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Teoría Electromagnetica

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Vista de Maxwell: la teoría electromagnética de la luz | Arbor

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El estudio de otros fenómenos como la radiación del cuerpo negro, el efecto fotoeléctrico y los espectros atómicos puso de manifiesto la impotencia de la teoría ondulatoria para explicarlos. En 1905, basándose en la teoría cuántica de Planck, Einstein explicó el efecto fotoeléctrico por medio de corpúsculos de luz que él llamó fotones. Bohr en 1912 explicó el espectro de emisión del átomo de hidrógeno, utilizando los fotones, y Compton en 1922 el efecto que lleva su nombre apoyándose en la teoría corpuscular de la luz.

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El estudio de otros fenómenos como la radiación del cuerpo negro, el efecto fotoeléctrico y los espectros atómicos puso de manifiesto la impotencia de la teoría ondulatoria para explicarlos. En 1905, basándose en la teoría cuántica de Planck, Einstein explicó el efecto fotoeléctrico por medio de corpúsculos de luz que él llamó fotones. Bohr en 1912 explicó el espectro de emisión del átomo de hidrógeno, utilizando los fotones, y Compton en 1922 el efecto que lleva su nombre apoyándose en la teoría corpuscular de la luz.

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En 1864 Maxwell obtuvo una serie de ecuaciones fundamentales del electromagnetismo y predijo la existencia de ondas electromagnéticas. Maxwell supuso que la luz representaba una pequeña porción del espectro de ondas electromagnéticas. Hertz confirmó experimentalmente la existencia de estas ondas.

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En 1864 Maxwell obtuvo una serie de ecuaciones fundamentales del electromagnetismo y predijo la existencia de ondas electromagnéticas. Maxwell supuso que la luz representaba una pequeña porción del espectro de ondas electromagnéticas. Hertz confirmó experimentalmente la existencia de estas ondas.

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Refracción. El hechos de que la luz cambie la velocidad en medios de distinta densidad, cambiando la dirección de propagación, tiene difícil explicación con la teoría corpuscular. Sin embargo Newton supuso que la superficie de separación de dos medios de distinto índice de refracción ejercía una atracción sobre las partículas luminosas, aumentando así la componente normal de la velocidad mientras que la componente tangencial permanecía invariable.

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Refracción. El hechos de que la luz cambie la velocidad en medios de distinta densidad, cambiando la dirección de propagación, tiene difícil explicación con la teoría corpuscular. Sin embargo Newton supuso que la superficie de separación de dos medios de distinto índice de refracción ejercía una atracción sobre las partículas luminosas, aumentando así la componente normal de la velocidad mientras que la componente tangencial permanecía invariable.

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Reflexión. se sabe que la luz al chocar contra un espejos se refleja. Newton explicaba este fenómeno diciendo que las partículas luminosas son perfectamente elásticas y por tanto la reflexión cumple las  leyes del choque elástico.

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Reflexión. se sabe que la luz al chocar contra un espejos se refleja. Newton explicaba este fenómeno diciendo que las partículas luminosas son perfectamente elásticas y por tanto la reflexión cumple las  leyes del choque elástico.

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Propagación rectilínea. La luz se propaga en línea recta porque los corpúsculos que la forman se mueven a gran velocidad. 

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Propagación rectilínea. La luz se propaga en línea recta porque los corpúsculos que la forman se mueven a gran velocidad. 

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Esta teoría se debe a Newton (1642-1726). La luz está compuesta por diminutas partículas materiales emitidas a gran velocidad en línea recta por cuerpos luminosos. La dirección de propagación de estas partículas recibe el nombre de rayo luminoso.
La teoría de Newton se fundamenta en estos puntos:

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NATURALEZA DE LA LUZ

Una de las ramas más antiguas de la física es la óptica, ciencia de la luz, que comienza cuando el hombre trata de explicar el fenómeno de la visión considerándolo como facultad anímica que le permite relacionarse con el mundo exterior.

