Fundamentos de Ondas y la Naturaleza de la Luz según Newton

Conceptos Fundamentales sobre Ondas

Definición de Onda

Una onda es una forma de transmitir energía de un punto del espacio a otro, sin que se produzca transporte de materia.

¿Por qué la luz es una onda?

Porque no transporta materia y tampoco necesita de un medio material para propagarse (es una onda electromagnética).

Generación de una Onda

Una onda se genera cuando una vibración o perturbación originada en una fuente o foco se propaga a través del espacio.

Tipos de Ondas

Ondas Mecánicas

Son aquellas en las que todas sus partículas se mueven con movimientos armónicos simples. Necesitan un medio material para propagarse.

Cubeta de Ondas

Es un recipiente rectangular con fondo transparente que puede llenarse con una pequeña profundidad de agua. Para producir un tren de ondas debemos perturbar el agua periódicamente; para ello, la cubeta dispone de un pequeño motor.

Fenómenos Ondulatorios

Los fenómenos ondulatorios describen lo que sucede con las ondas ante determinadas situaciones. Los principales son:

• Reflexión: Es el cambio de dirección que experimenta una onda al incidir sobre una barrera que no permite su propagación.
• Refracción: Es el cambio de dirección y velocidad que experimenta una onda al pasar de un medio a otro con distintas características (diferente índice de refracción).
• Difracción: Es la propiedad de las ondas para poder rodear un obstáculo que se interpone parcialmente en su propagación, o el cambio de dirección que se da al atravesar una rendija u orificio de tamaño comparable a su longitud de onda.
• Interferencia: Ocurre cuando por un mismo punto del espacio pasan dos o más ondas simultáneamente, superponiéndose.

Ley de Snell (Relacionada con la Refracción)

La Ley de Snell describe la relación entre los ángulos de incidencia y refracción, y los índices de refracción de los medios.

Si la luz pasa de un medio de menor índice de refracción a otro de mayor índice de refracción, se acerca a la normal (la línea perpendicular a la superficie de separación en el punto de incidencia).

Teoría Corpuscular de Newton

Isaac Newton publicó en 1704 su teoría corpuscular, afirmando que la luz estaba formada por pequeñas partículas (corpúsculos) que se desplazaban en línea recta. Explicaba correctamente la reflexión, pero erróneamente la propiedad de la refracción de la luz, suponiendo que en un medio más denso la luz viajaba a mayor velocidad que en el vacío.

Descomposición de la Luz por Newton

Newton realizó experimentos clave sobre la naturaleza de la luz:

1. Dejó que un haz de luz solar pasara por un pequeño orificio circular de la persiana, lo que produjo una mancha circular de luz blanca sobre la pared opuesta.
2. Después, interpuso un prisma triangular de vidrio en el haz de luz y observó que la luz blanca se separaba en los colores del arcoíris (rojo, naranja, amarillo, verde, azul, añil y violeta). A este fenómeno se le llama dispersión.
3. Newton demostró así que dentro de un haz de luz solar están todos los colores del arcoíris. La luz blanca es una composición de estos colores.
4. Demostró también que el arcoíris natural es el resultado de una dispersión similar de la luz solar por las gotas de agua suspendidas en el cielo.
5. Posteriormente, con un segundo prisma, descubrió que los colores separados podían recombinarse y volver a formar luz blanca, lo cual confirmaba que la luz blanca es la combinación de todos los colores del arcoíris.