Korpuskulartheorie des Lichts - Corpuscular theory of light

In der Optik besagt die Korpuskulartheorie des Lichts , die 1637 wohl von Descartes aufgestellt wurde, dass Licht aus kleinen diskreten Teilchen besteht, die " Korpuskeln " (kleine Teilchen) genannt werden, die sich mit endlicher Geschwindigkeit geradlinig bewegen und einen Impuls besitzen . Dies basierte auf einer alternativen Beschreibung des Atomismus der Zeit.

Isaac Newton war ein Pionier dieser Theorie; 1672 führte er sie insbesondere aus. Diese frühe Konzeption der Teilchentheorie des Lichts war ein früher Vorläufer des modernen Verständnisses des Photons . Diese Theorie kann Brechung , Beugung und Interferenz nicht erklären , die ein Verständnis der Wellentheorie des Lichts von Christiaan Huygens erfordern .

Mechanische Philosophie

Im frühen 17. Jahrhundert suchten Naturphilosophen nach neuen Informationen, um den Aristotelismus zu ersetzen , der jahrhundertelang die vorherrschende wissenschaftliche Theorie gewesen war. Verschiedene europäische Philosophen übernahmen irgendwann zwischen 1610 und 1650 die so genannte mechanische Philosophie , die das Universum und seinen Inhalt als eine Art groß angelegten Mechanismus beschrieb, eine Philosophie, die erklärte, dass das Universum aus Materie und Bewegung besteht . Diese mechanische Philosophie basierte auf dem Epikureismus und dem Werk von Leukippus und seinem Schüler Demokrit und ihrem Atomismus , in dem alles im Universum, einschließlich des Körpers, des Geistes, der Seele und sogar der Gedanken einer Person, aus Atomen bestand ; sehr kleine Teilchen bewegter Materie. Zu Beginn des 17. Jahrhunderts wurde der atomistische Teil der mechanischen Philosophie weitgehend von Gassendi, René Descartes und anderen Atomisten entwickelt.

Die atomistische Materietheorie von Pierre Gassendi

Der Kern der Philosophie von Pierre Gassendi ist seine atomistische Materietheorie . In seinem großartigen Werk Syntagma Philosophicum ("Philosophische Abhandlung"), das 1658 posthum veröffentlicht wurde, versuchte Gassendi, Aspekte der Materie und Naturphänomene der Welt in Bezug auf Atome und die Leere zu erklären . Er nahm den epikureischen Atomismus und modifizierte ihn, um mit der christlichen Theologie kompatibel zu sein, indem er mehrere wichtige Änderungen vorschlug:

  1. Gott existiert
  2. Gott hat eine endliche Anzahl von unteilbaren und sich bewegenden Atomen geschaffen
  3. Gott hat eine fortwährende göttliche Beziehung zur Schöpfung (der Materie)
  4. Der Mensch hat einen freien Willen
  5. Die menschliche Seele existiert
  6. Gott wurde nicht geboren und wird nie sterben (Gott war immer hier und wird immer sein)

Gassendi dachte, dass sich Atome in einem leeren Raum bewegen, der klassisch als Leere bekannt ist , was der aristotelischen Ansicht widerspricht, dass das Universum vollständig aus Materie besteht. Gassendi weist auch darauf hin, dass die von den menschlichen Sinnen gesammelten Informationen eine materielle Form haben, insbesondere im Fall des Sehens .

Korpuskulare Theorien

Korpuskulartheorien oder Korpuskularismus ähneln den Theorien des Atomismus, außer dass im Atomismus die Atome als unteilbar galten, während Korpuskeln prinzipiell geteilt werden konnten. Korpuskel sind einzelne, unendlich kleine Teilchen mit Form, Größe, Farbe und anderen physikalischen Eigenschaften, die ihre Funktionen und Auswirkungen auf Phänomene in den mechanischen und biologischen Wissenschaften verändern. Dies führte später zu der modernen Idee, dass Verbindungen sekundäre Eigenschaften haben, die sich von den Elementen dieser Verbindungen unterscheiden. Gassendi behauptet, dass Korpuskeln Teilchen sind, die andere Substanzen oder Substanzen tragen und von unterschiedlicher Art sind. Diese Korpuskel sind auch Emissionen aus verschiedenen Quellen wie Sonnenwesen, Tieren oder Pflanzen. Robert Boyle war ein starker Befürworter des Korpuskularismus und verwendete die Theorie, um die Unterschiede zwischen einem Vakuum und einem Plenum zu veranschaulichen , wodurch er seine mechanische Philosophie und die allgemeine Atomtheorie weiter unterstützen wollte. Etwa ein halbes Jahrhundert nach Gassendi nutzte Isaac Newton bestehende Korpuskulartheorien, um seine Teilchentheorie der Lichtphysik zu entwickeln.