Dejando de lado as ideas más antiguas sobre la naturaleza de la luz, los máximos protagonistas de esta historia son Ambos científicos fueron contemporáneos y llegaros a conocerse en 1689. un año más tarde aparece la obra de Huygens, mientras que Newton publica su obra en 1704. en sus obras aparecen las dos teorías clásicas Isaac Newton y Cristian Huygens. ondulatoria y corpuscular sobre la naturaleza de la luz.

Esta teoría se debe a Newton (1642-1726). La luz está compuesta por diminutas partículas materiales emitidas a gran velocidad en línea recta por cuerpos luminosos. La dirección de propagación de estas partículas recibe el nombre de rayo luminoso.

La teoría de Newton se fundamenta en estos puntos:

Propagación rectilínea. La luz se propaga en línea recta porque los corpúsculos que la forman se mueven a gran velocidad.

Reflexión. se sabe que la luz al chocar contra un espejos se refleja. Newton explicaba este fenómeno diciendo que las partículas luminosas son perfectamente elásticas y por tanto la reflexión cumple las leyes del choque elástico.

Refracción . El hechos de que la luz cambie la velocidad en medios de distinta densidad, cambiando la dirección de propagación, tiene difícil explicación con la teoría corpuscular. Sin embargo Newton supuso que la superficie de separación de dos medios de distinto índice de refracción ejercía una atracción sobre las partículas luminosas, aumentando así la componente normal de la velocidad mientras que la componente tangencial permanecía invariable.

Según esta teoría la luz se propagaría con mayor velocidad en medios más densos. Es uno de los puntos débiles de la teoría corpuscular.

Fue idea del físico holandés C. Huygens. La luz se propaga mediante ondas mecánicas emitidas por un foco luminoso. La luz para propagarse necesitaba un medio material de gran elasticidad, impalpable que todo lo llena, incluyendo el vacío, puesto que la luz también se propaga en él. A este medio se le llamó éter.

La energía luminosa no está concentrada en cada partícula, como en la teoría corpuscular sino que está repartida por todo el frente de onda. El frente de onda es perpendicular a las direcciones de propagación. La teoría ondulatoria explica perfectamente los fenómenos luminosos mediante una construcción geométrica llamada principio de Huygens. además según esta teoría, la luz se propaga con mayor velocidad en los medios menos densos. a pesar de esto, la teoría de Huygens fue olvidada durante un siglo debido a la gran autoridad de Newton.

En 1801 el inglés T. Young dio un gran impulso a la teoría ondulatoria explicando el fenómeno de las interferencias y midiendo las longitudes de onda correspondientes a los distintos colores del espectro.

La teoría corpuscular era inadecuada para explicar el hecho de que dos rayos luminosos, al incidir en un punto pudieran originar oscuridad.

3 Naturaleza dual de la luz

A finales del siglo XIX se sabía ya que la velocidad de la luz en el agua era menor que la velocidad de la luz en el aire contrariamente a las hipótesis de la teoría corpuscular de Newton. En 1864 Maxwell obtuvo una serie de ecuaciones fundamentales del electromagnetismo y predijo la existencia de ondas electromagnéticas. Maxwell supuso que la luz representaba una pequeña porción del espectro de ondas electromagnéticas. Hertz confirmó experimentalmente la existencia de estas ondas.

El estudio de otros fenómenos como la radiación del cuerpo negro, el efecto fotoeléctrico y los espectros atómicos puso de manifiesto la impotencia de la teoría ondulatoria para explicarlos. En 1905, basándose en la teoría cuántica de Planck, Einstein explicó el efecto fotoeléctrico por medio de corpúsculos de luz que él llamó fotones. Bohr en 1912 explicó el espectro de emisión del átomo de hidrógeno, utilizando los fotones, y Compton en 1922 el efecto que lleva su nombre apoyándose en la teoría corpuscular de la luz.

Apareció un grave estado de incomodidad al encontrar que la luz se comporta como onda electromagnética en los fenómenos de propagación , interferencias y difracción y como corpúsculo en la interacción con la materia.

