los errores de observación en
la posición de las estrellas
es suya la primera referencia al
principio según el cual la luz para
pasar de un punto a otro invierte
siempre el menor tiempo posible
fermat quince siglos más tarde utilizará
este principio para interpretar los
espejismos
desde ptolomeo hasta la época de
descartes y newton los avances en el
conocimiento de la naturaleza de la luz
se deben principalmente a los grandes
pensadores del mundo árabe
entre ellos destacan a lacen y al
fariseo el primero ejerce una gran
influencia en los científicos de la edad
media a través de su tratado de óptica
en el establece claramente que los rayos
van desde el objeto hasta el ojo y hace
una descripción minuciosa de su
fisiología
introduce el concepto de visión
binocular y trata de explicar los
espejismos
[Música]
los halos
el arco iris
y el ensanchamiento del sol en el
horizonte
a lacen estudia los espejos esféricos y
parabólicos y las lentes y pone de
manifiesto la aberración esférica
en cuanto a las leyes fundamentales de
la óptica descubre que el ángulo de
incidencia y el de refracción no son
estrictamente proporcionales nos vamos
aproximando a la ley de snl que
establece la relación matemática entre
ambos
tres siglos más tarde alfar y se
actualiza y comenta con detalle la obra
de alacena elabora además una teoría
sobre el arco iris y en sus estudios
acerca de la refracción hace una
conjetura importante sobre la velocidad
de la luz
la velocidad de la luz es inversamente
proporcional a la densidad óptica de los
medios que atraviesan
al farr y si puede ser considerado como
el precursor del concepto de índice de
refracción
[Música]
la óptica matemática moderna comienza en
1637 cuando descartes pública el
discurso del método
en él se incluyen los tratados de la ddi
óptica los meteoros y la geometría
son ensayos de mi método ideado para
guiar a la razón y buscar la verdad en
las ciencias
en sudáfrica aparece por primera vez la
famosa ley de la refracción de la luz
establecida experimentalmente por snell
unos años antes
por la importancia que dicha ley ha
tenido en el desarrollo de la óptica
vamos a reproducirla en el laboratorio
en el experimento utilizamos un láser de
helio neón y una cubeta cilíndrica de
plástico transparente llena de agua
hasta la mitad
se aprecian con claridad los rayos
incidente reflejado y refractados todos
estos rayos están en un mismo plano que
contiene a la normal a la superficie del
agua se denomina plano de incidencia
el ángulo de incidencia y el de
reflexión son siempre iguales sin
embargo el ángulo de refracción es
diferente del de incidencia la luz se
tuerce al entrar en el agua
[Música]
el seno del ángulo de incidencia es
igual a n veces el seno del ángulo de
refracción donde n es el índice de
refracción del agua respecto al aire
[Música]
con ayuda de estas leyes descartes
explica el fenómeno del arco iris
el láser simula un rayo de sol que
incide sobre una gota de lluvia
representada aquí por un vaso de
precipitado lleno de agua
parte de la luz incidente se refleja
perdiéndose en el cielo parte atraviesa
la gota se refracta dos veces y sale de
ella hacia la parte de atrás de la
cortina de lluvia una pequeña cantidad
de la luz que penetra en la gota se
refleja en su interior y vuelve hacia el
observador
estos son los rayos responsables del
arco iris
desplazando la cubeta reproducimos todos
los ángulos de incidencia sobre las
gotas de lluvia
después de una sola reflexión en el
interior el rayo sufre un cambio en su
dirección que puede ser de 180 grados de
160 hasta alcanzar un mínimo de 138
grados
[Música]
a partir de aquí la desviación vuelve a
aumentar al concentrarse la intensidad
de la luz que sale de la gota en una
dirección determinada se produce el
fenómeno del arco iris
el arco iris es una maravilla de la
naturaleza tan notable que yo no había
sabido escoger un ejemplo mejor para la
aplicación de mi método
[Música]
a mediados del siglo 17 se produce una
serie de descubrimientos que influyen
notablemente en las teorías sobre la
naturaleza de la luz el físico italiano
francesco maría de grimaldi al observar
la luz que atraviesa una pequeña
abertura se da cuenta de que la
transición hacia la sombra es progresiva
y no brutal como tendría que ser si la
propagación de la luz fuera rectilíneo
existe un cuarto modo de propagación de
la luz la propagación por difracción
distinta de los tres modos conocidos
hasta ahora propagación directa
reflexión y refracción
esta manera de tratar la difracción es
muy similar a la actual establecida por
sommerfeld a finales del siglo 19 la
difracción es toda desviación de los
rayos luminosos a su trayectoria
rectilínea que no pueda ser explicada
por una reflexión ni por una refracción
con objeto de interpretar el nuevo
fenómeno grimaldi se inclina por una
