Na msg 85269 [http://br.groups.yahoo.com/group/ciencialist/message/85269] expus algo a sugerir uma incompatibilidade entre o comportamento de objetos sujeitos à ação de campos conservativos e a observação da decomposição da luz branca ao atravessar um prisma, a denotar que cores diferentes sofrem refrações diferentes. Fosse a luz constituída por corpúsculos simples, a teoria do campo refrator (vide msgs 85140 e 85198) não conseguiria explicar este fenômeno. Vejamos agora como sair desse impasse.

 

1) Em primeiro lugar seria interessante entender como seria a luz «material», segundo Newton. Digo luz «material» e não luz corpuscular porque a rigor Newton não chegou a descrever «seus» corpúsculos de luz, se bem que esses hipotéticos corpúsculos tenham sido enaltecidos como se fossem pequenas bolinhas por muitos dentre seus seguidores ou críticos. O que Newton chegou a descrever e definir, logo no início de sua obra, foram os raios de luz. Segundo suas palavras:

 

By the Rays of Light I understand its least Parts, and those as well Successive in the same Lines, as Contemporary in several Lines.
[NEWTON, I, 1730 (fourth edition), Opticks, Dover Publications Inc. (1979), New York, p.1]

 

Se a «menor parte» da luz é um raio de luz como definido acima (conforme Newton), não podemos pensar que sua unidade estrutural e funcional (ou seja, a menor parte a conservar todas as propriedades de luz) fosse uma bolinha!!! Quando muito, e para simplificar ao máximo, seriam pequenas cordas, como mostra a figura 1. Nesta imagem temos algumas cordas «Sucessivas» (na mesma linha horizontal) e algumas «Contemporâneas» (na mesma vertical). Poderíamos pensar nas cores como relacionadas, por exemplo, ao comprimento das cordas [qualquer semelhança com comprimento de onda é mera coincidência e qualquer semelhança com a idéia de fóton, idem].

Figura 1: Um feixe de luz homogênea (de uma cor só) e a
estrutura primária de suas partes, (em vermelho) a simularem
pequenas cordas. Essas partes foram referidas por Newton
como “raios de luz”.

Com respeito a esta «mera coincidência» vale a pena fazer uma ligeira pausa para destacar uma observação feita pelo Assis ao traduzir o livro Optiks de Newton: «... deve-se creditar a Newton a prioridade no reconhecimento e na mensuração quantitativa da periodicidade da luz. Foi Newton quem estabeleceu a dependência dos comprimentos desses períodos com a cor produzida pela luz e com o índice de refração do meio. As medidas de Newton foram tão precisas que Young as utilizou mais de cem anos depois para calcular o que hoje chamamos de comprimento de onda da luz.» [ASSIS, A.K.T em Newton, I, Óptica, Edusp, São Paulo, 2002, p. 210, Ref.87.]. Em outras palavras, este comprimento das cordas é realmente idêntico, em extensão, àquilo que posteriormente passou-se a chamar por comprimento de onda.

 

2) Em segundo lugar, poderíamos pensar em analogias mecânicas e que para o caso em apreço, seria a trajetória de uma corda em um campo gravitacional. Uma corda flexível, de baixa elasticidade e inicialmente retilínea, ao passar em alta velocidade (inicialmente na direção do eixo maior da corda) por um campo gravitacional poderia assumir a disposição mostrada na figura 2.

Figura 2: Possível trajetória de uma corda em um campo gravitacional

A corda contorce-se ligeiramente e, em determinados trechos, pode dar a impressão de estar andando parcialmente de lado. Após a curvatura a corda prossegue em sua disposição retilínea, como se quase nada houvesse acontecido além da mudança da direção. O centro de massa da corda deve se comportar de maneira semelhante àquele observado para um corpo rígido, e a trajetória deve depender apenas do campo e da velocidade de entrada neste campo. Cordas com massas diferentes, mas com a mesma velocidade inicial, seguiriam uma trajetória idêntica.