No hay por qué aferrarse a la idea de incompatibilidad entre las ondas y los corpúsculos, se trata de dos aspectos diferentes de la misma cuestión que no solo no se excluyen sino que se complementan.

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Una de las ramas más antiguas de la física es la óptica, ciencia de la luz, que comienza cuando el hombre trata de explicar el fenómeno de la visión considerándolo como facultad anímica que le permite relacionarse con el mundo exterior.

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Además, índica que la rapidez de la luz disminuye al penetrar al agua. Con ello, explica y describía la refracción y las leyes de la reflexión. En sus inicios, esta teoría no fue considerada debido al prestigio de Newton. 

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Además, índica que la rapidez de la luz disminuye al penetrar al agua. Con ello, explica y describía la refracción y las leyes de la reflexión. En sus inicios, esta teoría no fue considerada debido al prestigio de Newton. 

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Esta teoría postula que la luz emitida por una fuente estaba formada por ondas, que correspondían al movimiento específico que sigue la luz al propagarse a través del vacío en un medio insustancial e invisible llamado éter.

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Esta teoría postula que la luz emitida por una fuente estaba formada por ondas, que correspondían al movimiento específico que sigue la luz al propagarse a través del vacío en un medio insustancial e invisible llamado éter.

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Teoría Ondulatoria

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Teoría planteada por el científico holandés Christiaan Huygens, contemporáneo de Newton. Esta teoría postula que la luz emitida por una fuente estaba formada por ondas, que correspondían al movimiento específico que sigue la luz al propagarse a través del vacío en un medio insustancial e invisible llamado éter. Además, índica que la rapidez de la luz disminuye al penetrar al agua. Con ello, explica y describía la refracción y las leyes de la reflexión. En sus inicios, esta teoría no fue considerada debido al prestigio de Newton. Pasó más de un siglo para que fuera tomada en cuenta. Como consecuencia, quedó de manifiesto que su poder explicativo era mayor que el de la teoría corpuscular.

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La teoría Ondulatoria - La luz, fuente de vida

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Teoría planteada por el científico holandés Christiaan Huygens, contemporáneo de Newton. Esta teoría postula que la luz emitida por una fuente estaba formada por ondas, que correspondían al movimiento específico que sigue la luz al propagarse a través del vacío en un medio insustancial e invisible llamado éter.

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Dice que la luz se emana del ojo en forma de rayos luminosos, estos rayos vayan en línea recta hasta chocar con el cuerpo observado

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Dice que la luz se emana del ojo en forma de rayos luminosos, estos rayos vayan en línea recta hasta chocar con el cuerpo observado

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Decían que los cuerpos despedían átomos llevando la imagen por el espacio hasta fijarlo en los ojos, de igual forma otros átomos impresionaban al olfato.

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Decían que los cuerpos despedían átomos llevando la imagen por el espacio hasta fijarlo en los ojos, de igual forma otros átomos impresionaban al olfato.

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Atribuyen que el punto de respiración del alma era a travez de las pupilas y esto solo podía ocurrir en horas de sol.

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Atribuyen que el punto de respiración del alma era a travez de las pupilas y esto solo podía ocurrir en horas de sol.

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Los estoicos conservan la doctrina de Heráclito sobre el fuego como elemento primigenio. Consideran que nuestro universo es parte de un ciclo cósmico eterno, que empezó como fuego y retornará al fuego y de esta conflagración surgirá un nuevo universo.

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Los estoicos conservan la doctrina de Heráclito sobre el fuego como elemento primigenio. Consideran que nuestro universo es parte de un ciclo cósmico eterno, que empezó como fuego y retornará al fuego y de esta conflagración surgirá un nuevo universo.

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El introductor del estoicismo en Roma fue Panecio de Rodas (185-109 a.n.e.), durante su estancia de diez años en la capital del imperio, antes de regresar a Atenas para dirigir la escuela estoica.

