NEWTON'S CORPUSCULAIRE LICHTTHEORIE - FYSIEK - 2026

De theorie corpusculair licht Newton (1704) stelt voor dat het lichte materiaal bestaat uit deeltjes die Isaac Newton bloedlichaampjes noemde. Deze deeltjes worden in een rechte lijn en met hoge snelheid geworpen door verschillende lichtbronnen (de zon, een kaars, enz.).

In de natuurkunde wordt licht gedefinieerd als een deel van het stralingsveld dat het elektromagnetische spectrum wordt genoemd. In plaats daarvan is de term zichtbaar licht gereserveerd om het deel van het elektromagnetische spectrum aan te duiden dat door het menselijk oog kan worden waargenomen. Optica, een van de oudste takken van de natuurkunde, is verantwoordelijk voor de studie van licht.

Licht heeft sinds onheuglijke tijden de belangstelling van de mens gewekt. Door de geschiedenis van de wetenschap heen zijn er veel theorieën geweest over de aard van licht. Het was echter in de late 17e en vroege 18e eeuw, met Isaac Newton en Christiaan Huygens, dat hun ware aard begon te begrijpen.

Op deze manier werd de basis gelegd voor de huidige theorieën over licht. De Engelse wetenschapper Isaac Newton was tijdens zijn studie geïnteresseerd in het begrijpen en verklaren van de verschijnselen die verband houden met licht en kleuren; Als resultaat van zijn studie formuleerde hij de corpusculaire theorie van het licht.

Newton's corpusculaire lichttheorie

Deze theorie werd gepubliceerd in het werk van Newton genaamd Opticks: of, een verhandeling over de reflecties, refracties, verbuigingen en kleuren van licht.

Deze theorie was in staat om zowel de rechtlijnige voortplanting van licht als de weerkaatsing van licht te verklaren, hoewel het breking niet bevredigend verklaarde.

In 1666, voordat hij zijn theorie verkondigde, had Newton zijn beroemde experiment van de ontbinding van licht in kleuren uitgevoerd, dat werd bereikt door een lichtstraal door een prisma te laten gaan.

De conclusie die hij kwam was dat wit licht is samengesteld uit alle kleuren van de regenboog, wat hij in zijn model uitlegde door te zeggen dat de lichtlichaampjes verschillend waren afhankelijk van hun kleur.

Reflectie

Reflectie is het optische fenomeen waarbij wanneer een golf (bijvoorbeeld licht) schuin op het scheidingsoppervlak tussen twee media valt, deze een richtingsverandering ondergaat en samen met een deel van de bewegingsenergie naar de eerste wordt teruggevoerd.

De wetten van reflectie zijn als volgt:

Eerste wet

De gereflecteerde straal, het incident en de normale (of loodrechte) straal bevinden zich in hetzelfde vlak.

Tweede wet

De waarde van de invalshoek is dezelfde als die van de reflectiehoek. Om zijn theorie te laten voldoen aan de wetten van reflectie, nam Newton niet alleen aan dat de bloedlichaampjes erg klein waren in vergelijking met gewone materie, maar dat ze zich ook door het medium verspreidden zonder enige vorm van wrijving.

Op deze manier zouden de bloedlichaampjes elastisch botsen met het
scheidingsoppervlak van de twee media, en aangezien het verschil in massa erg groot was, zouden de
bloedlichaampjes stuiteren.

De horizontale component van het momentum px zou dus constant blijven, terwijl de normale component p zijn richting zou omkeren.

Zo werd aan de wetten van reflectie voldaan, waarbij de invalshoek en de reflectiehoek gelijk waren.

Refractie

Integendeel, breking is het fenomeen dat optreedt wanneer een golf (bijvoorbeeld licht) schuin op de scheidingsruimte tussen twee media valt, met een verschillende brekingsindex.

Wanneer dit gebeurt, dringt de golf binnen en wordt gedurende een halve seconde samen met een deel van de energie van de beweging uitgezonden. Breking vindt plaats vanwege de verschillende snelheden waarmee de golf zich voortplant in de twee media.

Een voorbeeld van het fenomeen refractie kan worden waargenomen wanneer een voorwerp (bijvoorbeeld een potlood of een pen) gedeeltelijk in een glas water wordt gestoken.

Om breking te verklaren, stelde Isaac Newton voor dat lichtgevende deeltjes hun snelheid verhogen wanneer ze van een minder dicht medium (zoals bijvoorbeeld lucht) naar een dichter medium (zoals bijvoorbeeld glas of water) gaan.

Op deze manier rechtvaardigde hij, in het kader van zijn corpusculaire theorie, breking door een sterkere aantrekkingskracht van lichtgevende deeltjes door het medium met grotere dichtheid aan te nemen.

Er moet echter rekening mee worden gehouden dat, volgens zijn theorie, op het moment waarop een lichtgevend deeltje uit de lucht water of glas raakt, het een kracht moet ondergaan die tegengesteld is aan de component van zijn snelheid loodrecht op het oppervlak, die het zou een afwijking van het licht met zich meebrengen die in strijd is met het werkelijk waargenomen licht.

Mislukkingen van de corpusculaire lichttheorie

- Newton dacht dat licht sneller reist in media met een hogere dichtheid dan in media met een lagere dichtheid, wat niet het geval is gebleken.

- Het idee dat de verschillende kleuren licht gerelateerd zijn aan de grootte van de bloedlichaampjes heeft geen rechtvaardiging.

- Newton dacht dat de reflectie van licht het gevolg was van de afstoting tussen de bloedlichaampjes en het oppervlak waarop het wordt gereflecteerd; terwijl breking wordt veroorzaakt door de aantrekkingskracht tussen de bloedlichaampjes en het oppervlak dat ze breekt. Deze bewering is echter onjuist gebleken.

Het is bekend dat bijvoorbeeld kristallen tegelijkertijd licht reflecteren en breken, wat volgens de theorie van Newton impliceert dat ze tegelijkertijd licht aantrekken en afstoten.

- De corpusculaire theorie kan de verschijnselen van diffractie, interferentie en polarisatie van licht niet verklaren.

Onvolledige theorie

Hoewel de theorie van Newton een belangrijke stap betekende in het begrijpen van de ware aard van licht, is de waarheid dat het na verloop van tijd vrij onvolledig bleek te zijn.

Dit laatste doet in ieder geval niets af aan zijn waarde als een van de fundamentele pijlers waarop toekomstige kennis over licht is gebouwd.

Referenties

1. Lekner, John (1987). Theory of Reflection, of Electromagnetic and Particle Waves. Springer.
2. Narinder Kumar (2008). Uitgebreide fysica XII. Laxmi-publicaties.
3. Geboren en Wolf (1959). Principes van optica. New York, NY: Pergamon Press INC
4. Ede, A., Cormack, LB (2012). A History of Science in Society: From the Scientific Revolution to the present, University of Toronto Press.
5. Reflectie (natuurkunde). (zd). Op Wikipedia. Opgehaald op 29 maart 2018, via en.wikipedia.org.
6. Corpusculaire theorie van licht. (zd). Op Wikipedia. Opgehaald op 29 maart 2018, via en.wikipedia.org.