teoría dinámica de la luz
es el astrónomo y matemático inglés el
primero que adopta un punto de vista
ondulatorio según el cual la luz
consiste en rápidas vibraciones que se
propagan a gran velocidad las
vibraciones son perpendiculares a la
dirección de propagación
por aquella época bártoli nos descubre
la doble refracción
y wiggins la polarización de la luz
romer utilizando las observaciones del
astrónomo casini
mide por priva de la luz
[Música]
hacia finales del siglo 17 cristian
wiggins publica su tratado de la luz la
describe como un movimiento de la
materia que se encuentra entre nosotros
y el cuerpo luminoso piensa que es
análoga al sonido y que por lo tanto
necesita de un medio material para
propagarse
el principio de la propagación consiste
en suponer que todo punto del medio al
que llega una perturbación luminosa
puede ser considerado como la fuente de
una nueva perturbación que se propaga en
forma de ondas esféricas estas ondas
secundarias se combinan de tal manera
que su envolvente determina el frente de
onda en todo instante posterior
con este principio wiggins explica
perfectamente las leyes de la reflexión
y la refracción de la luz y elimina el
error conceptual de la propagación
instantánea que aparecía en las
anteriores teorías dinámicas
si la luz emplea tiempo para su
movimiento como sugiere el reimer se
deduce que ese movimiento comunicado a
la materia es sucesivo y por
consiguiente se extiende como el del
sonido por superficies y ondas esféricas
de la teoría de wickens se deduce la
importantísima consecuencia de que la
luz viaja más deprisa en el aire que en
el agua como ya había indicado al faris
y tres siglos antes
fermat proporciona un apoyo a esta
teoría anunciando su famoso principio
del tiempo mínimo la naturaleza actúa
siempre por el camino más rápido
este principio explica la ley de la
refracción siempre que la velocidad de
la luz en el agua sea menor que en el
aire
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permite también entender los espejismos
el ensanchamiento del sol en el
horizonte y en general las trayectorias
curvilíneas de los rayos de luz
en la cubeta tenemos agua azucarada con
una concentración que aumenta cuando
disminuye la altura lo mismo le sucede
al índice de refracción y esto hace que
el camino más rápido para pasar de un
punto a otro no se halla la línea recta
aunque la teoría ondulatoria goza de
credibilidad y tiene eminentes
seguidores no explica la polarización de
la luz ni la existencia de distintos
colores es el físico y matemático inglés
ser isaac newton quien da un paso de
gigante en su interpretación
en 1666 descompone con un prisma la luz
blanca encuentra que los colores están
caracterizados por índices de refracción
distintos y al atravesar el prisma se
dispersan en direcciones diferentes
este hecho sugiere an
y la luz blanca
pérez puros
piensa que si los vuelve a reunir debe
obtener de él
con una lente junto a los colores sobre
una pantalla y comprueba la veracidad de
su hipótesis
suprimiendo la parte azul del espectro
observa la coloración roja
complementaria sucede lo contrario
cuando se suprime la parte roja
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esta forma de actuar es la que desde
entonces utilizan los científicos lo que
les ha hecho distanciarse de los
filósofos
en este libro no pretendo explicar
mediante hipótesis las propiedades de la
luz sino presentarlas y probarlas
mediante la razón y los experimentos
newton encuentra tan insuperables las
dificultades de la teoría ondulatoria
para explicar satisfactoriamente la
polarización de la luz o la formación de
los colores que se consagra a
desarrollar una nueva teoría en ella
supone que la luz se propaga desde el
cuerpo luminoso hacia el ojo en forma de
partículas diminutas es la conocida
teoría de la emisión
con ellas explican de manera simple la
reflexión
y la refracción de la luz es necesario
suponer que las partículas luminosas
viajan más deprisa en el agua que en el
aire en contra de lo que se dice en la
teoría ondulatoria en aquella época esta
discrepancia no se podía contrastar con
el experimento
con la teoría de la dispersión de la luz
blanca en colores y las leyes de la
reflexión y refracción newton explica
las características más importantes del
arco iris su interpretación y sus
dibujos sobre este tema llegan a ser tan
populares que se venden en las plazas
como los romances de ciego
en resumen para newton la luz blanca
está compuesta por corpúsculos luminosos
distintos para los diferentes colores y
que son atraídos con distinta fuerza por
el medio
[Música]
debido a la gran autoridad de newton y
al éxito de su mecánica celeste durante
más de 100 años su imagen y su obra
dominaron las ideas sobre la naturaleza
de la luz
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