1. La luce storica dell’evoluzione del pensiero scientifico

a cura di Paolo Lenisa

 

ima1Nel mondo occidentale i primi ad interrogarsi sul fenomeno della luce e della visione furono, come in quasi tutti i campi della conoscenza, gli antichi Greci. Al tempo esistevano due tipi di teorie: secondo le prime, dette emissioniste, si pensava che gli occhi emanassero una sorta di raggi che interagivano con l’oggetto; le seconde invece, dette immissioniste, prevedevano che fosse l’oggetto ad emettere qualcosa che portava con sé la caratteristica del colore.

 

 

Intorno all’anno 1000 un contributo fondamentale allo sviluppo della comprensione dei fenomeni luminosi fu dato dagli scienziati islamici. 

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Con il filosofo persiano Avicenna (980-1037 dC) si avvia il dibattito sulla distinzione tra lux (qualità luminosa degli oggetti, ma anche sostanza materiale o immateriale origine della luminosità che si osserva nel fuoco o nel Sole) e lumen (l’effetto della luce sui corpi non luminosi). Alhazen (965-1039 dC) ammette l’esistenza di un agente fisico esterno all’individuo, la luce; la visione avviene per raggi emessi da ogni punto dell’oggetto verso l’occhio. Il suo maggior lavoro: il Libro dell’Ottica apparso nel 1015, è un vero e proprio testo scientifico che contiene un dettagliata descrizione di esperimenti, misure e risultati. E’ anche in suo onore che il 2015 è stato proclamato anno della luce.

 

Il periodo successivo all’introduzione del metodo scientifico galileiano fu caratterizzato da una netta divisione tra chi sosteneva che la luce fosse un flusso di particelle, e chi era certo fosse composta di onde. Isaac Newton fu un convinto sostenitore della teoria corpuscolare, ed eseguì storici esperimenti sulla luce verso la fine del XVII secolo. Il suo esperimento più famoso fu sicuramente quello della scomposizione della luce solare con il prisma dove mostrò come la luce bianca sia composta di molti colori. L’idea che la luce fosse un’onda ebbe parecchi sostenitori, tra i quali ricordiamo Christiaan Huyghens, ma fu solo nel 1800 che gli esperimenti di Thomas Young dimostrarono che la luce può mostrare interferenze e che quindi avere carattere decisamente ondulatorio.

 

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Nel corso del XIX secolo, gli sviluppi sperimentali e teorici nella comprensione di elettricità e magnetismo culminarono nel lavoro di James Clerk Maxwell, che dimostrò l’esistenza di onde originate da campi elettrici e magnetici oscillanti. Queste onde erano previste viaggiare ad una velocità molto vicina alla velocità misurata della luce, ed apparve assai probabile che la luce visibile luce fosse un fenomeno ondoso ondulatorio? elettromagnetico. Ora sappiamo che la luce è effettivamente un’onda elettromagnetica in un intervallo di frequenze cui il nostro occhio è sensibile.

 

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Proprio nel momento in cui come la teoria ondulatoria della luca sembrava prevalere, nel 1905, Albert Einstein mostrò nel 1905 che per spiegare l'effetto fotoelettrico (in cui elettroni sono emessi da un metallo illuminato da luce di frequenza sufficientemente elevata) fosse necessario interpretare la luce in termini di pacchetti discreti energia, o fotoni. A conclusione di un percorso di evoluzione del pensiero di oltre 2000 anni, gli scienziati moderni, accettano che la luce possa comportarsi, a seconda delle situazioni sperimentali, come una particella o come un’onda. Sarà Louis de Broglie nel 1924 a sconvolgere ancora una volta il senso comune ipotizzando che, a loro volta, anche le particelle materiali possano essere rappresentate da onde quando si entra nel dominio dell’infinitamente piccolo.

 

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