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Biografia de la fisica

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diferentes se cruzan sin 
estorbarse unos a otros. 
Por esta razón, intentaré en este libro, de acuerdo con los principios sostenidos 
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por la filosofía contemporánea, dar razones más claras y probables de las propiedades: 
primero, de la propagación rectilínea de la luz, y, segundo, de la reflexión de la luz 
cuando encuentra otros cuerpos. Después explicaré aquellos fenómenos de los rayos 
que, al atravesar clases diferentes de cuerpos transparentes, sufren la llamada refrac-
ción, y en esto trataré también de los efectos de la refracción en el aire producidos 
por las diferencias en la densidad de la atmósfera. 
Continuaré investigando la extraña refracción de la luz de un cristal especial 
traído de Islandia. Finalmente trataré de las diferentes formas de los cuerpos transpa 
rentes y reflectantes, por medio de los cuales se hace converger los rayos en un punto 
o son desviados en las direcciones más diferentes. E n esto veremos qué fácilmente 
nuestra nueva teoría lleva al descubrimiento, no sólo de las elipses, hipérbolas y otras 
curvas que Descartes ha sugerido ingeniosamente para este efecto, sino también de 
aquellas figuras que forman la superficie de un cristal, cuando la otra superficie se sabe 
que es esférica, plana o de cualquier otra forma... 
Ahora bien, puesto que, de acuerdo con esta filosofía, se tiene por cierto que el 
sentido de la vista es estimulado únicamente por la impresión de un cierto movimiento 
de materia que actúa sobre los nervios en el fondo de nuestros ojos, esto es una razón 
más para creer que la luz consiste en un movimiento de la materia entre nosotros y el 
cuerpo luminoso. Si además tenemos en cuenta y consideramos la extraordinaria velo-
cidad con que la luz se esparce en todas direcciones y también el hecho de que proce-
diendo, como lo hace, de direcciones muy diferentes y en verdad opuestas, los rayos 
se interpenetran sin obstruirse unos a otros, entonces podemos comprender que siem-
pre que vemos un objeto luminoso, esto no puede ser debido a la transmisión de la 
materia que nos llega del objeto, como por ejemplo un proyectil o una flecha que vuela 
en el aire, porque esto es una patente contradicción de las dos propiedades de la luz 
y en particular de la segunda. Así pues, debe propagarse de otro modo y precisamente 
nuestro conocimiento de la propagación del sonido en el aire puede llevarnos a com-
prender cuál es este modo. 
Sabemos que por medio del aire, que es un cuerpo invisible e impalpable, el sonido 
se propaga a través de todo el espacio que rodea su fuente por un movimiento que 
avanza gradualmente de una partícula del aire a la siguiente, y como la propagación 
de este movimiento se realiza con la misma velocidad en todas direcciones deben 
formarse superficies esféricas que se extienden cada vez más para, al fin, alcanzar 
nuestros oídos. Ahora bien, no hay duda de que la luz también nos llega de los cuerpos 
luminosos por medio de algún movimiento que se comunica a la materia intermedia, 
porque ya hemos visto que no puede ocurrir por virtud de la traslación de un cuerpo 
que puede llegar a nosotros desde allí. Si ahora, como investigaremos en seguida, 
la luz necesita tiempo para su recorrido, se sigue que este movimiento comunicado a 
la materia debe ser gradual y que, como el sonido, debe propagarse en superficies esfé-
ricas u ondas; las llamo ondas a causa de su analogía con las que vemos formarse en 
el agua cuando arrojamos en ella una piedra y a causa de que nos permiten observar 
una gradual propagación semejante en círculos, aunque son debidos a una causa dife-
rente y únicamente se forman en una superficie plana... 
