Embora os trabalhos de Newton
relacionados com a Mecânica tenham sido aqueles que lhe deram maior renome, os
estudos e teorias que ele elaborou e no campo da ótica foram também muito
importantes. Em sua obra , Opticks, publicada em 1704, Newton desenvolveu em
estudo bastante amplo sobre os fenômenos luminosos. Duas das idéias defendidas
por Newton neste tratado serão apresentadas e comentadas a seguir: sua
concepção sobre a natureza da luz e uma teoria das cores dos corpos.
Deste a Antiguidade alguns filósofos gregos acreditavam
que a luz fosse constituída de pequenas partículas, propagando-se em linha reta
com velocidade muito grande. Estas idéias prevaleceram durante vários séculos
até que, por volta de 1500, Leonardo da Vinci, percebendo a semelhança entre a
reflexão da luz e o fenômeno do eco, levantou a hipótese de que a luz, como o som,
poderia ser um tipo de movimento ondulatório.
CHRISTIAN HUYGHENS (1629-1695)
Filho de uma rica e importante
família holandesa, estudou da Universidade de Leiden, morou vários anos em
Paris , sendo membro fundador da Academia de Ciência da França. Astrônomo,
matemático e físico , entre seus trabalhos podemos destacar o estabelecimento
de teoria ondulatório da luz , uma série de observações astronômicas de Saturno
e vários contribuições à Dinâmica do corpos.
Estas duas concepção sobre a natureza da luz deram origem
, no século XVII, a duas grandes correntes do pensamento cientifico: uma delas
liderada por Newton , favorável à idéia de que a luz era constituída de
partículas (modelo corpuscular da luz) e a outra , tendo à frente o físico
holandês C. Huyghens, defendendo a hipótese de que a luz seria uma onda (
modelo ondulatório da luz). Esta divisão de opiniões provocou uma intensa
polêmica ente estes dois eminentes cientistas, que se tronou célebre na
história da Física, Um esclarecimento para esta disputa só veio a ser alcançado no século XIX , muitos anos após a morte de Huyghens de
Newton.
O MODELO CORPUSCULAR DA LUZ
Tentando justificar o seu modelo corpuscular, Newton
chamou a atenção para o fato de que pequenas esferas, colidindo elasticamente
contra uma superfície lisa, são refletidas de tal modo que o ângulo de reflexão
ao denominado, é válido considerar um
feixe de luz como constituído por um conjunto de partículas que se refletem
elasticamente ao encontrarem uma superfície lisa.
Para descrever como Newton explicava o fenômeno da
refração, consideramos, um feixe luminoso, propagando-se no ar ( meio 1)
refrata-se ao penetrar na água ( meio 2), aproximando-se da normal. Segundo
Newton, isto ocorre porque as partículas que constituem o feixe , ao se
aproximarem da água , seriam solicitadas por um força de atração , que
provocaria uma mudança na direção do movimento delas. Portanto, a ação desta
força sobre as partículas seria responsável pela refração do feixe
luminoso.
Observe que, como consequência desta ação, as partículas
teriam sue velocidade aumentada ao penetrarem na água, isto é, deve-se ter, v2
> v1. Em outras palavras, de acordo com o modelo corpúsculo de
Newton ,a velocidade da luz na água deveria ser maior do que no ar. Naquela
época não fói possível verificar se esta conclusão era correta, pois não eram
conhecidos métodos capazes de medir a velocidade da luz com precisão
suficiente.
OBSERVAÇÕES EXPERIMENTAIS
FAVORECEM O MODLO ONDULATÓRIO DA LUZ
O modelo ondulatório, defendido por Huynghens, também
conseguia explicar satisfatoriamente a reflexão e a refração da luz, isto é ,
como veremos no capítulo seguinte, uma onda qualquer se reflete e se refrata
seguindo as mesmas leis de reflexão e da refração luminoso. Assim, as duas
teorias sobre a natureza da luz apresentavam-se igualmente válidas e era muito
difícil optar por uma delas,
Entretanto, no início do século XIX, foi possível
observar, com a luz, o fenômeno de interferência.
Como a interferência é um fenômeno característico do movimento ondulatório, o
fato de ser possível observá-lo com feixe luminosos apresenta-se como uma
evidência extremamente favorável ao modelo ondulatório. Apesar disso, em
virtude do grande prestígio de Newton, o modelo corpuscular continuava a ser
aceito por uma significativa parcela da comunidade científica da época.
