Naturaleza de la luz
Alhazen

Aunque en el mundo anglosajón es mencionado con el nombre de ibn al-Haytham, a menudo se le nombra Alhazen [**] que es la versión latinizada de al-Hasan. En particular, este nombre aparece en la denominación del problema con el que más se le recuerda, a saber, el problema de Alhazen:

Dada una fuente de luz y un espejo esférico, encontrar el punto en el espejo desde donde la luz será reflejada hacia el ojo del observador.

Los escritos de Alhazen son demasiado extensos para que podamos ser capaces de cubrir incluso una cantidad razonable. Alhazen parece haber escrito alrededor de 92 obras de las cuales, sorprendentemente, más de 55 han logrado sobrevivir. Los principales temas sobre los que escribió trataron sobre óptica [incluyendo una teoría de la luz y una teoría de la visión], astronomía y matemáticas [incluyendo geometría y la teoría de números]. Vamos a dar por lo menos una indicación de su contribución a estas áreas.

Un trabajo de siete volúmenes sobre óptica, Kitab al-Manazir, es considerado por muchos como la contribución más importante de Alhazen. Fue traducido al latín como Opticae tesauro Alhazeni en 1270. Hasta ese momento, el tratado más importante sobre óptica estaba contenido en el Almagesto de Ptolomeo. Sin embargo, y aunque la obra de Alhazen no tuvo la trascendencia del Almagesto, debe ser considerada como la siguiente gran contribución a la ciencia en este campo. El trabajo comienza con una introducción en la que Alhazen dice que comenzará "la investigación de los principios y las premisas". Que sus métodos implicarán "criticar esas premisas y actuar con cautela a la hora de sacar conclusiones", al tiempo que apuntaba la importancia de "emplear la justicia, no dejarse influir por los prejuicios, tener cuidado que en todo lo que podamos juzgar y criticar, busquemos la verdad y no nos dejemos llevar por las opiniones".

En el Libro I de la Óptica de Alhazen, el autor también deja claro que su investigación sobre la luz se basará en evidencias experimentales y no en teorías abstractas. Señala que la luz es siempre la misma, con independiencia de la fuente que la produce y da los ejemplos de cómo la luz del sol, la luz de una llama o la luz reflejada en un espejo, son todas de la misma naturaleza. Alhazen da la primera explicación correcta de la visión y demuestra que la luz es reflejada desde cada punto de un objeto hacia el ojo del observador. En general, el resto del Libro I está dedicado a la estructura del ojo, pero aquí sus explicaciones son necesariamente erróneas, ya que no tiene en su mente el concepto de una lente que es necesaria entender la forma en que funciona el ojo. Sus estudios de óptica le llevaron, sin embargo, a proponer el uso de una cámara oscura, siendo el primero en teorizar sobre ella.

[Ms 1393]
De aspectibus
Alhacen: Kitab-al-Manazir [Liber de aspectiibus et vocatur prospectiva]
Finales s XIV - principios s XV
Bloque de libro: 225 x 315 x 20 mm [103 hojas]
Biblioteca Casanatense, Roma

Bibliografía

El Libro II de la Óptica de Alhazen analiza la percepción visual, mientras que el Libro III examina las condiciones necesarias para la buena visión y cómo los errores en la visión que pudiera ocasionarle. Desde un punto de vista matemático el Libro IV es uno de los más importantes, ya que discute la teoría de la reflexión. Alhazen dio pruebas

experimentales de la reflexión especular de la luz accidental, así como de la principal, una formulación completa de las leyes de la reflexión y una descripción de la construcción y el uso de un instrumento de cobre para la medición de las reflexiones desde espejos planos, esféricos, cilíndricos, cónicos, convexos o cóncavos [A I Sabra, Biography in Dictionary of Scientific Biography, New York 1970-1990].

