Fisica General Burbano

570 ÓPTICA GEOMÉTRICA I
XXIV – 2. Breve introducción histórica de la Óptica hasta Sir Isaac Newton
Los filósofos de la antigua Grecia consideraban a la luz como un fluido que manaba de los
ojos del observador, algo así como una especie de tentáculos, asemejando el sentido de la vista al
sentido del tacto; esta interpretación de la naturaleza de la luz recibió el nombre de «Teoría Tactil».
Pitágoras de Samos (500 años a. de C.) sostenía que la luz es «algo» que fluye y que captan nuestros
ojos excitando el sentido de la vista; a esta interpretación se la denominó «Teoría de la emisión».
Platón (350 años a. de C.) complica la teoría de Pitágoras suponiendo una acción entre algo
que mana de tres focos: los ojos, el objeto que se ve y el foco que ilumina.
En cualquier caso, era creencia general que la luz estaba formada por partículas, las cuales se
movían en línea recta a gran velocidad (hipótesis que, como relataremos, fue la que más convenció
a Newton). Euclides (300 años a. de C.) en su «Catóptrica», y debido a su gran intuición geométrica,
hizo los primeros razonamientos utilizando el concepto de «rayo luminoso» y con él dedujo,
entre otras cuestiones, la «ley de la reflexión».
Los primeros indicios que tenemos de la observación y estudio de la «refracción», datan de la
época de Platón, que en su «República», menciona el aparente doblamiento de los objetos cuando
se encuentran parcialmente sumergidos en agua; sabemos que fue estudiada por Cleómedes (50
d. C.) y por Claudio Tolomeo de Alejandría (130 d. C.) que hizo y tabuló medidas muy precisas
del «ángulo de refracción» para diversos medios.
Existen pruebas de la utilización de «lentes» desde que en el año 425 a. de C., Aristófanes, en
su sátira «Las Nunes» hace mención al «vidrio quemador» (lente convergente); los romanos, como
lo confirman los escritos del historiador Plinio (años 23-79 d. C.) poseían vidrios quemadores; el
filósofo Séneca (3 a. C., 65 d. C.) escribe que la visión de los objetos se aumenta al realizarla a
través de esferas de vidrio llenas de agua; esferas de cristal han sido encontradas en ruinas romanas
y hasta una lente plano-convexa fue recuperada en las ruinas de Pompeya. Es muy posible,
que los artesanos romanos, para realizar determinados trabajos de detalle, utilizaron lentes de aumento.
Parece ser que a partir de los años citados, la Óptica no tuvo grandes progresos, hasta Alhazem
de Basora (~1000 d. C.) que apostillando la idea pitagórica de que la luz, comportándose como
un proyectil, va de los focos luminosos (el Sol, una llama, etc.) a los objetos y de éstos a nuestros
ojos, aplicando las leyes del choque elástico, deduce la «ley de la reflexión», poniendo el rayo incidente,
el reflejado y la normal en el mismo plano; por otro lado, realizó estudios sobre espejos
esféricos y parabólicos, y detalló de forma bastante precisa el funcionamiento del ojo humano.
A partir de Alhazem y hasta principios del siglo XVII, en que Villebrord Snell (1591-1626) profesor
de Leyden, descubre empíricamente en 1621 la «Ley de la refracción» enunciándola de la
forma que se conoce hoy en día, se hicieron progresos muy significativos en el campo experimental
de la Óptica, inventándose alguno de sus instrumentos más valiosos. Parece ser que Roger
Bacón (1215-1294) inició la idea de usar lentes para corregir determinadas anomalías del ojo;
también sugirió la forma de combinar las lentes para construir un telescopio basándose en el conocimiento
que tenía de la marcha de los rayos al atravesar las lentes (en algunas pinturas del siglo
XIII aparecen monjes con gafas). Leonardo da Vinci (1452-1519) inventa la cámara oscura, popularizada
más tarde por Juan Bautista Laporta (1535-1615); ambos diseñaron y analizaron la marcha
de la luz en combinaciones de lentes y espejos (por aquella época inventaron los alquimistas el
«espéculum», amalgama de mercurio y estaño con la que recubrían el vidrio para hacer espejos).
No está muy claro quien construyó el primer telescopio refractor, sus inicios se encuentran en los
archivos de La Haya, en los que existen pruebas documentales de la patente para tal instrumento,
solicitada por un comerciante holandés en el año 1608. Enterado Galileo Galilei (1564-1642) de
la existencia del telescopio, construye su propio aparato, descubriendo las lunas de Júpiter, los anillos
de Saturno y el giro del Sol, ya que las manchas de éste se movían en su superficie; por otro
lado, para él, la luz era un simple movimiento en el medio, reduciendo el problema a un planteamiento
cinemático, considerando que el principal parámetro a determinar era la velocidad con que
se propaga; ideó diversos procedimientos terrestres para su determinación y a falta de una tecnología
adecuada, fracasó en todos sus intentos.
Johannes Keppler (1571-1630), en su obra «Dioptrice», expone la proporcionalidad entre el
ángulo de incidencia y el de refracción para pequeños ángulos y da a conocer el fenómeno de reflexión
total; desarrolló un tratamiento para sistemas de lentes delgadas y perfeccionó el telescopio,
utilizando como ocular un sistema de lentes «positivo» (convergente). Como ya se ha dicho, fue
Snell el que enunció empíricamente la ley de la refracción que lleva su nombre, hecho que constituye
un hito en el estudio de la Óptica. Rene Descartes (1596-1650), del que no está claro si conocía
o no los trabajos de Snell, fue el primero en publicar en su «Dióptrica», la ley de la refracción,
demostrándola partiendo de un modelo en que la luz se visualizaba como una «presión
transmitida» por un medio elástico. Pierre de Fermat (1601-1665), sin tener en cuenta las suposiciones
de Descartes, postuló que la luz se propaga de un punto a otro por el «camino óptico» más
corto, aunque tenga que desviarse de su trayectoria más corta para hacerlo (en los párrafos 3 y 4
de esta sección analizaremos este principio y el concepto de camino óptico); y basándose en tal ley
a la que se llamó «Principio del tiempo mínimo» dedujo las leyes de la reflexión y de la refracción.
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