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1. La Escuela Estoica antigua y media

Aunque la escasez de textos estoicos sobre filosofía natural que se han conservado deja mucho lugar a la especulación, puede atribuirse al fundador de la escuela, Zenón de Citio (333-264 a.n.e.), la identificación de la Naturaleza con la divinidad y la doctrina del fuego como su principio fundamental. Cleantes de Asos (330-230 a.n.e.), su sucesor, dinamizó la concepción zenoniana de la materia pasiva introduciendo la teoría de la tensión dinámica y defendió la materialidad del alma. Pero fue su sucesor, Crisipo de Solos (280-207 a.n.e.), el auténtico sistematizador y popularizador del la filosofía natural estoica, acentuando el determinismo causal del universo y la interconexión racional entre todas sus partes.

El introductor del estoicismo en Roma fue Panecio de Rodas (185-109 a.n.e.), durante su estancia de diez años en la capital del imperio, antes de regresar a Atenas para dirigir la escuela estoica. Recuperó ideas platónicas para el estoicismo y rechazó toda forma de adivinación del futuro, incluyendo la astrología. Su discípulo Posidonio de Apamea (135-51 a.n.e.) trabajó en numerosos campos y tuvo fama de ser el hombre más sabio de su tiempo. Consideró el universo un todo orgánico cuyos principios rigen de modo similar el curso de los astros y las acciones de los hombres.

2. La filosofía de la naturaleza: el cosmos

Los estoicos dividían el estudio de la filosofía en ética, física y lógica, que se hallaban conectadas entre sí: Puesto que la Naturaleza es la divinidad conocerla y expresarlo de modo lógico sirve al hombre para saber dirigir su conducta. La razón humana es parte de su naturaleza como especie. La Naturaleza, conjunto de todo lo que se genera, se halla regida por el logos, por lo que tiene una coherencia total, tanto en los movimientos de las esferas celestes como en los sucesos terrestres. El logos estoico es corpóreo, no actúa mediante entes ideales tales como las ideas platónicas. El pneuma es el principio físico que expresa el logos: toda acción del pneuma es racional y ordenada. Pneuma y logos son los conceptos fundamentales de la filosofía natural estoica.

Los estoicos conservan la doctrina de Heráclito sobre el fuego como elemento primigenio. Consideran que nuestro universo es parte de un ciclo cósmico eterno, que empezó como fuego y retornará al fuego y de esta conflagración surgirá un nuevo universo. Del fuego surge el aire por condensación y mediante este mismo proceso se forma el agua a partir del aire y la tierra a partir del agua. El universo está pleno de materia y no hay vacío alguno: todo está lleno de pneuma, sustancia compuesta de fuego y aire. El fuego es la base de la vida orgánica y el aire proporciona la elasticidad que permite la contracción y expansión del pneuma. Fuego y aire son elementos activos, agua y tierra son elementos pasivos. La distinta gradación interna de fuego y aire es lo que explica las diferentes cualidades que poseen unos cuerpos y otros, así como la diversidad entre las partes de un mismo cuerpo.

El concepto estoico de pneuma parece proceder de las teorías médicas, que llamaban así al "aliento vital" que a través de la respiración llegaba a la sangre y circulaba por todo el cuerpo. Es un concepto que conjuga una gran variedad de aspectos: a) Es el cuerpo más sutil y permea todos los seres, dándole continuidad y coherencia a la Naturaleza; b) Es la fuerza que impulsa todos los movimientos físicos actuando sobre la materia pasiva, siendo Crisipo quien reformuló la noción de "tensión dinámica" para referirse a esa permanente disposición a la acción por parte del pneuma mediante contracción o expansión; c) Es el medio de transmisión de las acciones físicas; d) Es la providencia inmanente que genera lo natural; f) Determina la finalidad de los seres naturales. Así pues, el pneuma es el principio dinámico, estructurante y cohesivo de la Naturaleza.

Su cosmos es geocéntrico: la Tierra se halla en reposo en el centro del universo. Los estoicos piensan que cuando un cuerpo está en reposo es porque se halla en una situación de equilibrio dinámico, es decir, que las fuerzas que tienden a moverlo en distintas direcciones se compensan entre sí. Según Plutarco, consideraban a los astros como centros atractores de materia. Posidonio, el estoico más interesado por la astronomía matemática, calculó la circunferencia de la Tierra, aunque parece que sus cálculos fueron algo menos exactos que los de Eratóstenes de Cirene. Tambien calculó la distancia de la Tierra al Sol, con mayor precisión que Aristarco de Samos; en cambio su cálculo de la distancia de la Tierra a la Luna fue peor que los anteriores de Eratóstenes e Hiparco.

