Teories de la llum: Newton, Huygens, Maxwell, Hertz
Newton — model corpuscular
Model corpuscular format per partícules que varien segons el color (emeses pel focus lluminós).
- La teoria permet explicar:
- Formació d’ombres. El focus emet llum (corpuscles en totes direccions) i, si davant hi ha un cos ABCD opac, no permetrà el pas de les partícules i apareixerà l’ombra A’B’C’D’.
- Reflexió i les seves lleis. La reflexió s'explica com un xoc elàstic entre els corpuscles que formen la llum i la superfície reflectora. En els xocs s'ha de conservar la quantitat de moviment i l'energia cinètica; d'aquí es poden deduir les lleis que coneixem.
- La teoria no permet explicar:
- Objectes lluminosos no perden massa en emetre llum. Si la llum és emissió de corpuscles amb massa, per què no es detecta aquesta disminució en la massa del focus?
- Reflexió i refracció simultànies. Es produeix simultàniament reflexió i refracció? Quin criteri segueix la natura per decidir quins corpuscles es reflecteixen o es refracten?
Huygens — model ondulatori
La llum es considera una pertorbació ondulatòria dels medis materials (ones mecàniques). Aquesta teoria, posterior a la de Newton (teoria de l’emissió), permet deduir les lleis de la reflexió i la refracció, així com explicar la difracció i les interferències, coincidint amb l'observat experimentalment.
Com a ona mecànica, la llum necessitava un medi material que fos el suport per a la propagació de la pertorbació ondulatòria. Rebem llum procedent del Sol i d'estels: on estaria aquest medi material? Hauria d'interactuar poc però suficient (no hi ha fregament perceptible).
Resultat: es proposà l'existència d'un medi material que omplia tot l'univers i que era el suport de la propagació de la llum — èter.
Maxwell — teoria electromagnètica
Maxwell: síntesi dels fenòmens elèctrics i magnètics, amb conclusions que van portar a nous descobriments.
Una càrrega en moviment amb acceleració genera al seu entorn camps elèctrics i magnètics variables. Això constitueix una pertorbació que es propaga sense desplaçar matèria: ona electromagnètica, no una ona mecànica.
Un camp elèctric E variable pot originar un camp magnètic B també variable, i a la inversa. Les ones electromagnètiques interactuen amb càrregues i creen camps elèctrics i magnètics que es propaguen en forma d'ona transversal, amb les direccions dels camps E i B perpendiculars entre si i perpendiculars a la direcció de propagació.
Relació amb l'èter: la teoria d'Einstein de la relativitat especial va fer innecessària la noció de l'èter com a medi preferent per a la propagació de la llum.
Heinrich Hertz
Heinrich Hertz va descobrir experimentalment les primeres ones electromagnètiques —les ones de ràdio— i les va generar al laboratori. Amb aquestes experiències, va comprovar les prediccions de Maxwell, demostrant que la teoria electromagnètica podia explicar fenòmens de l'òptica i més enllà.