Saber o que é luz é um questionamento que intriga o ser humano desde a antiguidade. Ao longo dos anos, essa concepção foi mudando. Atualmente, a comunidade científica aceita uma concepção dualística para a propagação da luz. Veja a sua definição contemporânea, suas características, como se propaga e muito mais.
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O que é a luz
A resposta para o que é luz mudou ao longo dos anos. Afinal, conforme as concepções de mundo da comunidade científica foram mudando, os conceitos científicos também mudaram. Isto é, é necessário lembrar que a Ciência é uma concepção humana e é um reflexo do seu tempo histórico.
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A definição dos raios luminosos pode ser definida como uma onda eletromagnética. Dessa forma, ela pode se propagar no vácuo ou em um meio material. Por ser uma onda eletromagnética, ela pode, ou não, ser visível ao ser humano. Assim, a luz visível é aquela que é vista pelos seres humanos. As demais faixas de radiação não são visíveis para nós.
No vácuo, a velocidade dessas ondas eletromagnéticas é constante. Além disso, essa velocidade é um limite estipulado pela teoria da relatividade restrita de Albert Einstein. Tal velocidade corresponde a 3 x 108m/s. Além disso, a luminosidade é essencial para a vida na Terra. Por exemplo, ela é uma das responsáveis pelo acontecimento da fotossíntese.
Características
A luz possui diversas características. Dentre elas, destacam-se as seguintes:
- Intensidade: é a medida da quantidade de energia irradiada por unidade de área a cada segundo.
- Frequência: ela é a medida da quantidade de oscilações que uma onda sofre a cada segundo.
- Polarização: é determinada pelo ângulo de vibração do campo elétrico que forma as ondas luminosas.
Essas características também são importantes para definir o que são as ondas eletromagnéticas visíveis. Por isso, elas são fundamentais para delimitar como ela pode se propagar.
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Como a luz se propaga
A propagação da luz pode ser entendida de diversas maneiras. Isso acontecerá dependendo da concepção adotada na hora de definir a propagação luminosa. Por exemplo, para a teoria do eletromagnetismo clássico, ela se propaga por meio das oscilações conjuntas de um campo elétrico e um magnético. Porém, a sua propagação também pode ser entendida como um fluxo contínuo de partículas subatômicas, as quais transportam energia. Ou seja, ela é um feixe de fótons.
Onda ou partícula?
Atualmente, aceita-se que a luz possui um comportamento dualístico. Ou seja, ela é onda e partícula ao mesmo tempo. Em determinados casos, ela se manifesta como onda e, em outros casos, ela se manifesta como partícula. Esse comportamento é chamado de dualidade-onda partícula.
Por exemplo, quando um feixe luminoso incide sobre o conjunto de lentes de uma câmera fotográfica, seu comportamento é ondulatório. Contudo, em fenômenos como o efeito fotoelétrico, seu comportamento é igual ao de uma partícula.
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Fonte
As fontes de luminosas podem ser classificadas de duas maneiras: quanto à sua natureza e quanto à sua dimensão. Dessa forma, as fontes luminosas são classificadas quanto à dimensão, quando são pontuais ou extensas. Quanto à natureza, elas podem ser:
- Primárias: são os objetos que possuem luz própria. Por exemplo, o Sol, uma lanterna acesa, uma vela acesa etc.
- Secundárias: são todos os outros objetos que refletem os raios luminosos. Isto é, todo objeto visível.
No que diz respeito às dimensões das fontes luminosas, elas dependerão do sistema de referência adotado. Por exemplo, a uma distância suficientemente grande, o Sol pode ser considerado uma fonte pontual. Porém ele também pode ser uma fonte extensa.
Emissão
Quando acontece a emissão luminosa por meio de uma fonte primária, ela pode ser produzida a partir de diversos processos. Por exemplo, eles podem ser luminescentes ou termoluminescentes. Veja as características de cada um deles.
- Luminescentes: ocorre quando a emissão luminosa acontece por processos que não sejam térmicos. Por exemplo, a fluorescência.
- Termoluminescentes: são aqueles processos nos quais a emissão luminosa é devido à excitação térmica. Por exemplo, um carvão em brasa.
Esses processos ajudam a compreender e unir as características da luz com a sua propagação. Com isso, é possível compreender de que maneira a luz está presente em nosso cotidiano.