Isaac Newton argumentierte, dass die geometrische Natur der Reflexion und Brechung von Licht nur erklärt werden könnte, wenn Licht aus Teilchen besteht, die als Korpuskeln bezeichnet werden, da Wellen nicht dazu neigen, sich in geraden Linien auszubreiten. Newton versuchte, die Theorie von Christiaan Huygens zu widerlegen , dass Licht aus Wellen besteht. In seinem 44. Versuch in einer Reihe von Experimenten zur Physik des Lichts kam er zu dem Schluss, dass Licht aus Teilchen und nicht aus Wellen besteht, indem er einen weißen Lichtstrahl durch zwei Prismen geschickt hatte, die in einem solchen Winkel gehalten wurden, dass das Licht in a Spektrum nach dem Durchgang durch das erste Prisma und wurde dann durch das zweite Prisma wieder zu weißem Licht zusammengesetzt.

Isaac Newton

Die Korpuskulartheorie wurde weitgehend von Isaac Newton entwickelt, dessen Theorie mehr als 100 Jahre lang vorherrschend war und unter anderem wegen Newtons großem Prestige Vorrang vor Huygens' Wellentheorie hatte . Als die Korpuskulartheorie die Beugung , Interferenz und Polarisation des Lichts nicht ausreichend erklären konnte , wurde sie zugunsten der Wellentheorie von Huygens aufgegeben. In gewissem Maße tauchte Newtons korpuskulare (Teilchen-)Theorie des Lichts im 20. Jahrhundert wieder auf, da ein Lichtphänomen derzeit als Teilchen und Welle erklärt wird.

Newtons Korpuskulartheorie war eine Ausarbeitung seiner Sicht der Realität als Wechselwirkungen materieller Punkte durch Kräfte. Beachten Sie Albert Einsteins Beschreibung von Newtons Konzept der physikalischen Realität:

[Newtons] physikalische Realität ist durch Konzepte von Raum , Zeit , materiellem Punkt und Kraft (Interaktion zwischen materiellen Punkten ) gekennzeichnet. Physikalische Ereignisse sind als Bewegungen nach dem Gesetz der materiellen Punkte im Raum zu denken . Der materielle Punkt ist insofern der einzige Repräsentant der Wirklichkeit, als er der Veränderung unterliegt. Der Begriff des materiellen Punktes beruht offensichtlich auf beobachtbaren Körpern ; man begriff den materiellen Punkt auf der Analogie beweglicher Körper, indem man die Merkmale der Ausdehnung , Form , räumlichen Lokalität und all ihrer "inneren" Qualitäten wegließ und nur Trägheit , Translation und den zusätzlichen Begriff der Kraft beibehielt .

  1. Jede Lichtquelle emittiert eine große Anzahl winziger Teilchen, die als Korpuskeln bekannt sind, in einem die Quelle umgebenden Medium.
  2. Diese Korpuskeln sind vollkommen elastisch, steif und schwerelos.

Polarisation

Dass Licht polarisiert werden kann, hat Newton erstmals qualitativ mit der Teilchentheorie erklärt. Étienne-Louis Malus entwickelte 1810 eine mathematische Teilchentheorie der Polarisation. Jean-Baptiste Biot zeigte 1812, dass diese Theorie alle bekannten Phänomene der Lichtpolarisation erklärt. Damals galt die Polarisation als Beweis der Teilchentheorie.

Siehe auch

Verweise

Externe Links