A Natureza e o Espectro da luz

2018-08-26

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No século XVII, as primeiras explicações científicas para a natureza da luz começaram a ser desenvolvidas. O holandês Christian Huygens em seu “Tradado sobre a Luz”, desenvolveu a teoria ondulatória da luz, esta seria tradada como uma onda e como toda onda necessita de um meio para ondular, por isso ele sugeriu a ideia de um éter luminífero que preencheria o espaço, mas nem todos aceitaram a ideia de Huygens…

Em 1672, Sir Issac Newton, propôs a Teoria corpuscular da luz, isto é, a luz seria composta por partículas sem massa, sujeitas as forças gravitacionais, viajando em alta velocidade. Na época o astrônomo Ole Rømer havia medido a velocidade da luz em cerca de de 220 mil quilômetros por segundo, através das diferenças de tempo nos eclipses do satélite natural Io de Jupiter, quando a Terra estava mais próxima os eclipses ocorriam antes do previsto, graças ao fato da velocidade da luz ser finita.

Ambas as teorias tinham defeitos, e eram incapazes de explicar todos os fenômenos observados, por mais de um século, ambas as teorias se alternaram como a “real” natureza da luz, até o experimento de Young.

em 1801, o físico inglês Thomas Young realizou o o famoso experimento da dupla fenda.

BBVA-OpenMind-Augusto-Belendez-Thomas-Young-3 — O experimento de Thomas Young.

Mostrando que a luz que atravessa uma fenda, causa um padrão de interferência na luz que atravessa a outra fenda, isso é impossível na teoria corpuscular da luz de Newton.

Em 1865, James Clerk Maxwell propõe que a luz é uma onda eletromagnética, e uma das suas previsões é que no vácuo ela se moveria com a velocidade de 299.792 km/s. Na época a medição mais precisa da velocidade da luz era de 299.796 km/s, um valor muito próximo, hoje sabemos que as previsões de Maxwell são exatas, a luz é uma onda eletromagnética. Ironicamente a ideia de Newton da luz ser feita de partículas, ressurgiria, pelo menos em parte, com o nascimento da Mecânica quântica, mas isso é tema para outro post.

Ok, a luz é uma onda, mas o que torna as cores diferentes entre si? a resposta é simples, é o comprimento da onda. o comprimento de onda para as cores é extremamente pequeno, na escala de nanômetros ou bilionésimos do metro (1×10⁻⁹) indo dos 400 nm para o violeta aos 700 nm para o vermelho.

Hoje, sabemos que o espectro eletromagnético se estende muito além da luz visível, indo das ondas menos energéticas paras as mais energéticas temos; ondas de rádio, microondas, infravermelho, luz visível, ultravioleta, raios X e raios gama, o comprimento de onda delas também varia muito, da escala de quilômetros das ondas de rádio até um milionésimo do bilionésimo do metro dos raios gama.