 

O mesmo seria de se esperar para os raios de luz imaginados como pequenas cordas frente ao campo refrator. Consequentemente o impasse continua e as pequenas cordas não podem ser tão simples quanto mostrado na figura 1.

 

3) Fixemos agora a atenção num dos aspectos relacionados à elasticidade e que foi desprezado no exemplo anterior. Vamos nos contentar, por ora, com a queda livre no vácuo e num campo gravitacional e vamos pensar em outro exemplo, pois a elasticidade das cordas é, via de regra, muito pequena e/ou não apropriada para o estudo. Sejam então dois sistemas, AB e CD (figura 3), o primeiro constituído pelos corpos A e B unidos por uma mola e o segundo constituído pelos corpos C e D unidos por uma haste rígida. A, B, C e D tem massas iguais e a mola e a haste idem.

Os dois sistemas A+B+mola e C+D+haste estão fixos ao teto e apoiados em uma prancha p (em roxo) disposta de maneira tal a que a mola não fique distendida inicialmente (nesta situação AB e CD têm o mesmo comprimento). Num dado momento solta-se B e D do teto e, concomitantemente, retira-se a prancha p de sua posição. Os dois sistemas iniciarão um movimento de queda livre. Pergunto: Qual dos dois centros de massa atingirá primeiro a hipotética linha S mostrada na figura 3. A altura h deve ser concebida como tão grande quanto se possa imaginar e o campo não deve ser aproximado para uniforme mas sim pensado rigorosamente como dependente de 1/r².

 

Ora, se a mola se distende durante a queda (pois a força gravitacional em A é sempre ligeiramente superior à força gravitacional em B), o sistema AB ganha energia potencial na mola, o que não ocorre com o sistema CD pois a haste é rígida. Se os centros de massa (CM) dos dois sistemas permanecessem lado a lado, o sistema AB teria retirado mais energia (cinética + potencial da mola) do campo gravitacional do que o sistema CD (apenas energia cinética). A menos que isso fosse compensado por uma menor energia cinética de AB, mas neste caso os CM não andariam lado a lado. Consequentemente o CM do sistema CD deve atingir a hipotética linha S antes do CM do sistema AB. Temos então uma aparente violação da lei da queda livre. O paradoxo é resolvido graças ao conhecimento da estrutura secundária dos dois sistemas (diferença entre mola e haste) e apelando para o caráter conservativo do campo (conservação da energia).

 

4) Se ao invés de queda livre pensarmos nos sistemas AB e CD como tendo uma velocidade inicial em outra direção que não aquela que passa pelo centro do campo gravitacional, as trajetórias serão curvas. Neste caso os corpos seguirão trajetórias distintas, e a maior curvatura será aquela apresentada pelo sistema CD (CD manifesta em maior intensidade os efeitos cinéticos produzidos pelo campo).

 

5) Percebe-se então que se pode compatibilizar a mecânica newtoniana com a existência de um espectro de refração, aceitando-se a idéia de luz corpuscular filamentosa e da existência de um campo refrator. Os corpúsculos no sentido de bolinhas, caso existam, não estão absolutamente soltos, como em uma rajada de metralhadora. Quiçá haja, no lugar da mola, algum campo através do qual esses corpúsculos interagem entre si assumindo aquela estrutura imaginada por Newton como «raios de luz» e com a distância entre um corpúsculo A e outro B relacionada à cor manifestada pelo raio de luz.

 

6) Há que se notar que este «raio material», ao atravessar um plano, comportaria um período T (intervalo de tempo Dt entre a passagem de A e B) e uma frequência (1/T).

 

Este assunto já foi aqui apresentado com bem menos detalhes em julho de 2006 na msg 56057

http://br.groups.yahoo.com/group/ciencialist/message/56057.

 

[ ]´s
Alberto
http://ecientificocultural.com.br
Mas indiferentemente a tudo isso, o elétron não é uma carga elétrica
coulombiana e a Terra se move. E a história se repetirá.