Em 1862, um acontecimento importante dava fim a esta
disputa que vinha se prolongado por mais de 150 anos, neste ano o físico
francês Foucoult conseguiu medir a velocidade da luz na água, verificando que
seu valor era menor do que no ar. A teoria corpuscular de Newton, conforme
vimos , ao explicar a refração, previa exatamente o contrário. Desta maneira,
as idéias de Newton sobre a natureza da luz tiveram de ser definitivamente abandonadas,
pois elas levavam a conclusões que estavam em descordo com os resultados
experimentais.
NEWTON OBSERVA A DISOERSÃO DA
LUZ BRANCA
O primeiro trabalho científico publicado por Newton (EM
1672) apresentava suas idéias sobre a natureza das cores, E interpretação dada
por ele, neste trabalho, sobre a dispersão da luz branca a sai teoria sobre as
cores dos corpos permanece aceita até os dias atuais, ao contrário do que
ocorreu com o seu modelo corpuscular da luz.
Muito antes de Newton, já era conhecido o fato de que a luz
branca, ao atravessar um prisma de vidro, dava origem um feixe colorido.
Acreditava-se naquela época , que a luz branca (Provavelmente do Sol) era uma luz
pura e que aparecimento das cores era
devido a impureza que o feixe recebia ao atravessar o vidro .
Trabalhando no polimento de algumas peças de viro para
estudo de ótica, Newton conseguiu obter um prisma triangular, interessando-se
em realizar a famosa experiência da dispersão da luz branca, sobre a qual ele
já tinha ouvido falar. Descreveu , então esta experiência comas seguintes
palavras:
!..tendo escurecido o meu quarto, fiz um pequeno orifício
na janela, de modo a deixar penetrar um quantidade conveniente de luz
solar. Coloquei o prisma em frente ao orifício, de maneira que a luz , ao se refratar,
incidisse na parede oposta, foi um agradável divertimento observar as intensas
e vivas cores ali projetadas...”
Newton usou, então , pela primeira vez , a palavra latina
spectrum para denominas este conjunto de
cores. Como não estivesse de acordo com a idéia de que as cores são produzidas por
impurezas acrescentada à luz branca, ele realizou uma experiência que mostrou
ser falsa esta antiga teoria: deixando apenas uma das cores do espectro passa
através de um segundo prisma, Newton verificou que este feixes luminoso emergia
do prisma sem sofre qualquer alteração. Concluiu , então que um prisma nada
acrescenta a um feixe luminoso que passa através dele.
Procurando uma explicação adequada
para o fenômeno, ele lançou a hipótese de não ser a luz branca uma cor pura ,
como se pensava até então. Ao contrário , ela seria o resultado da superposição
ou mistura de todas as cores do espectro , Ao passar pelo prisma, a luz branca
se decompõe porque cada cor se refrata sob um ângulo diferente. Essas idéias de
Newton são até hoje consideradas.
TEORIA DE NEWTON SOBRE AS CORES DOS
CORPOS
No
mesmo trabalho em que apresentou esta idéia sobre a composição da Luz branca,
Newton desenvolveu um estudo sobre as cores dos objetos.
“ As cores de todos os corpos da
natureza são devidas simplesmente ao fato de que ele refletem a luz certa cor
em maior quantidade do que as outras.”
Isto significa, como vimos, que um
corpo iluminado com luz banca se apresenta verde, por exemplo, porque ele
absorve grande parte das demais cores que constituem a luz branca , refletindo
preferencialmente a luz verde.
A teoria das cores de Newton
encontrou violenta oposição por parte de vários cientistas da época,
especialmente do fisco inglês R. Hooke. Estas objeções causaram tamanhos
dissabores a Newton que ele, para evitar envolver-se em outras polêmicas, resolveu
não mais divulgar seus trabalhos. Isto fez com que permanecessem vários anos em
quase completo isolamento. Somente catorze anos mais tarde, por insistência de
seu amigo E. Halley, Newton decidiu publicar a sua famosa obra Princípios da
Matemática da Filosofia Natural. Entretanto, para publicar o seu tratado Opticks,
contendo suas teorias sobre as propriedade
da luz, ele aguardou a morte de Hooke. De ato Hooke faleceu em 1703 e esta obra
de Newton só veio a ser editada 1704.
Fonte: Luiz, Antônio
Máximo Ribeiro da, Beatriz Alvarenga Álvares, Física 1 vol 2- São Paulo; Scpione,2006
