Formulata da Isaac Newton nel XVII secolo. La luce viene vista come composta da piccole particelle di materia (corpuscoli) emesse in tutte le direzioni. Oltre che essere matematicamente molto semplice (molto più della teoria ondulatoria) questa teoria spiega molto facilmente alcune caratteristiche della propagazione della luce che erano ben note all’epoca di Newton. Anche il fenomeno della riflessione può essere spiegato in maniera semplice tramite l’urto elastico della particella di luce sulla superficie riflettente.
La spiegazione della rifrazione è leggermente più complicata, I colori dell’arcobaleno venivano spiegati tramite l’introduzione di un gran numero di corpuscoli di luce diversi (uno per ogni colore) ed il bianco era pensato come formato da tante di queste particelle. La separazione dei colori ad opera, ad esempio, di un prisma poneva qualche problema teorico in più perché le particelle di luce dovrebbero avere proprietà identiche nel vuoto ma diverse all’interno della materia. Una conseguenza della teoria corpuscolare della luce è che questa, per via dell’accelerazione gravitazionale, aumenti la sua velocità quando si propaga all’interno di un mezzo.
1) I raggi luminosi: L’osservazione dei fenomeni di ombra e luce, penetranti attraverso finestre e fessure, e lo studio del meccanismo della visione nell’occhio portano in maniera abbastanza naturale a pensare che la luce, qualunque cosa possa essere, “si muova” o “si propaghi” in linea retta. Questa è in realtà una semplificazione piuttosto drastica, come oggi riconosciamo, perché vi sono fenomeni come la diffrazione legati alla natura ondulatoria della luce, che implicano un allargamento del fronte luminoso ben oltre la sezione di un fascio rettilineo, come quello di un raggio di sole che passa attraverso una fessura in una stanza buia.
2) La riflessione: Il fenomeno della riflessione permette di poter osservare un oggetto anche se questo non è visibile direttamente in linea retta, utilizzando una superficie piana liscia (detta riflettente, o specchio). La legge della riflessione può ricavarsi in modo elementare sia da teorie corpuscolari che da teorie ondulatorie per cui non essa non ha mai costituito un banco di prova per discriminare tra le diverse idee sulla natura del fenomeno luminoso.
3) La rifrazione: Il fenomeno della rifrazione consiste nel cambiamento di direzione che i raggi luminosi subiscono nell’attraversare la superficie di separazione tra due diversi mezzi materiali trasparenti. Una nota conseguenza di tale fenomeno è la difficoltà di individuare esattamente la posizione di un oggetto sott’acqua, per un osservatore all’esterno.
Il fenomeno della rifrazione è ampiamente utilizzato nelle lenti e negli strumenti ottici. La legge della rifrazione è stata uno dei terreni di scontro tra le diverse teorie sulla natura della luce, non essendo chiaro come e perché il raggio luminoso dovesse “piegarsi” nel passare da un mezzo all’altro. Le due principale teorie, quella corpuscolare e quella ondulatoria, fornivano spiegazioni opposte al problema della rifrazione
La teoria corpuscolare era sostenuta dai seguaci di Newton (sebbene la posizione di Newton fosse in realtà assai più complessa) e afferma che la luce sarebbe costituita da minuscole particelle in moto rettilineo secondo le leggi della meccanica;queste particelle hanno masse diverse, il che darebbe una spiegazione dei diversi colori e vengono attirate dai mezzi materiali più densi.
A causa di ciò, quando queste particelle attraversano la superficie di separazione, ricevono una forza attrattiva verso il mezzo più denso,la quale aumenta la componente della velocità normale alla superficie, e di conseguenza “piega”la traiettoria. Naturalmente, il fatto che la velocità delle particelle di luce sia maggiore nei materiali più densi non era una cosa facile da accettare.
