A luz na forma como a
conhecemos faz parte de um comprimento de onda sensível ao olho humano, de uma
radiação electromagnética pulsante ou num sentido mais geral, qualquer radiação
electromagnética que se situa entre as gamas infravermelho e ultravioleta. As
três grandezas físicas básicas da luz (e de toda a radiação electromagnética)
são: brilho (ou amplitude), cor (ou frequência), e polarização (ou ângulo de
vibração). Devido à dualidade onda-partícula, a luz exibe simultaneamente
propriedades quer de ondas quer de partículas.
Um raio de luz é a
representação da trajetória da luz em determinado espaço, e sua representação
indica de onde a luz sai (fonte) e para onde ela se dirige. O conceito de raio
de luz foi introduzido por Alhazen. Propagando-se em meio homogêneo, a luz
sempre percorre trajetórias retilíneas; somente em meios não-homogêneos é que a
luz pode descrever "curva".
Teorias sobre a luz
Primeiras idéias dos gregos
No século I a.C. Lucrécio,
dando continuidade às ideias dos primeiros atomistas, escreveu que a luz e o
calor do Sol eram compostos de pequenas partículas.
Teoria corpuscular da luz
O físico inglês Isaac
Newton, em 1672, defendeu uma teoria onde se considerava a luz como um feixe de
partículas que eram emitidas por uma fonte, e que estas atingiam o olho, e
assim estimulavam a visão. A este modelo, se deu o nome de modelo corpuscular
da luz.
Teoria ondulatória da luz
O físico francês Jean
Bernard Léon Foucault, no século XIX, descobriu que a luz se deslocava mais
rápido no ar do que na água. O efeito contrariava a teoria corpuscular de
Newton, esta afirmava que a luz deveria ter uma velocidade maior na água do que
no ar.
James Clerk Maxwell, ainda
no século XIX, provou que a velocidade de propagação de uma onda
eletromagnética no espaço, equivalia à velocidade de propagação da luz de
aproximadamente 300.000 km/s.
Foi de Maxwell a afirmação:
A luz é uma "modalidade
de energia radiante" que se "propaga" através de ondas
eletromagnéticas.
Teoria da dualidade onda partícula
No final do século XIX, a
teoria que afirmava que a natureza da luz era puramente uma onda
eletromagnética, (ou seja, a luz tinha um comportamento apenas ondulatório),
começou a ser questionada.
Ao se tentar teorizar a
emissão fotoelétrica, ou a emissão de elétrons quando um condutor tem sobre si
a incidência de luz, a teoria ondulatória simplesmente não conseguia explicar o
fenômeno, pois entrava em franca contradição.
Foi Albert Einstein, usando
a idéia de Max Planck, que conseguiu demonstrar que um feixe de luz são
pequenos pacotes de energia e estes são os fótons, logo, assim foi explicado o
fenômeno da emissão fotoelétrica.
A confirmação da descoberta
de Einstein se deu no ano de 1911, quando Arthur Compton demonstrou que
"quando um fóton colide com um elétron, ambos comportam-se como corpos
materiais."
Comprimentos de onda da luz visível
A luz visível é a parte do espectro
com comprimentos de onda entre cerca de 400 nanómetros (abreviando nm) e 800 nm
(no ar). A luz pode também ser caracterizada pela sua frequência.
A velocidade da luz
De acordo com a moderna física
teórica, toda radiação eletromagnética, incluindo a luz visivel, se propaga no
vácuo numa velocidade constante, comumente chamada de velocidade da luz, que é
uma constante da Física, representada por c.
Alterações na velocidade da luz
Toda luz propaga-se a uma
velocidade finita. Até mesmo observadores em movimento medem sempre o mesmo
valor de c, para a velocidade da luz no vácuo, com c = 299.792.458 metros por
segundo (186.282,397 milhas por segundo); contudo, quando a luz atravessa
alguma substância transparente tal com o ar, água ou vidro, sofre refracção e
sua velocidade é reduzida. Assim sendo, n=1 no vácuo e n<1 na matéria.
Para alguns especialistas em
metrologia, se para o actual sistema internacional de unidades SI ficou
estabelecido que a velocidade da luz deveria ser exata, a partir do metro
padrão já existente, e que tal unidade de distância, o metro, é uma convenção
humana que tem por base as dimensões da terra redonda (equivalente a 39996x1000
partes do quadrante de um meridiano terrestre) e o sistema numérico decimal,
caberia ao comitê internacional de medidas levar o "tempo luz" às
dimensões terrenas e ao sistema numérico decimal ao invés de simplesmente
aferir a luz com uma barra de platina.
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