Korpuskulare Theorie von Newtons Licht
Die korpuskulare Lichttheorie von Newton (1704) schlägt vor, dass Licht aus materiellen Teilchen besteht, zu denen Isaac Newton Korpuskeln nannte. Diese Teilchen werden von den verschiedenen Lichtquellen (der Sonne, einer Kerze usw.) in einer geraden Linie und mit hoher Geschwindigkeit geschleudert.
In der Physik wird Licht als Teil des Strahlungsfeldes definiert, das als elektromagnetisches Spektrum bezeichnet wird. Stattdessen ist der Begriff sichtbares Licht reserviert, um den Teil des elektromagnetischen Spektrums zu bezeichnen, der vom menschlichen Auge wahrgenommen werden kann. Die Optik, einer der ältesten Zweige der Physik, ist für die Erforschung des Lichts zuständig.
Licht hat seit jeher das Interesse der Menschen geweckt. In der gesamten Geschichte der Wissenschaft gab es viele Theorien über die Natur des Lichts. Mit Isaac Newton und Christiaan Huygens begann man jedoch Ende des 17. und Anfang des 18. Jahrhunderts, ihre wahre Natur zu verstehen.
Auf diese Weise legten sie den Grundstein für die aktuellen Lichttheorien. Der englische Wissenschaftler Isaac Newton war während seiner Studien daran interessiert, die mit Licht und Farben verbundenen Phänomene zu verstehen und zu erklären. Die Frucht seiner Studien formulierte die korpuskulare Lichttheorie.
Korpuskulare Theorie von Newtons Licht
Diese Theorie wurde in der Arbeit von Newton mit dem Titel Opticks veröffentlicht: oder eine Abhandlung über die Reflexionen, Brechungen, Beugungen und Farben des Lichts (auf Spanisch Optik oder Abhandlung über Reflexionen, Brechungen, Beugungen und Farben des Lichts ).
Diese Theorie gelang es, sowohl die geradlinige Ausbreitung von Licht als auch die Reflexion von Licht zu erklären, obwohl sie die Brechung nicht zufriedenstellend erklärte.
Bevor er seine Theorie aufstellte, hatte Newton 1666 sein berühmtes Experiment zur Zerlegung von Licht in Farben durchgeführt, das dadurch erreicht wurde, dass ein Lichtstrahl durch ein Prisma geleitet wurde.
Die Schlussfolgerung war, dass sich das weiße Licht aus der Menge der Farben des Regenbogens zusammensetzt, was in seinem Modell damit erklärt wurde, dass die Lichtkörper je nach Farbe unterschiedlich waren.
Reflexion
Reflexion ist das optische Phänomen, bei dem eine Welle (z. B. Licht), die schräg auf die Trennfläche zwischen zwei Medien auftrifft, eine Richtungsänderung erfährt und zusammen mit einem Teil der Bewegungsenergie zur ersten zurückkehrt.
Die Reflexionsgesetze sind die folgenden:
Erstes Gesetz
Der reflektierte Strahl, der einfallende und der normale (oder senkrechte) Strahl befinden sich in derselben Ebene.
Zweites Gesetz
Der Wert des Einfallswinkels ist der gleiche wie der des Reflexionswinkels. Damit seine Theorie den Gesetzen der Reflexion entsprach, ging Newton nicht nur davon aus, dass die Körperchen im Vergleich zur gewöhnlichen Materie sehr klein waren, sondern dass sie sich auch ohne Reibung durch das Medium ausbreiteten.
Auf diese Weise würden die Körperchen elastisch mit der Oberfläche kollidieren
Trennung der beiden Medien, und da der Massenunterschied sehr groß war, die
Körperchen würden abprallen.
Somit würde die horizontale Komponente des px-Impulses konstant bleiben, während die normale p-Komponente ihre Bedeutung umkehren würde.
Die Reflexionsgesetze wurden somit erfüllt, wobei der Einfallswinkel und der Reflexionswinkel der gleiche waren.
Brechung
Andererseits ist Brechung das Phänomen, das auftritt, wenn eine Welle (beispielsweise Licht) mit unterschiedlichem Brechungsindex schräg auf den Trennungsraum zwischen zwei Medien auftrifft.
In diesem Fall dringt die Welle ein und wird vom zweiten Medium zusammen mit einem Teil der Bewegungsenergie übertragen. Die Brechung erfolgt aufgrund der unterschiedlichen Geschwindigkeit, mit der sich die Welle in den beiden Medien ausbreitet.
Ein Beispiel für das Phänomen der Brechung kann beobachtet werden, wenn ein Gegenstand teilweise in ein Glas Wasser eingeführt wird (z. B. ein Bleistift oder ein Stift).
Zur Erklärung der Brechung schlug Isaac Newton vor, dass Lichtteilchen ihre Geschwindigkeit erhöhen, indem sie sich von einem weniger dichten Medium (wie Luft) zu einem dichteren Medium (wie beispielsweise Glas oder Wasser) bewegen.
Auf diese Weise begründete er im Rahmen seiner Korpuskulartheorie die Brechung mit der Annahme einer stärkeren Anziehung der Leuchtpartikel durch das dichtere Medium.
Es muss jedoch berücksichtigt werden, dass nach seiner Theorie in dem Moment, in dem ein aus der Luft kommendes Lichtteilchen auf das Wasser oder ein Glas auftrifft, es einer Kraft ausgesetzt sein sollte, die der Komponente seiner Geschwindigkeit senkrecht zur Oberfläche entgegengesetzt ist, die es würde eine Abweichung des Lichts gegenüber dem tatsächlich beobachteten bedeuten.
Misserfolge der korpuskularen Lichttheorie
- Newton glaubte, dass sich Licht in dichteren Medien schneller ausbreitet als in weniger dichten Medien, was sich als nicht der Fall erwiesen hat.
- Die Vorstellung, dass die verschiedenen Lichtfarben mit der Größe der Blutkörperchen zusammenhängen, ist nicht gerechtfertigt.
- Newton glaubte, dass die Reflexion des Lichts auf der Abstoßung zwischen den Teilchen und der Oberfläche beruht, auf der es reflektiert wird; während die Brechung durch die Anziehung zwischen den Teilchen und der Oberfläche verursacht wird, die sie brecht. Diese Aussage erwies sich jedoch als falsch.
Es ist beispielsweise bekannt, dass Kristalle Licht gleichzeitig reflektieren und brechen, was nach Newtons Theorie implizieren würde, dass sie Licht gleichzeitig anziehen und abstoßen.
- Die Korpuskulartheorie kann die Phänomene der Beugung, Interferenz und Polarisation des Lichts nicht erklären.
Unvollständige Theorie
Während Newtons Theorie einen wichtigen Schritt für das Verständnis der wahren Natur des Lichts bedeutete, erwies sie sich im Laufe der Zeit als ziemlich unvollständig.
Letzteres mindert jedenfalls nicht seinen Wert als Grundpfeiler des zukünftigen Lichtwissens.
