Na física, o termo 'luz' às vezes se refere à radiação eletromagnética de qualquer comprimento de onda, seja visível ou não.[5][6] Nesse sentido,raios gama,raios X,microondas e ondas derádio também são luz. Como todos os tipos de radiação eletromagnética, a luz visível se propaga como ondas. No entanto, a energia transmitida pelas ondas é absorvida em locais únicos da mesma forma que as partículas são absorvidas. A energia absorvida pelas ondas eletromagnéticas é chamada defóton e representa osquanta de luz. Quando uma onda de luz é transformada e absorvida como um fóton, a energia da onda colapsa instantaneamente em um único local e esse local é onde o fóton "chega". Isso é o que é chamado decolapso da função de onda. Essa natureza dupla da luz, semelhante a uma onda e também a uma partícula, é conhecida comodualidade onda-partícula. O estudo da luz, conhecido comoótica, é uma importante área de pesquisa dafísica moderna.
A principal fonte de luz naTerra é oSol. Historicamente, outra fonte importante de luz para os humanos tem sido o fogo, desde as antigas fogueiras até as modernas lâmpadas de querosene. Com o desenvolvimento de luzes elétricas e sistemas de energia, a iluminação elétrica substituiu efetivamente a luz do fogo.
A ideia de que a luz seria um corpúsculo vem desde aAntiguidade, com oatomismo deEpicuro e Lucrécio. Tal teoria não é a mesma que a atual, aceita como alternativa à teoria ondulatória. Contudo, somente noséculo XVII, a teoria corpuscular para a luz consolidou-se como um conjunto de conhecimento capaz de explicar os mais variados fenómenosópticos. O seu principal expoente nesse período foi ofilósofo natural inglêsIsaac Newton (1643-1727).[7][8]
Nos seus trabalhos publicados - o artigo "Nova teoria sobre luz e cores" (1672) (disponível em português em Silva & Martins 1996) e o livroÓptica (Newton 1996) - e também nos trabalhos não publicados - os artigos "Hipótese da luz" e "Discurso sobre as observações" (disponíveis em Cohen & Westfall 2002) - Newton discutiu implicitamente a natureza física da luz, fornecendo alguns argumentos a favor da materialidade da luz. Fato especificamente notório é que, apesar de ser conhecido como o grande defensor da teoria corpuscular, Newton nunca discutiu em detalhes o assunto, sendo sempre cauteloso ao abordá-loGeorg Cantor.[9] A razão desse comportamento seria as críticas recebidas sobre o artigo "Nova teoria sobre a luz e cores" de 1672, advindas principalmente deRobert Hooke,Christiaan Huygens.
A teoria corpuscular foi amplamente desenvolvida noséculo XVIII, pelos seguidores de Newton. No início doséculo XIX, com o aperfeiçoamento dateoria ondulatória deThomas Young eAugustin Fresnel, a teoria corpuscular foi, aos poucos, sendo rejeitada. É importante compreender que a teoria corpuscular desenvolvida entre os séculos XVII e XIX não é a mesma da atual, inserida na concepção da dualidade onda-partícula da luz.
Noséculo XVII,Huygens, entre outros, propôs a ideia de que a luz fosse um fenómeno ondulatório.Francesco Maria Grimaldi observou os efeitos dedifracção, atualmente conhecidos como associados à natureza ondulatória da luz, em1665, mas o significado das suas observações não foi entendido naquela época. As experiências deThomas Young eAugustin Fresnel sobreinterferência e difracção no primeiro quarto doséculo XIX, demonstraram a existência de fenómenos ópticos, para os quais a teoria corpuscular da luz seria inadequada, sendo possíveis se à luz correspondesse um movimento ondulatório. As experiências de Young capacitaram-no a medir o comprimento de onda da luz e Fresnel provou que a propagação rectilínea, tal como os efeitos observados por Grimaldi e outros, podiam ser explicados com base no comportamento de ondas de pequeno comprimento de onda.
O físico francêsJean Bernard Léon Foucault, no século XIX, descobriu que a luz se deslocava mais rápido no ar do que na água. Oefeito 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 avelocidade depropagação de umaonda eletromagnética noespaço equivalia à velocidade de propagação da luz de aproximadamente 300 000 km/s.
No final doséculo XIX, a teoria que afirmava que a natureza da luz era puramente umaonda eletromagnética, (ou seja, a luz tinha um comportamento apenas ondulatório), começou a ser questionada. Ao se tentar teorizar aemissão fotoelétrica, ou a emissão deelétrons quando umcondutor tem sobre si a incidência de luz, a teoria ondulatória simplesmente não conseguia explicar o fenômeno, pois entrava em franca contradição. FoiAlbert Einstein, usando a ideia deMax Planck, que conseguiu demonstrar que um feixe de luz são pequenos pacotes de energia e estes são osfótons, logo, assim foi explicado o fenômeno daemissão fotoelétrica. A confirmação da descoberta de Einstein se deu no ano de 1911, quandoArthur Compton demonstrou que quando um fóton colide com um elétron, ambos comportam-se como corpos materiais. Assim, podemos afirmar que quando a luz se propaga no espaço, ela se comporta como onda, mas quando incide sobre uma superfície, passa a se comportar como partícula.[10]
As fontes de luz visível dependem essencialmente do movimento deelétrons. Os elétrons nosátomos podem ser elevados de seus estados deenergia mais baixa até os de energia mais alta por diversos métodos, tais como aquecendo a substância ou fazendo passar umacorrente elétrica através dela. Quando os elétrons eventualmente retornam a seus níveis mais baixos, os átomos emitemradiação que pode estar na região visível doespectro.[11][12][13][14]
↑Pal, G.K.; Pal, Pravati (2001).«capítulo 52».Textbook of Practical Physiology 1st ed. Chennai: Orient Blackswan. p. 387.ISBN978-81-250-2021-9. Consultado em 11 de outubro de 2013
↑Buser, Pierre A.; Imbert, Michel (1992).Vision. [S.l.]: MIT Press. p. 50.ISBN978-0-262-02336-8. Consultado em 11 de outubro de 2013
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