El problema de Alhazen, citado casi al principio de este artículo, aparece en el Libro V de su Óptica. Aunque hemos citado el problema refiriéndonos a los espejos esféricos, Alhazen también consideró los espejos cilíndricos y cónicos. El documento [36] da una descripción detallada de seis leyes geométricas utilizadas por Alhazen en la solución de este problema. Huygens reformula este problema como:

Encontrar el punto de reflexión sobre la superficie de un espejo esférico, convexo o cóncavo, dado dos puntos relacionados entre sí como el ojo y el objeto visible.

Huygens encontró una buena solución que Vincenzo Riccati y luego Saladini simplificaron y mejoraron.

El Libro VI de la Óptica de Alhazen analiza los errores en la visión debido a la reflexión, mientras que el último capítulo, el Libro VII, examina la refracción de la luz:

ALHAZEN: EL PADRE DE LA ÓPTICA MODERNA

El Libro de Óptica de Alhazen
Su libro de Óptica presenta experimentalmente argumentos fundados en contra de la generalizada teoría de extramisión de la visión [como establece Euclides en su Óptica] y en favor de la teoría de la intromisión, apoyada por pensadores como Aristóteles y actualmente aceptada que establece que la visión se origina por la luz que penetra en el ojo. El trabajo de Alhazen transformó la forma de entender la luz y la visión para siempre, lo que le hace merecedor del título de "padre de la óptica moderna" [R. L. Verma: Alhazen: padre de la óptica moderna,1969].

Antes de la edición de la Óptica de Alhazen se discutían dos teorías alternativas de la visión. Una de ellas era la teoría de la extramisión o emisión. Esta teoría fue establecida por los matemáticos Euclides y Ptolomeo, y afirmaba que ciertas formas de radiación se emitidan desde los ojos en forma cónica sobre el objeto que estan viendo. El sorprendente haz de rayos sobre el objeto permite que el espectador perciba aspectos tales como el color, la forma y el tamaño de un objeto. La teoría opuesta era la teoría de la intromisión, avalada por los seguidores de Aristóteles y Galeno, que sostenía que los rayos luminosos eran transmitidos a los ojos permitiendo la percepción de un objeto o su entorno. Alhazen sostuvo la teoría de la intromisión de la visión. Se basó en el hecho de que los ojos se pueden dañar por mirar luces muy brillantes de forma directa, como el sol. Un tiempo prolongado de observación, demostraba que la luz causa efectos en el ojo y no al revés.

También afirmó la incapacidad del ojo para cubrir toda la superficie del espacio y las estrellas en el instante en que se abren los párpados de un observador que mira hacia el cielo. A partir de la teoría intromisión, Alhazen elaboró su propia teoría postulando que un objeto observado emite rayos de luz desde cada punto de su superficie que se desplazan hacia los ojos del espectador. Según su teoría, el objeto observado no es considerado como un objeto completo, sino como la suma de una cantidad infinita de puntos que juntos componen la totalidad del objeto del cual se proyectan los rayos de luz.

En su ''Libro de Óptica'', Alhacen afirma que hay dos tipos de luz, la luz principal y la luz secundaria, siendo la luz principal la más intensa de las dos. La fuente principal de luz procede de cuerpos autoluminosos y la luz secundaria procede de objetos que accidentalmente reciben y reflejan la luz procedente de esos cuerpos autoluminosos. Esa luz accidental sólo puede existir si hay una fuente de luz principal. Tanto la luz primaria como la secundaria viajan en línea recta. Alhazen establece que la transparencia es una característica de los cuerpos que dejan transmitir la luz a través de ellos, como el aire o el agua, pero que ningún objetos puede transmitir toda la luz o ser completamente transparente. Los objetos opacos son aquellos que no dejan pasar la luz a través de ellos, aunque hay grados de opacidad y transparencia determinados por la cantidad de luz que realmente pueden transmitir. Los objetos opacos rechazan la luz y pueden llegar a ser ellos mismos un cuerpo luminosos que irradian la luz secundaria. La luz puede ser refractada por ir a través de objetos parcialmente transparentes y también puede ser reflejada por los objetos lisos y pulidos como los espejos.

