La luce è una radiazione elettromagnetica, compresa tra circa 4 • 10 alla quattordicesima e circa 7,5 • 10 alla quattordicesima periodi al secondo, che impressiona l’occhio. Lo studio della luce è quindi legato anche al fenomeno fisiologico della vista; è bensí vero che esistono preparati fotografici sensibili alla luce, ma la loro latitudine di sensibilità può essere diversa da quella dell’occhio: ne consegue perciò che i limiti di definizione della luce non possono essere che legati a quelli della vista.
Le teorie della luce
Newton riteneva che la luce consistesse in uno sciame di minutissime particelle, lanciate dai corpi luminosi con velocità enormi, le quali o giungono direttamente al nostro occhio e vi destano una sensazione che noi riferiamo al corpo luminoso, o colpiscono altri corpi e da essi vengono rimandati all’occhio, e noi ne riferiamo le impressioni ai corpi illuminati. Huygens invece pensò che la luce fosse generata da vibrazioni rapidissime delle piú piccole particelle costituenti i corpi, le quali, trasmesse da un mezzo elastico, giungono all’occhio;
Questo mezzo deve essere diffuso in tutto l’universo. Le due teorie sono note coi nomi rispettivamente di teoria corpuscolare e teoria ondulatoria. La prima, per la sua semplicità e per l’autorità del suo grande ideatore, venne subito accolta con favore, giustificato anche dal fatto che essa spiega i fenomeni luminosi piú comuni con meravigliosa evidenza. La seconda teoria spiega invece i fenomeni in modo piú complicato e per di piú richiede la presenza in tutto l’universo, del mezzo elastico adatto alla propagazione delle oscillazioni.
Limiti e differenze sulle teorie della luce
La teoria di Huygens ebbe fortuna perché, a differenza di quella corpuscolare di Newton, permise di spiegare i fenomeni dell’ottica fisica (cosí chiamata in contrapposizione all’ottica geometrica), quali la rifrazione, l’interferenza, la diffrazione, la polarizzazione. Tuttavia la sua principale limitazione consisteva nel fatto che per spiegare la propagazione della luce nel «vuoto» degli spazi interplanetari e cosmici, occorreva immaginare tali spazi non vuoti in senso assoluto, ma riempiti di una sostanza elastica che assommasse proprietà piuttosto contrastanti.
Come quelle di essere abbastanza rarefatta perché i pianeti vi si muovessero senza attrito, ma abbastanza densa per trasmettere onde trasversali come sono quelle ottiche: onde elastiche trasversali sono infatti trasmesse solo dalla materia nel suo stato piú condensato, ossia sono caratteristiche dei corpi solidi (i gas ad esempio trasmettono onde elastiche solo longitudinali). L’esistenza di una simile sostanza, che fu chiamata «etere cosmico», fu effettivamente ipotizzata ma, a parte le difficoltà di procurarsene un campione per analizzarne le proprietà, la coesistenza in essa delle suddette contrastanti caratteristiche permaneva come una fondamentale debolezza della teoria ondulatoria elastica di Huygens.