En 1678, el científico holandés Chr. Huygens (1629-1695) expuso su modelo ondulatorio de la luz en la obra Traité de la lumière (1690). En el libro postulaba que la luz era una perturbación que se propagaba en forma de onda. La propuesta tardó más de un siglo en imponerse a la teoría corpuscular de I. Newton (1653-1727), marcando el enfrentamiento entre ambas teorías la historia de la óptica física
El principio de Huygens sostenía que cada punto luminoso de un frente de onda actuaba como una nueva fuente de ondas esféricas y actuaba como una fuente emisora de nuevas ondas secundarias. Había algunas manifestaciones físicas habituales que apuntaban en favor de la teoría ondulatoria, por ejemplo, podemos oír una voz procedente del otro lado de una montaña, a pesar de que no haya nada intermedio que pueda reflejar el sonido hacia nosotros, pero estamos tan acostumbrados esos tipos de observaciones que ni nos damos cuenta. La propagación de la energía de las ondas a regiones inaccesibles se llama difracción.
Sin embargo, durante el siglo XVIII la teoría ondulatoria no fue tenida en consideración, seguramente, debido al natural respeto por gran I. Newton, el cual defendía que la luz estaba compuesta por corpúsculos. De modo que, durante todo el siglo XVIII, se marginaron los méritos de la teoría ondulatoria que llegaría a ser la dominante en el siglo XIX gracias a la obras de Thomas Young (1773-1829) y Agustín Fresnel (1788-1827).
La teoría ondulatoria debía superar a la teoría corpuscular de Newton publicada en su obra Optica (1704) que mantenía la teoría corpuscular porque podía describir de forma clara, visual y en forma matemática, los fenómenos ópticos conocidos en su época.
En la teoría corpuscular la luz estaba compuesta por partículas minúsculas emitidas a gran velocidad por fuentes luminosas
Con la teoría corpuscular se explicaba:
La Propagación rectilínea de la luz: Los corpúsculos luminosos se desplazaban en a gran velocidad, lo que justificaba porque el rayo de luz no se torciera, doblara, ni desviara al entrar en las sombras de los objetos opacos.
La reflexión de la luz es un fenómeno óptico que consiste en el cambio de dirección de los rayos luminosos en un mismo medio tras incidir sobre la superficie de otro medio distinto. La ley de reflexión establece que el ángulo que forma el haz incidente respecto a la normal a la superficie es igual al ángulo que forman entre el rayo reflejado y la normal. Newton explicaba el fenómeno diciendo que, los choques de los corpúsculos luminosos contra el material opaco eran choques elásticos que funcionaban cumpliendo las leyes de la mecánica, igual que los cuerpos grandes.
Explicación de la refracción, la refracción es el cambio de dirección que sufren los rayos de luz tras pasar de un medio a otro en el que la luz se propaga a diferente velocidad. Cuando la velocidad de propagación del nuevo medio es menor, el rayo se aproxima a la normal.
Newton explicaba el fenómeno con el ejemplo del paso de un rayo luminoso del aire al agua argumentando que, alrededor de la partícula luminosa, el cuerpo más pesado (el agua) tenía más densidad de partículas que en el aire, y que, por tanto, el medio más denso ejercía mayor fuerza de atracción gravitatoria sobre las partículas luminosas acelerándolas, desviándolas de su trayectoria y acercándolas a la normal
Explicación de la difracción: para explicar los fenómenos de difracción sin aceptar la naturaleza ondulatoria de la luz, Newton argumentaba con hipótesis arriesgadas tales como que había partículas luminosas de diferentes tamaños y peso. Apoyaba su afirmación en que en la descomposición de la luz cuando atravesaba un prisma, los colores eran atraídos con mayor o menor intensidad por la fuerza gravitatoria según el tamaño de la partícula.
Observó que la luz blanca era una mezcla de varios colores (rojo, anaranjado, amarillo verde, azul, añil y violeta) y consideró que las partículas eran emitidas por los cuerpos luminosos y que sus tamaños eran diferentes para los distintos colores. (Las partículas rojas eran más grandes y las azules más pequeños). Y que esas partículas no podían tener naturaleza ondulatoria porque se transmitían únicamente en línea recta, contrariamente, por ejemplo, a la propagación del sonido que se propagaba en ondas longitudinales. Además, para rechazar la teoría ondulatoria, Newton se apoyaba en los descubrimientos de R. Boyle (1627-1691) y R. Hooke (1637-1703), que habían construido bombas de vacío y habían demostrado que la luz, a diferencia del sonido, podía transmitirse en el vacío, mientras que las ondas, como el sonido, necesitaban un medio por el que transmitirse.
Por otra parte, Huygens ya había manifestado su desacuerdo con la teoría corpuscular argumentando si los rayos de luz estuvieran compuestos por corpúsculos, los rayos luminosos emitidos desde distintas direcciones, colisionarían entre sí en el espacio y se desviarían. Además, observaba Huygens que los haces de luz, se comportaban como las ondas en el agua, que podían cruzarse dos o más ondas en su superficie sin destruirse y formar figuras complejas, lo cual era incompatible con el comportamiento de dos rayos luminosos con partículas sólidas chocando entre sí.
Otros científicos en el siglo XVII, ya había realizado experimentos que no explicables con la teoría corpuscular. El jesuita italiano F. Maria Grimaldi (1618-1663) publicó Physicomathesis de lumine, coloribus, et iride, aliisque annexis (1665). Descubrió el fenómeno de la difracción mediante un sencillo experimento. Dejó penetrar los rayos solares en un cuarto oscuro a través de un pequeño agujero realizado en un cartón, haciendo pasar esta luz a continuación a través de una segunda cartulina perforada observó que la luz proyectaba una mancha mayor a la esperada. Grimaldi concluyó que si la propagación de la luz fuera rectilínea eso no habría; un fenómeno difícil de explicar con partículas, pero sus escritos no tuvieron el impacto suficiente para cambiar el paradigma durante la centuria siguiente.
Además, con la teoría corpuscular era difícil de explicar la reflexión parcial de la luz que se producía cuando un haz de luz incidía sobre una superficie que separaba dos medios, cuando solo una parte de la luz se refleja, mientras que el resto se refracta o es absorbida.
Fue a principios del siglo XIX (entre 1801 y 1803) cuando el científico británico Th. Young (1773 -1829) realizó su famoso experimento de la doble rendija. Young demostró que, al hacer pasar luz a través de dos pequeñas ranuras se proyectaba un patrón circular de aros oscuros y brillantes. Este experimento se demostraba que la luz se comportaba como una onda, semejante a las olas en el agua.