Considerando la propagación de ondas, sea en la superficie del agua, en 
el aire, o en el misterioso "éter cósmico", vehículo de las ondas de luz, Huy-
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gcns basaba sus argumentos en un sencillo principio que ahora lleva su nom-
bre. Supongamos, para emplear el caso más familiar y obvio, que arrojamos 
una piedra sobre la quieta superficie de un estanque. Vemos una onda cir-
cular o más bien una serie de ondas que se extienden alrededor del punto 
en que la piedra hirió la superficie. Dada la posición de la onda en un cierto 
momento, ¿cómo averiguar su posición poco tiempo después? Según el prin-
cipio de Huygens, cada punto del frente de una onda que se propaga puede 
ser considerado como fuente de una nueva onda u ondita y la nueva posición 
del frente de la onda es el envolvente común de todas estas pequeñas ondas emiti-
das desde todos los puntos del frente de onda en su posición anterior. 
La aplicación más brillante del principio de Huygens fue su explicación 
de la refracción de la luz, mostrada en la Fig. 18. Supongamos un frente 
de onda plana que cae desde el lado izquierdo superior sobre la cara in-
termedia entre el aire y el cristal (u otros dos medios cualesquiera). Cuando 
este frente de onda está en la posición aa' y toca la cara intermedia en el 
punto a, una pequeña onda esférica comienza a propagarse en el cristal 
desde este punto. Como el frente de la onda avanza en el aire, otras peque-
ñas ondas son emitidas consecutivamente desde los puntos b, c, etc. El di-
bujo corresponde al momento en que el frente de onda que avanza está 
en la posición dd' y la pequeña onda en el cristal está comenzando desde 
el punto d. Para encontrar la posición del frente de onda en el cristal tenemos 
que trazar una línea que envuelve a todas las pequeñas ondas, la cual, en 
este caso, será una línea recta. Si, como se supone en el dibujo, la velocidad 
de la luz en el cristal es menor que en el aire (es decir, si los radios de las 
pequeñas ondas esféricas son menores que las distancias entre las sucesivas 
Fig. 18. Explicación de Huygens de la refracción de la luz. 
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posiciones del frente de la onda en el aire) el frente de la onda en el cristal 
se inclinará hacia abajo y los rayos refractados se acercarán más a la vertical 
que los incidentes; esto es lo que sucede efectivamente cuando la luz pasa 
del aire al cristal. Si la velocidad de la luz en el cristal fuera mayor que en el 
aire, se produciría la situación contraria. Para encontrar la relación entre 
el ángulo de incidencia i y el ángulo de refracción r5 consideremos dos 
triángulos rectángulos bde y bdf que tienen una hipotenusa común. Conforme 
a la definición del seno: 
. ed bf 
sen i — - n ; sen r = -7-7 
bd bd 
Dividiendo la primera ecuación por la segunda tenemos: 
sen i ed _ V-aire 
sen r bf V-cristal 
donde V-aire y V-cristal son la velocidad de la luz en los dos medios. Esta 
es exactamente la lay de Snell, con la corrección de que la razón de los dos 
senos, conocida como índice de refracción, es igual a la razón de las veloci-
dades de la luz en los dos medios. De aquí se sigue que la velocidad de la 
luz en un medio más denso (como el cristal) es menor que en un medio 
menos denso (como el aire). 
Es interesante advertir que la teoría corpuscular de la luz de Newton nos 
llevaría a conclusiones exactamente contrarias. En efecto, para explicar 
la curvatura de los rayos que pasan del aire al agua sobre la base de la teoría 
corpuscular sería necesario suponer que hay allí alguna fuerza perpendicular 
a la cara intermedia que empuja las partículas de la luz cuando la cruzan. En 
este caso, claro está, la velocidad en el cristal sería mayor que en el aire. 
EL TRIUNFO DE LA TEORÍA ONDULATORIA 
DE LA LUZ 
A pesar de las evidentes ventajas de la teoría ondulatoria de Huygens 
sobre la teoría corpuscular de Newton, no fue aceptada durante un período 
muy largo de tiempo. Esto se debió en parte a la gran autoridad de Newton 
entre sus contemporáneos y particularmente a la poca habilidad de Huygens 
en desarrollar sus ideas con la suficiente precisión matemática para hacerlas 
invulnerables a todas las objeciones. Así, la cuestión sobre la naturaleza 
de la luz quedó pendiente