Luz

Explicamos o que é a luz, a história, velocidade e propagação deste fenômeno. Além disso, suas características gerais, teorias e muito mais.

As partículas de luz não têm massa e são chamadas de fótons.

O que é a luz?

A luz é a parte do espectro eletromagnético que pode ser percebida pelo olho humano . É uma das formas de radiação eletromagnética que se propaga no universo e transporta energia de um lugar para outro.

Como todas as formas de radiação, a luz tem um comportamento dual, de acordo com a mecânica quântica. Por um lado, ele se comporta como uma partícula elementar e sem massa chamada de “fóton” e, por outro, tem propriedades de onda.

O ramo da ciência encarregado de estudar os fenômenos da luz é chamado de óptica.

Veja também: Poluição eletromagnética

História da luz

A invenção da eletricidade permitiu aprofundar os estudos sobre a luz.

A luz tem sido objeto de curiosidade e veneração humana desde os tempos antigos . Os antigos gregos o consideravam uma fonte de vida e verdade, e foi amplamente estudado por Empédocles e Euclides. Já nessa época algumas das suas propriedades físicas eram conhecidas, embora fosse a partir do Renascimento que o seu estudo e aplicação à vida humana ganhariam um verdadeiro impulso.

A invenção da eletricidade e a possibilidade de iluminar à vontade foi outro dos grandes impulsionadores de seu estudo, embora ele sempre estivesse atento à discussão se a luz continha partículas ou se era uma onda de energia.

no século 20 , a engenharia óptica assumiu o desenvolvimento, juntamente com a eletrônica, de inúmeras aplicações modernas para a luz. Graças às teorias quânticas e aos avanços da ciência, o funcionamento da luz foi muito melhor compreendido .

Desta evolução surgiram tecnologias como lasers, hologramas, filme , fotografia , fotocópia ou painéis fotovoltaicos.

Velocidade da luz

A primeira medição bem-sucedida da velocidade da luz foi feita em 1676 por Ole Roemer, um astrólogo dinamarquês. A física contemporânea, no entanto, ajustou os mecanismos de medição para a magnitude atualmente aceita, que é de 299.792.458 metros por segundo, geralmente em torno de 300.000 quilômetros por segundo.

Deve-se dizer que essa velocidade se refere à propagação da luz no vácuo , pois, ao fazê-lo através da matéria , sua velocidade diminui de acordo com a natureza da matéria que atravessa.

Propagação de luz

As sombras são compostas por duas regiões: a penumbra e a umbra.

Uma das primeiras características apontadas da luz é sua forma específica de propagação: em linha reta . Na verdade, a origem das sombras tem a ver com isso, pois ao colidir com um objeto opaco, a luz projeta sua silhueta: o fundo ao seu redor é iluminado exceto pela parte bloqueada pelo corpo.

A sombra é composta por duas regiões : a penumbra (a parte mais luminosa) e a umbra (a parte mais escura).

Os jogos de sombras, que dependem da posição e do ângulo de origem da luz, mostram que é possível prever o deslocamento retilíneo das ondas de luz . Na verdade, é a isso que a ótica geométrica se dedica.

Refração de luz

A refração da luz pode dar uma falsa impressão do que está sendo observado.

Um dos principais fenômenos físicos observáveis ​​da luz é a refração, que ocorre quando a luz muda seu meio de propagação . À medida que começa a se espalhar por um novo meio, sua velocidade muda e isso é evidenciado por uma mudança repentina de direção, o que pode dar uma falsa impressão do que está sendo observado.

É o efeito produzido pela introdução de uma colher de chá em um copo d’ água , por exemplo. A refração faz com que o objeto pareça quebrar ao entrar na água.

Quanto maior for a mudança nas velocidades (entre um meio e outro, por exemplo, ar e água), maior será a mudança de direção e mais pronunciado será o efeito visual.

Difração de luz

A difração da luz é um fenômeno muito utilizado na fotografia.

O fenômeno da difração ocorre quando um feixe de luz que tem uma determinada direção passa por uma abertura estreita e desvia seu curso em novas direções, usando a abertura como um novo emissor de onda.

O efeito resultante é um feixe de luz que parece “abrir”. Este é um princípio amplamente utilizado em fotografia e design telescópico.

Reflexo de luz

Sempre que a luz atinge a matéria, dois fenômenos ocorrem : uma parte dessa luz é refletida (podemos pensar que ela ricocheteia no material ) e outra é transmitida ao material e o aquece.

Quando a luz branca, que tem todas as cores (a luz do sol, por exemplo), incide sobre um objeto, apenas certas frequências da luz são refletidas e alcançam nossos olhos . É assim que vemos a cor do objeto: ela corresponde à frequência que foi refletida, o resto foi transmitido ao objeto.

Superfícies ópticas lisas ou polidas, como espelhos, refletem a luz no mesmo ângulo de incidência.

Dispersão de luz

É possível decompor a luz em suas cores inteiras.

A dispersão é um fenômeno que implica que, ao entrar em um corpo transparente com faces não paralelas (como um prisma ou uma gota d’água), a luz se decompõe completamente em cores .

Isso ocorre porque ao mudar de meio, sua velocidade e frequência de onda variam, o que nos permite ver todo o espectro cromático que a luz branca contém.

Polarização de luz

Polarização é a capacidade de certos cristais translúcidos , uma vez sobrepostos e virados em um ângulo específico, de mitigar a passagem da luz e evitar certos ângulos de reflexão.

Assim operam, por exemplo, óculos de sol ou determinados filtros para câmeras , que modulam por meio desse sistema de cristal a quantidade de luz que pode entrar no aparelho ou no olho humano .

Teorias sobre a natureza da luz

Com o tempo, muitas abordagens teóricas da natureza da luz surgiram. Alguns são:

  • Teoria das ondas . Ele se aproxima da luz considerando-a uma onda eletromagnética, ou seja, um campo elétrico que gera um campo magnético (e vice-versa) e que se espalha indefinidamente pelo espaço. Essa perspectiva é útil para descrever vários comportamentos da luz, mas não é tão eficaz para dizer o que exatamente é a luz e como ela é composta.
  • Teoria corpuscular . Pense na luz como uma torrente de partículas sem carga e sem massa chamadas fótons. Assim, é possível estudar a interação da luz com a matéria a partir das considerações físicas entre elétrons e fótons.
  • Teorias quânticas . Eles surgiram pela necessidade de conciliar as duas perspectivas anteriores (a teoria ondulatória e a teoria corpuscular), mas ainda não conseguiram conciliar suas posições. Grandes avanços nesse sentido foram as teorias de Einstein sobre a relatividade e o efeito da gravidade no comportamento da luz, bem como as abordagens recentes de uma teoria do campo unificado, baseada no trabalho com partículas elementares.

Espectro eletromagnético

As cores quentes têm comprimentos de onda mais baixos do que as cores frias.

O espectro eletromagnético é a faixa de todos os níveis de energia possíveis da luz . Este espectro é organizado com base no comprimento de onda das emissões correspondentes a cada nível, do qual o espectro visível é apenas uma porção delimitada.

Os comprimentos de onda perceptíveis pelos humanos variam de 380 nanômetros (onde começa o espectro ultravioleta) a 780 (onde começa o espectro infravermelho). As cores associadas a temperaturas mais altas mostram comprimentos de onda mais baixos (ou frequências mais altas), enquanto aquelas associadas a temperaturas mais baixas correspondem a comprimentos de onda mais altos ou frequências mais baixas.

Continue com: Astronomia

Leave a Reply