En este universo de duración limitada la concepción estoica del tiempo es relacional: se halla vinculado al movimiento, de tal modo que se implican mutuamente y no puede existir el uno sin el otro. Mantienen que no está formado por la yuxtaposición de instantes indivisibles; por eso afirman que no hay ningún tiempo plenamente presente, pues el presente no es sino el límite ideal entre el pasado y el futuro.

3. La filosofía de la naturaleza y el logos

La física estoica es estrictamente determinista: todo lo que ocurre obedece a alguna razón. Decir que un hecho ha ocurrido por azar significa simplemente aceptar que la razón humana no conoce las razones de tal hecho. El ser humano, que es capaz mediante su conciencia de conocer la fuerza del destino, ha de distinguir entre el ámbito lógico y el físico, no confundiendo lo posible -un suceso que no es contrario al logos- y lo probable -un suceso cuya existencia se halla ligada causalmente a otros sucesos. En general, en el análisis de los procesos causales los estoicos dan mayor importancia a las causas intrínsecas -que dependen de la naturaleza de los seres implicados- que a las causas extrínsecas.

Los seres físicos son analizados por los estoicos según cuatro categorías: a) su composición material; b) las cualidades o modos de ser que exhibe; c) su estado o tendencia a la acción; d) su disposición relacional respecto a otros seres. Al estar regidos por el logos mantienen entre sí relaciones de armonía en cuanto coordinación de movimientos y de simpatía cósmica entre sus acciones y los afectos concomitantes. En esa interconexión racional se basaban estoicos como Crisipo y Posidonio para justificar la adivinación del futuro a través de la astrología, de los sueños y la clarividencia de la persona ante la proximidad de su muerte. La presencia del mal en el cosmos queda justificada como una consecuencia inevitable de la existencia de lo bueno.

La razón es la forma en que se expresa en logos en el ser humano. El alma está compuesta de pneuma cálido y seco y tiene como facultades propias los sentidos, la reproducción sexual, el habla y el principio rector. Este último, sede del pensamiento y la razón, se ubica en el corazón, siendo la fuerza dominante que rige la conducta, ponderando las impresiones que recibe de las demás facultades y los impulsos que derivan de ellos por la naturaleza del sujeto. La percepción sensible se produce a través del pneuma como medio de transmisión; por ejemplo, para Crisipo la luz emana de los ojos, avanza según un campo cónico tridimensional y al rebotar en el objeto retorna hacia los ojos produciendo la imagen en la retina.

4. Conclusiones

La filosofía natural de los estoicos se halla fuertemente influenciada por la de Aristóteles: aceptan su concepción del espacio pleno sin vacío, de la relación entre tiempo y movimiento, así como que ni la magnitud ni el tiempo se hallan formados por unidades indivisibles. Llevan al límite el causalismo aristotélico convirtiéndolo en un determinismo absoluto y reformulan la teoría de las categorías del estagirita. En cambio, su panteísmo tiene una raíz platónica, aunque el estoicismo fuera la primera escuela filosófica en proclamarlo expresamente. Por otra parte, el materialismo absoluto de los estoicos es el punto de ruptura más fuerte con el idealismo platónico y el formalismo aristotélico.

Los historiadores de la ciencia han señalado el parentesco entre el concepto estoico de pneuma y conceptos de la ciencia física de los siglos XIX y XX: el éter, el campo eléctrico de Faraday, el campo electromagnético. La teoría del éter surgió al imaginar los físicos que la transmisión de las ondas luminosas exigían la existencia de un soporte material como medio de transmisión; servía igualmente para explicar los efectos gravitatorios evitando recurrir a la insatisfactoria idea de "acción a distancia". Se adjudicaron al éter dos características típicas del pneuma: mínima densidad y máxima elasticidad, es decir, máxima sutilidad y máxima capacidad de compresión y expansión, en términos estoicos.

