(Créditos da imagem: Pixabay).

A pergunta sobre o que é a luz (e aqui me refiro a “luz” como a radiação no espectro eletromagnético, não apenas a parte visível) e é uma das perguntas fundamentais da Física.

No século XVII e XVIII protagonizaram um capítulo desse debate secular Christiaan Huygens (1629-1695) e Isaac Newton (1643-1727). Segundo Huygeens, a luz se traduz no movimento de ondas; para Newton, a luz se traduz no movimento de corpúsculos (ou partículas). Noutras palavras, o que está em jogo é o caráter ondulatório versus o caráter corpuscular da luz.

O físico e matemático Christiaan Huygens. (Créditos da imagem: Reprodução).

Primeiro, uma introdução histórica: embora haja diferentes visões e sentidos a respeito do significado de ciência, temos comumente adotado que ciência é, entre outras, um conjunto dos conhecimentos adquiridos pelo estudo ou pela prática humana1. Desse modo, fica evidente que Newton e Huygens não pararam para estudar a luz desprovidos de conhecimentos físicos a priori. Essa “base”, ou melhor, as interpretações referentes às características da luz, tem início muito antes do período Iluminista europeu. Na antiga Grécia, os primeiros filósofos gregos, ao proporem explicações para a natureza, não estavam distantes do que podemos considerar como o senso comum intersubjetivo, formado a partir dos dados sensíveis que o mundo nos oferece.

Com isso, temos caracterizada a marca inicial do pensamento quando, às observações dos sentidos comuns à ciência, se misturavam as hipóteses abstratas, as intuições fundamentais e os modelos generalizantes que caracterizam a filosofia natural2. Assim, para Aristóteles, “a luz é a presença do fogo ou algo aparentado com fogo naquilo que é transparente; não é certamente um corpo, pois dois corpos não podem estar presentes no mesmo lugar”3.

Desde então, houve diversos avanços acerca da interpretação da luz; contudo, destacamos apenas aquele que serviriam de gancho direto para Huygens a época da renascença europeia. No Renascimento, ocorreu um grande avanço nas artes, principalmente em relação a pintura com as misturas das tintas. Houve também um desenvolvimento teórico e experimental da ótica, como a invenção de lunetas e microscópios no século XVII. Neste mesmo século, Snell, pela experimentação, e posteriormente Descartes, com uma justificativa teórica, chegaram à lei dos senos4.

O físico e matemático holandês, Christiaan Huygens, aceitava as teorias desenvolvidas anteriormente por Snell e Descartes, na qual dizia que os raios de luz se propagavam em linha reta, que os ângulos de incidência e reflexão são os mesmos e que a refração obedecia à lei dos senos5.

A teoria da luz de Huygens enfatizava a presença de um meio material entre o objeto e o olho do observador. Ele acreditava que a luz era uma perturbação que ocorria em uma suposta matéria sutil que os sentidos humanos não são capazes de captar, o “éter”.

Segundo Huygens, “a luz é produzida pelo fogo, que contém partículas em movimento muito rápido, (pois consegue fundir e dissolver os corpos sólidos). Esses tais movimentos provocam vibrações que se propagam no éter. Esse movimento no éter provoca a sensação de visão ao atingir os nossos olhos. E a luz, portanto, seria justamente esse movimento que ocorre entre os objetos luminosos e os olhos.”6 Dessa forma, a luz é uma sucessão de ondas que se propagam uma após a outra, atingindo regiões do meio que ainda não vibram.

Assim, fica claro a crítica que Huygens faz à interpretação corpuscular da luz: se a luz fosse feita de corpúsculos, como essas partículas se cruzariam no ar sem uma atrapalhar o movimento da outra? De fato, podemos observar essa indignação, pois quando vamos a uma peça de teatro, notamos que diferentes holofotes podem ser utilizados para iluminar o palco sem que haja interferência, conforme imagem abaixo.

(Créditos da imagem: Pixabay).

Assim, para Huygens, a luz se movimentaria como uma onda sonora, em movimentos longitudinais, com a única diferença que as ondas sonoras se propagam no ar, enquanto as frentes de ondas da luz se propagariam no éter. Ademais, faz-se importante ressaltar que as ondas luminosas descritas por Huygens não são periódicas e assim não podem ser caracterizadas por sua frequência e comprimento de onda. Com a sua teoria de caráter ondulatório para a luz, ele foi capaz de explicar os fenômenos de refração e reflexão.

Isso significa então que a luz é uma onda, certo? Calma! Há controvérsias. O outro lado da história vem com o seu contemporâneo, Isaac Newton. Para continuar a leitura desta história, clique aqui.

Referências:

  1. SINGH, S. Big Bang. Rio de Janeiro; São Paulo: Editora Record, 2006.
  2. CUNHA, S. S. Investigação sobre o possível. 1 ed. Rio de Janeiro: Barra Livros, 2015.
  3. ARISTÓTELES, De Anima. Tradução integral direta do grego, ensaio introdutório, sumário analítico, léxico e bibliografia e notas de Maria Cecília Gomes dos Reis. São Paulo: Editora 34, 2006.
  4. SILVA, C. C.; MARTINS, R. A. A teoria das cores de Newton: um exemplo do uso da história da ciência em sala de aula. Ciência e Educação, v. 9, n. 1, p. 53-65, 2003.
  5. FORATO, T. C. M. Fim do século XVII: corpúsculos ou pulsos no éter?. Edusp: São Paulo, 2009.
  6. MARTINS, R. A. Tratado sobre a luz, de Christiaan Huygens, Cadernos de História e Filosofia da Ciência (suplemento 4), 1986.

Daniel Trugillo
Santista e pós-graduando em Ensino de Ciências (PIEC/USP). Além de escrever para o Ciencianautas, escrevo resenhas de livros de filosofia, educação, psicologia e afins na rede Skoob. Também faço parte do grupo de divulgação científica Via Saber. Como hobby gosto de xadrez, paradoxos e memes.