Newton versus Huygens: dos teorías enfrentadas

A finales del siglo XVII había pues tres hipótesis sobre la naturaleza de la luz: la copuscular, la de ondas longitudinales y la de ondas transversales. Las tres estaban dentro del espirítu mecanicista de la época y cada una tenía sus ventajas y sus inconvenientes.
La existencia de sombras nítidas, prueba que la luz viaja en línea recta. Si pensamos en ella como formada por partículas en movimiento era lógico que viajara así. Además Newton impuso el peso de toda su autoridad para que esta idea fuera aceptada.

Las objeciones, muy importante en la época, a la teoría ondulatoria eran: si las ondas sonoras son capaces de rodear esquinas,- se puede oir detrás de una esquina-, ¿por qué no ocurre lo mismo con las ondas luminosas?. Teniendo en encuentra que en la época de Newton no se conocía la difracción la consecuencia más lógica era que la luz no debía ser una onda

Hoy sabemos que el fenómeno por el que una onda se aparte de su propagación rectilínea, la difracción, lo sufren también las ondas luminosas, pero es muy difícil de observar en los objetos macroscópicos y sólo se detecta bien cuando pasa por ranuras del tamaño de su longitud de onda, o sea, a través de rendijas muy pequeñas..

La teoría corpuscular no podía explicar:

La teoría ondulatoria tenía también sus seguidores ya que podía explicar las diferencias de color como diferencia de frecuencia y preveía los fenómenos de interferencia que se producían en los anillos observados por Newton.


Había una forma experimental de decidir cuál de las dos teorías, corpuscular u ondulatoria, interpretaba mejor la realidad física: Ambos modelos, el de Newton y el de Huygens debían explicar que el rayo al entrar en el agua se acerca a la normal

Según Huygens al ser la luz una onda cumplía la ley de Snell

sen i /sen r = V1 / V2

V1 es la velocidad en el medio desde donde incide y V2 la velocidad en el medio donde se refleja. Para que se cumpla la ley de Snell, que y el ángulo r sea menor que el i, la velocidad en el medio 2 debe ser menor.

Según la teoría ondulatoria la velocidad es menor en el agua y el rayo debe acercarse a la normal al entrar en el agua. (Recuerda las construcciones de Huygens)

Modelo de refracción de Huygens


Según la teoría corpuscular, el rayo, al acercarse a la superficie del agua, sufre una atracción gravitatoria sobre la componente vertical que la aumenta, mientras que la horizontal no varía, el resultado es una mayor velocidad total en el agua .

Modelo de refracción de Newton

Los dos modelos explicaban que el rayo se torcía, pero para que eso ocurriera, suponían distintas velocidades en el segundo medio: la velocidad de la luz en el agua, en la explicación de Huygens, era menor, y en la de Newton mayor.

La prueba experimental que decidiría entre una u otra teoría consistió en medir dichas velocidades. Roemer en 1676 ya había estimado la velocidad de la luz en distancias astronómicas, pero ni en el siglo XVII ni en el XVIII se pudo encontrar una técnica viable para medir velocidades de la luz en distancias cortas. No se dilucidó hasta que Foucault, el del famoso péndulo que demuestra la rotación de la Tierra, midió la velocidad de la luz en 1850.