Actividades

1. Explicar las relaciones entre la física, la lógica y la ética según los estoicos.

2. Exponer las características del concepto estoico de "logos".

3. Exponer las características del concepto estoico "pneuma".

4. Explicar las semejanzas y diferencias entre el papel del fuego y del logos en la filosofía de Heráclito y en la de los estoicos

5. Explicar las semejanzas y diferencias entre la física de Aristóteles y la de los estoicos respecto al espacio y al tiempo.

6. Exponer por qué la física estoica es panteísta, materialista y determinista.

7. Exponer la doctrina estoica sobre la causalidad y el Destino.

8. Averiguar y exponer las posiciones contrapuestas de Panecio y Posidonio respecto a la adivinación del futuro

9. Investigar y exponer la forma en que Posidonio calculó la circunferencia de la Tierra.

10. Explicar cómo concibe Crisipo la acción de los sentidos.

Para saber más

Los estoicos antiguos, traducción de ángel Capelletti, Ed. Gredos.

Vidas y opiniones de los filósofos ilustres (véase Libro VII), Diógenes Laercio, Ed. Espasa Calpe, Ed. Teorema.

La filosofía helenística (caps. 4 y 5), Anthony Long, Ed. Revista de Occidente.

Historia de la filosofía. La filosofía griega, varios autores, Ed. Siglo XXI.

El saber griego, Jacques Brunschwig y Geoffrey Lloyd, Ed. Akal.

"El tránsito de la Grecia clásica al helenismo", Domingo Plácido, en Ciencia y Cultura en al Grecia antígüa, La Orotava, 2000. (PDF)

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Aunque la escasez de textos estoicos sobre filosofía natural que se han conservado deja mucho lugar a la especulación, puede atribuirse al fundador de la escuela, Zenón de Citio (333-264 a.n.e.), la identificación de la Naturaleza con la divinidad y la doctrina del fuego como su principio fundamental.

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Algunos filósofos de la antigua Grecia, entre ellos Empédocles (495-435 a.C., aprox.), consideraban a la luz como un fluido que emanaba de los ojos del observador, que actuaba al modo de unos tentáculos, asemejando el sentido de la vista al sentido del tacto. Esta interpretación de la naturaleza de la luz recibió el nombre de “teoría táctil” o “teoría de la extramisión”.

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Algunos filósofos de la antigua Grecia, entre ellos Empédocles (495-435 a.C., aprox.), consideraban a la luz como un fluido que emanaba de los ojos del observador, que actuaba al modo de unos tentáculos, asemejando el sentido de la vista al sentido del tacto. Esta interpretación de la naturaleza de la luz recibió el nombre de “teoría táctil” o “teoría de la extramisión”.

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Pitágoras de Samos (580-495 a.C.) y Leucipo (460-370 a.C., aprox.) sostenían que la luz era “algo” que fluye y es captado por nuestros ojos, excitando el sentido de la vista; a esta interpretación se le denominó “teoría de la emisión” o “teoría de la intromisión”. .

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Pitágoras de Samos (580-495 a.C.) y Leucipo (460-370 a.C., aprox.) sostenían que la luz era “algo” que fluye y es captado por nuestros ojos, excitando el sentido de la vista; a esta interpretación se le denominó “teoría de la emisión” o “teoría de la intromisión”. .

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📹Las matemáticas de la luz: Pitágoras y Epicuro

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📹Las matemáticas de la luz: Pitágoras y Epicuro

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Las matemáticas de la luz: Pitágoras y Epicuro - Matemáticas y sus fronteras

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Son muchos los matemáticos/filósofos griegos que han contribuido a tratar de entender lo qué es la luz y cuál es el mecanismo por el que se produce la visión. Durante siglos, dos teorías mantuvieron un pulso: la de la intromisión (los objetos emitían rayos que llegaban a los ojos) y la de la extramisión (los