En el segle XIX Fresnel i Young van observar els fenòmens d’interferència i difracció per a la llum, que no es podien explicar amb la hipòtesi de Newton, i Foucault va mesurar la velocitat de la llum en diferents mitjans i va observar que en passar de l’aire a l’aigua disminuïa la seva velocitat, tal com havia proposat Huygens
Aquests descobriments van permetre que es consolidessin les idees de Huygens sobre la natura ondulatòria de la llum, tot i que encara quedaven algunes qüestions sense resoldre relacionades amb la pròpia natura de la llum i amb la seva propagació en el buit.
La propagació de la llum:
Un dels problemes més complexos per explicar la natura ondulatòria de la llum ha estat preguntar-se quin és el medi que vibra.
Podem sentir el so en l’aire o sota l’aigua perquè tant l’aire com l’aigua són els mitjans materials que transporten les ones. En el buit no es propaga el so perquè no hi ha cap mitjà que pugui vibrar.
No obstant això la llum sí que pot viatjar pel buit i aquest fet no hi ha resultat fàcil d’explicar. En un principi els físics suposaven que havia d’haver-hi "alguna cosa" en el buit que servís per transportar les ones lluminoses, però ningú podia detectar-lo.
En un principi es va començar a teoritzar sobre l’existència d’un "èter" que ocupava el buit i no podia ser eliminat. Se suposava que l’èter era el medi pel que viatjava la llum.
D’una banda l’èter havia de ser un medi molt rígid per poder justificar l’alta velocitat de propagació de la llum i d’altra banda, si es tractava d’un medi tan rígid, no s’explicava per què els objectes es podien moure a través d'ell sense a penes resistència. La idea de l’èter es va mantenir viva fins que al principi del segle XX Einstein va justificar que determinats tipus d’ones, com la llum, podien desplaçar-se en el buit.
La natura de la llum: Ones electromagnètiques
|
|
El 1860, Maxwell va publicar la seva teoria matemàtica sobre l’electromagnetisme que predeia l’existència d’ones electromagnètiques que es propagaven a la mateixa velocitat que la llum. Per això va argumentar que la llum i altres ones que es coneixien com les de radi consistien en un mateix fenomen: eren ones electromagnètiques que es diferenciaven només en la seva freqüència. Avui considerem que una ona electromagnètica és única, encara que es compon de dues pertorbacions: un camp elèctric vibrant perpendicularment a un camp magnètic. |
La següent simulació mostra una part de l’espectre electromagnètic. Arrossega el ratolí a esquerra i dreta per veure els valors de la longitud d’ona i la freqüència de les radiacions electromagnètiques i observa la zona de radiació visible.
Com t’hauràs adonat, la radiació visible constitueix només una petita part del conjunt de les ones. La gamma de longituds d’ona que correspon a la llum visible s’anomena espectre visible.
