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La teoría de las ondulaciones

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by

Nalliely Hernández

on 25 August 2016

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Transcript of La teoría de las ondulaciones

La teoría de las ondulaciones
El éter
Concepto de éter de Fresnel: medio hipotético que transporta las ondas luminosas. Es inmóvil. Se trata de un espacio físicamente absoluto en el que las ondas luminosas están congeladas: el movimiento luminoso es una vibración del éter.
Explica que la velocidad de la luz es independiente de la fuente.
¿El éter se ve perturbado por los cuerpos que atraviesa y que lo atraviesan? Estas respuestas varían durante el siglo XIX.
Cambia el estatuto del espacio, implícitamente, a uno absoluto. Por tanto, se abandona el principio de relatividad.
Separa la física en dos bloques: las partículas materiales que sigue el principio y la luz, exclusivamente ondulatoria que no tiene una cinemática verdaderamente clara.
Soluciones y problemas del éter
La velocidad de la luz solo depende las características del éter y no de las fuentes luminosas.
Para el observador, el éter debe ser perturbado por el prisma para explicar el resultado negativo del experimento de Arago y no serlo para explicar la aberración por el movimiento de la Tierra. Entonces Fresnel elabora la hipótesis de que el éter es perturbado sólo por los cuerpos transparentes (como el prisma). Aunque la Tierra y el prisma están en reposo uno respecto del otro, no están en el mismo estado respecto del éter.
Fresnel creará la óptica ondulatoria que a finales del siglo XIX Maxwell la interpretará y unificará como un fenómeno electromagnético.
Un punto de vista restrospectivo
Se tata de la constancia de la velocidad de la luz en todos los marcos de referencia inerciales y la adición de velocidades cuando se trata de la luz.
Así la óptica del siglo XIX se opone en cierta forma a la relatividad, pues las teorías del éter no son compatibles con el principio de relatividad.
Fresnel y Young

1815 presenta un artículo sobre la difracción de la luz a partir de una "teoría de las vibraciones" o "de las ondulaciones" que se opone a Newton. (Cita Eisenstaedt p. 171).
Young razona por analogía y explica la interferencia haciendo uso de la idea de onda y puede medir la longitud de onda (en los primeros años del siglo XIX).
Sus trabajos son complementarios, Fresnel conceptualiza y matematiza las ideas de Young.
Fresnel interpreta el experimento de Arago (refracción) como un resultado negativo, por lo tanto, el movimiento de la Tierra no influye en el movimiento de los rayos.
La interferencia, la difracción y la polarización no tienen explicación en la teoría de emisión.
Experimentos sobre la velocidad de la luz
Se realizan diversos experimentos al respecto particularmente alrededor de 1850.
Se quiere saber su valor con precisión.
Pero también se quiere comparar la velocidad en el aire y en un medio transparente más denso pues la teoría de emisión y la ondulatoria se oponen al respecto (experimento crucial).
Foucault realiza el experimento ideado por Arago y concluye que la velocidad de luz es menor en el agua que en el aire, confirmando la teoría de las ondulaciones.
Young y Forbes, luego Perrotin, obtuvieron un valor para la velocidad de la luz de 299853 km/s con una incertidumbre de 60 km/s.
El efecto Doppler
1842 Dopler publica "Sobre el color de la luz de las estrellas sobres...".
Parte de la analogía de las ondas luminosas con el sonido y con las olas: "la distancia y el intervalo de tiempo entre dos ondas sucesivas deben ser menores para un observador que se precipita hacia la ola que viene, y mayores si se aleja de ella".
Establece para el sonido formulas que proporcionan la variación de la longitud de onda en función de las velocidades del observador y la fuente en un medio determinado.
Muestra que para un observador inmóvil al cual se acerca una fuente, la longitud de onda de recepción es menor que la longitud de onda de emisión. Esto sucede también si el receptor se acerca a una fuente inmóvil.
Efecto Doppler-Fizeau
Las fórmulas de Fizeau no son las mismas cuando la que se mueve es la fuente y cuando se mueve el observador. Sólo son equivalentes cuando las velocidades no son muy grandes. Esto sucede porque la teoría de las ondulaciones no obedece al principio de la relatividad. El éter es el medio respecto al cual todo debe referirse y calcularse; impone un espacio concebido como absoluto físicamente, en cierta forma "más absoluto" aún que el espacio newtoniano (un marco real existente, marco de referencia fundamental).
La teoría predice la observación de frecuencias desplazadas, desplazamiento relacionado con la velocidad de la fuente o del observador respecto al éter.
La influencia del movimiento de la Tierra en
los experimentos de óptica
Se vuelve central la cuestión de la influencia de la velocidad de la Tierra en los fenómenos ópticos. ¿el éter es perturbado parcial (Fresnel) o totalmente (Stokes)?
Ha dos tipos de experimentos, donde la fuente, detector o aparto óptico están en reposo,o donde están en movimiento.
Mascart concluye en 1874 "que el movimiento de la Tierra no tiene influencia apreciable sobre los fenómenos de óptica producidos por una fuente terrestre o por la luz solar, que dichos fenómenos no nos permiten apreciar el movimiento absoluto de un cuerpo y que sólo tenemos esperanza de observar los movimientos relativos" (absoluto, respecto al éter, relativos, el efecto Doppler)
Lorentz aborda el problema (además de la aberración) y propondrá dos teorías del éter, la segunda donde hay un éter inmóvil tendrá éxito.
Los Experimentos de Michelson
Michelson se convence del interés de realizar experimentos más precisos que permitan observar la influencia de la velocidad d ela Tierra sobre los fenómenos luminosos. Pensará hacer que interfieran dos haces luminosos que no hayan seguido la misma ruta.
El primer experimento de Michelson se llevó a cabo en 1881 en Postdam. Su resultado negativo se considera por Lorentz poco concluyente. El experimento se retoma 6 años después con Morley tomando infinidad de precauciones. En julio de 1887 realizaron nuevas observaciones y los resultados negativos obtenidos los contrariaron. Decididamente los experimentos no permitían determinar el movimiento de la Tierra a través del espacio.
El electromagnetismo y la óptica: hacia una nueva cinemática
Después de que Maxwell unificó los fenómenos luminosos y electromagnéticos, la óptica se convierte en una rama de la electrodinámica y el éter es el soporte de los campos eléctricos y magnéticos.
Resultará muy difícil introducir la teoría del éter en la teoría de Maxwell y dos personajes dominan el campo: Lorentz y Poincaré.
Lorentz considera un éter fijo e indeformable, permite que las ecuaciones sean idénticas en dos marcos de referencia en mru, respetando el principio de relatividad óptico (del observador) para lo cual introduce un "tiempo local" formal, "artificio de cálculo", una ficción relacionada con el tiempo absoluto.
No se puede explicar el experimento de Michelson y Morley con un éter inmóvil y propone una contracción de los cuerpos en dirección del movimiento (para compensar el desfase).
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