Alhazen presentó en su Óptica muchos experimentos que sustentanban sus afirmaciones sobre la luz y su desplazamiento. También afirmó que el color actúa como la luz con una cualidad distintiva que viaja desde todos los puntos de un objeto en línea recta. A través de la experimentación, concluyó que el color no puede existir sin el aire.

Dado a que los objetos irradian luz en forma rectilínea en todas direcciones, el ojo debe también recibir la luz desde todos los puntos. El problema que esto presenta a Alhazen y sus predecesores es que si este fuera el caso, el resultado de todas las líneas de luz que llegan al ojo desde cualquier punto en el objeto provocaría una percepción muy borrosa y no organizada del objeto. Alhazen presenta una solución a este problema utilizando su teoría de la refracción. Afirma que aunque el objeto envía una cantidad infinita de rayos de luz al ojo, sólo una de estas líneas cae sobre el ojo perpendicularmente. Todos los demás rayos entran en contacto con el ojo en ángulos que no son perpendiculares, haciendo que estos sean debilitados y refractados. Afirma que sólo el rayo de luz que incide en el ojo perpendicularmente es lo suficientemente intenso como para ser visto, y que todos los demás rayos más débiles, ocupan una parte muy pequeña de la visión, demasiado pequeña para ser percibidas.

En su estructura del ojo, el cristalino es la parte del ojo que recoge los rayos procedentes desde el objeto y forma un cono visual donde el objeto es la base del cono y el vértice el centro del cristalino en el ojo. Otras partes del ojo son el humor acuoso situado delante del cristalino y el humor vítreo por su parte posterior. Sin embargo, según Alhazen, estos no juegan un papel tan preponderante como el cristalino en la visión. El cristalino transmite la imagen a través de un nervio óptico que finalmente es percibida en el cerebro, no en el ojo.

Book of Optics [wikipedia en inglés]

KAMAL AL-DIN AL-FARISI
[1267-1320]

Al-Farisi fue un prominente persa nacido en Tabriz, Irán. Él hizo dos contribuciones importantes a la ciencia, uno en la óptica, el otro en la teoría de números. Farisi fue discípulo del gran astrónomo y matemático Qutb al-Din al-Shirazi, quien a su vez fue discípulo de Nasir al-Din Tusi.

Farisi es conocido por dar la primera explicación matemáticamente satisfactoria del arco iris, y una explicación de la naturaleza de los colores que reformó la teoría de Ibn al-Haytham Alhazen. [7] Farisi también "propone un modelo en el que el rayo de luz del sol se refracta dos veces por una gota de agua, una o más reflexiones que se producen entre los dos refracciones ". Se verificó esto a través de una amplia experimentación utilizando una esfera transparente llena de agua y una cámara oscura.

Sus investigaciones en este sentido se basa en investigaciones teóricas en dióptrica realizados en la llamada esfera Burning (al-Kura al-muhriqa) en la tradición de Ibn Sahl (m. ca. 1000) e Ibn al-Haytham (m. ca . 1.041) después de él. Como señaló en su Kitab al-Manazir Tanqih (Revisión de las lentes ópticas), Farisi utilizado un gran vaso de vidrio transparente en la forma de una esfera, que estaba lleno de agua, con el fin de tener un modelo a gran escala experimental de una gota de lluvia. A continuación, coloca este modelo dentro de una cámara oscura que tiene una abertura para la introducción controlada de la luz. Se proyecta la luz a la esfera y en última instancia, deducido a través de varias pruebas y observaciones detalladas de las reflexiones y refracciones de luz que los colores del arco iris son fenómenos de la descomposición de la luz. Su investigación tuvo resonancias con los estudios de su Théodoric de Freiberg contemporánea de (sin ningún contacto entre ellos, a pesar de que tanto confiaban en el legado de Ibn al-Haytham), y más tarde con los experimentos de Descartes y Newton en dióptrica (por ejemplo, Newton realizó un experimento similar en el Trinity College, aunque el uso de un prisma en lugar de una esfera)

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