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egundo o historiador da ciência, Paul Harman, "a teoria mecânica do éter óptico estabeleceu um paradigma para o programa de explicação mecânica". No entanto, até que este paradigma estava firmemente instalado, os debates enfureciam a natureza da luz e os possíveis mecanismos de transmissão.

Antes que a teoria da onda fosse estabelecida como a explicação canônica dos fenômenos ópticos, os cientistas envolvidos em debates sobre a produção e a interpretação desses fenômenos poderiam ser divididos em dois grupos: emissários e teóricos da onda. Os emissários acreditavam que a luz era uma seqüência de partículas em movimento rápido sujeitas a forças exercidas por corpos materiais. Os teóricos da onda, no entanto, pensaram em luz como um distúrbio espalhante no éter omnipresente. Na década de 1830, a maioria dos membros orientados para a óptica da comunidade científica reconheceu o poder da teoria das ondas para explicar experiências contemporâneas; os emissores não podiam ter tal sucesso.

No entanto, como o historiador Jed Buchwald apontou, o aumento da teoria das ondas da luz foi mais complicado do que isso. Embora seja certamente verdade que as ondas substituíram partículas leves nesta mudança conceitual, outro processo mais profundo também ocorreu. Se as ondas no éter se tornaram novas ferramentas de explicação, as frentes de onda também substituíram os raios como ferramentas de análise. Em outras palavras, ser considerado um teórico de ondas competente neste momento requeria uma compreensão não só da luz como distúrbios etéreos, mas também da natureza dos raios e sua relação com os feixes de luz. Especificamente, antes de 1830, muitos físicos achavam difícil entender como os feixes, como coleções de raios discretos e contabilizáveis, poderiam ser reconciliados com as ondas e, especialmente, as frentes de onda - um entendimento que era crucial para uma apropriada implantação do aparelho matemático que ajudava a fazer a teoria das ondas bem sucedido (isto é, satisfatoriamente quantitativo).

Na teoria das emissões, os raios de luz simples não podem ser polarizados; A luz polarizada resultou de um número suficiente de raios em um determinado feixe sendo alinhados da mesma maneira. No entanto, na teoria das ondas, é possível dizer de forma significativa que um raio está polarizado. Nesse caso, a polarização refere-se apenas ao estado da frente de onda (e a uma assimetria particular nele) e cada assimetria pode corresponder a apenas um raio. Mas porque, com a teoria das ondas, um feixe de luz não é considerado uma coleção de raios em primeiro lugar, os raios (como os estamos usando aqui) têm apenas um significado analítico. Para os emissores, a polarização refere-se a coleções de itens (raios), enquanto que para os teóricos da onda, o feixe eo raio são idênticos e singulares - e a frente de onda é mais importante do que os dois.

Na França, o Laplacian J. B. Biot construiu uma teoria quantitativa da luz com base nesses pressupostos emissores. Seu colega e eventual inimigo, D. F. J. Arago, produziram uma teoria que, segundo Biot, apenas reproduzia seus próprios resultados. Mas, como Buchwald mostrou, as acusações de Biot foram mal colocadas: Biot simplesmente não conseguia entender que os fundamentos da teoria de Arago não eram apenas diferentes dos seus princípios emissários, mas fundamentalmente incompatíveis com eles. O protoge de Arago, D. F. J. Fresnel, realizou posteriormente um experimento de polarização que, pelo menos de acordo com o ponto de vista polêmico de Arago, demonstrou conclusivamente a invalidade da posição original de Biot. No entanto, Biot manteve seu tenista seletivo (emissário) cegou-o para o ponto implícito (embora maior) de Fresnel - o princípio de interferência de Fresnel (que o que parece ser a luz polarizada pode ser feito de várias ondas diferentes, nem todas necessariamente totalmente polarizadas ou não polarizado ou mesmo parcialmente polarizado) significava que os raios não podiam ser contados; não é possível dividir a luz.

A partir de 1830, o problema central na óptica foi determinar as quantidades mecânicas que compõem o meio leve. Por exemplo, para explicar a polarização da luz, Fresnel supôs que as vibrações que produziam a luz consistiam em vibrações tanto longitudinais como transversais; em luz polarizada, estão em falta longínquos longitudinais. Mas isso significava que as ondas transversais tiveram que viajar através de um meio fluido, o que era impossível, como observou S. D. Poisson, outro laplaciano. Fresnel respondeu a essa objeção com a hipótese de que o éter era rígido. Um éter rígido era suscetível à modelagem mecânica; pode-se construí-lo em pedaços.

Em contraste, A. L. Cauchy prosseguiu uma tese que assumiu um éter com as propriedades de um sólido elástico, mas a estrutura mecânica deste éter elástico elástico foi questionada. Apesar das dificuldades imensas, a teoria de Cauchy permitiu o uso de equações diferenciais na descrição dos fenômenos das ondas. Esta abordagem apelou para físicos britânicos como John Herschel, G. B. Airy, W. Whewell e especialmente George Green, porque dispensou a necessidade de modelar e definir explicitamente a microestrutura do meio leve.

Após 1860, o rápido desenvolvimento da espectroscopia (o estudo da radiação, dispersando suas freqüências componentes e anexando uma intensidade relativa a cada) e refinamentos em redes de difração aumentaram a validade da teoria das ondas da luz. Em consonância com o surgimento de uma ontologia eletromagnética, em vez de estritamente mecânica, característica do final do século XIX, Trabalho de Maxwell explicou ondas de luz como oscilações na configuração de equilíbrio de campos elétricos e magnéticos, e ele derivou uma equação de onda para a propagação de efeitos eletromagnéticos, cuja velocidade de propagação se aproximou notavelmente, observou, à da luz. A confirmação decisiva da teoria das ondas da onda aguardava até 1887/88, no entanto, quando Heinrich Hertz demonstrou que as ondas de Maxwell poderiam ser refletidas, refratadas e polarizadas (como a luz) e que viajam à velocidade da luz.


Created 15 November 2017