Fresnel estaba destinado a completar la
obra de Young sobre la teoría ondulatoria de la luz, siendo a diferencia de
aquel todo lo contrario a un niño prodigio, pues contaba ya con ocho años
cuando empezó a leer, sin embargo con el paso de los años su inteligencia se
hizo brillante. Se graduó de ingeniero civil, trabajando la mayor parte de su
vida profesional para el Estado. En 1814 tuvo una pequeña interrupción en su
trabajo, cuando se opuso a la vuelta de Napoleón del exilio de Elba. Pero el
retorno de Napoleón duró solamente cien días y terminó en Waterloo,
reintegrándose entonces Fresnel a su trabajo.
Hacia 1814 Fresnel se interesó en el
problema de la luz y de un modo independiente realizó algunos experimentos que
Young había realizado una década antes. Arago leyó los informes de Fresnel y se
convirtió a la teoría ondulatoria, llamando la atención de Fresnel hacia los
trabajos que Young había realizado, que teniendo muchas cosas semejantes,
permitió que la obra de Fresnel se acelerase y empezase a construir una base
matemática completa para la teoría ondulatoria.
Hacia siglo y medio que Huygens había
compuesto parte de tal base matemática, pero Fresnel la sobrepasó. Huygens y
todos los científicos de su tiempo que eran partidarios de la teoría
ondulatoria, estaban convencidos de que si las ondas luminosas existían debían
ser longitudinales, con oscilaciones que tenían lugar a lo largo de la línea de
propagación, como las sonoras. Finalmente Young sugirió que las ondas luminosas
podían ser transversales, con oscilaciones en ángulo recto a la línea de
propagación, como en las ondas acuosas. Fresnel adoptó inmediatamente el punto
de vista de las ondas transversales, de Young, y construyó la base teórica para
ello.
La victoria más grande de la teoría de
las ondas transversales fue la explicación de la doble refracción a través del
espato de Islandia, descubierto por Bartholin. Ni la teoría corpuscular ni la
de las ondas longitudinales podían explicarlo. Sin embargo, sí podía hacerlo la
teoría de las ondas transversales, y Fresnel demostró que la luz podía
refractarse a través de dos ángulos diferentes, porque un rayo consistía en
ondas oscilando en un plano dado, mientras que el otro rayo consistía en ondas
que oscilaban en un plano perpendicular al primero. Por tanto, era de esperar
que los dos rayos tuvieran propiedades diferentes bajo ciertas condiciones y
que se refractasen de un modo diferente en ciertos sólidos.
Según el punto de vista de Fresnel, la
luz ordinaria consistía en ondas oscilando igualmente en todos los planos
posibles, formando ángulos rectos con la línea de propagación, mientras que la
luz con oscilaciones distribuidas desigualmente a través de los planos, era luz
polarizada. Termino introducido por Malus. Cuando las oscilaciones se
restringían a un plano único, como en el caso de los rayos de luz que pasan por
el espato de Islandia, se decía que la luz era plano-polarizada.
Fresnel utilizó su nuevo punto de vista
acerca de la luz, diseñando lentes para faros, que eran mucho más eficientes
que los espejos que reemplazaban. Por otra parte, una comprensión de la luz
polarizada, llegó a tener una importante aplicación en la química orgánica,
para los trabajos de Pasteur, una generación más tarde.
Arago, después de un periodo de
colaboración con Fresnel, se separo de él cuando este adoptó la teoría de las
ondas transversales. Más tarde volvió al redil, aceptando la teoría, pero ya
Fresnel había publicado su trabajo, en solitario, y como es natural, todos los
honores fueron para él.
Si la luz consistía en ondas, algo
debía estar produciéndolas. Los teóricos ondulatorios primitivos sostenían que
el espacio y todas las sustancias transparentes estaban rellenas de éter. La
luz consistía de ondas que se movían en ese éter, el cual transportaba la luz
aún a través de un vacío aparente, y que podría llamarse éter luminoso. (La
palabra éter proviene del nombre dado por Aristóteles al quinto elemento, que
él consideraba que formaba el firmamento.)
Si las ondas luminosas eran longitudinales,
se podría considerar el éter como una sustancia finísima, parecida al gas,
inapreciable a los instrumentos comunes, cosa que no habría dificultad en
aceptar, al igual que no hubo mucha tampoco cuando se aceptó la teoría de los
átomos inapreciables de Dalton. Sin embargo, las ondas transversales podían
transmitirse solamente por los sólidos, y si las ondas luminosas eran
transversales, el éter tendría que considerarse como un sólido muy rígido. Dada
la velocidad de las ondas. En ese caso ¿Cómo era posible que los planetas se
pudieran mover a través del éter sin ninguna interferencia apreciable? Hombres
como Brewster rehusaron aceptar la teoría ondulatoria si ello implicaba aceptar
la teoría del éter, cosa que fue posible por los trabajos de Cauchy.
En general, la obra de Fresnel fue
aceptada por los físicos y Malloni la amplió más allá del espectro visible.
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