Luz
Diagrama da dispersão da luz através de um prisma
Representação de dois raios de luz
Sombras na praia
Efeito da luz do sol passando por uma janelaA 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".
Índice
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.
Nota
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.
Medição da luz
As seguintes quantidades e unidades são utilizadas para medir luz.
- brilho, medida em watts/cm2
- iluminância ou iluminação (Unidade SI: lux)
- fluxo luminoso (Unidade SI: lumen)
- intensidade luminosa (Unidade SI: candela)
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