Vídeos sobre o que é a luz
Ao estudar o que é a luz, os seres humanos realizaram vários experimentos e diversos avanços científicos e tecnológicos foram possíveis. Por isso, é importante aprofundar os conhecimentos sobre esse ente físico importante para a vida terrestre: a luz. Dessa maneira, veja os vídeos selecionados.
Interferência luminosa
Em certos casos, a luz pode se comportar como uma onda eletromagnética. Isso pode ser observado em um experimento de interferometria: o experimento da dupla fenda de Young. Nesse vídeo, o professor Marcelo Boaro realiza esse experimento e explica o que é a interferência da luz.
Do que a luz é feita
Ao longo da história da humanidade, a concepção da composição da luz foi mudando conforme os anos foram se passando. Por isso, o divulgador científico Pedro Loos, do canal Ciência Todo Dia, explica qual é a definição contemporânea para a composição da luz.
A história da velocidade da luz
A velocidade da luz é conhecida atualmente. Porém, foram necessários muitos e muitos anos de pesquisas científicas para poder determinar a sua velocidade. Pedro Loos, do canal Ciência Todo Dia, conta como foi o percurso para que a comunidade científica conseguisse chegar ao valor atual da velocidade da luz.
Raio luminoso e propagação da luz
Um dos princípios da óptica geométrica é o de que a luz deve se propagar em uma trajetória retilínea. Desde que o meio seja homogêneo, transparente e isotrópico. Esse é o chamado princípio da propagação retilínea da luz. Os professores Gil Marques e Claudio Furukawa demonstram esse princípio experimentalmente.
Conhecer a luz e do que ela é composta é muito importante. Com isso, é possível compreender outros aspectos da óptica. Seja ela geométrica ou física. Além disso, é importante conhecer de que maneira se pode determinar a velocidade da luz.
Referências
Física IV: Óptica e física moderna (2016) – D. H. Young et al.
Física: Volume 4 (2008) – D. Halliday et al.
Curso de Física Básica: Volume 4 (2014) – D. H Nussenzveig.
Por Hugo Shigueo Tanaka
Divulgador Científico e co-fundador do canal do YouTube Ciência em Si. Historiador da Ciência. Professor de Física e Matemática. Licenciado em Física pela Universidade Estadual de Maringá (UEM). Mestre em Ensino de Ciências e Matemática (PCM-UEM). Doutorando em Ensino de Ciências e Matemática (PCM-UEM).
Tanaka, Hugo Shigueo. O que é luz. Todo Estudo. Disponível em: https://www.todoestudo.com.br/fisica/o-que-e-luz. Acesso em: 23 de April de 2024.
1. [Enem]
Alguns sistemas de segurança incluem detectores de movimento. Nesses sensores, existe uma substância que se polariza na presença de radiação eletromagnética de certa região de frequência, gerando uma tensão que pode ser amplificada e empregada para efeito de controle. Quando uma pessoa aproxima-se do sistema, a radiação emitida por seu corpo é detectada por esse tipo de sensor.
WENDLING, M. Sensores. Disponível em: www2.feg.unesp.br. Acesso em: 7 maio 2014 (adaptado).
A radiação captada por esse detector encontra-se na região de frequência
a) da luz visível.
b) do ultravioleta.
c) do infravermelho.
d) das micro-ondas.
e) das ondas longas de rádio.
Alternativa correta: C
O texto relata a existência de um dispositivo capaz de detectar uma forma de radiação emitida pelo corpo humano. De acordo com a temperatura do corpo humano, a única forma de radiação que somo capazes de emitir é a infravermelha.
2. [Enem]
Quando se considera a extrema velocidade com que a luz espalha-se por todos os lados e que, quando vêm de diferentes lugares, mesmo totalmente opostos, os raios luminosos atravessam uns aos outros sem se atrapalharem, compreende-se que, quando vemos um objeto luminoso, isso não poderia ocorrer pelo transporte de uma matéria que venha do objeto até nós, como uma flecha ou bala que atravessa o ar, pois certamente isso repugna bastante a essas duas propriedades da luz, principalmente a última.
HUYGENS, C. in: MARTINS, R. A. Tratado sobre a luz, de Cristian Huygens. Caderno de História e Filosofia da Ciência, supl. 4, 1986.
O texto contesta que concepção acerca do comportamento da luz?
a) O entendimento de que a luz precisa de um meio de propagação, difundido pelos defensores da existência do éter.
b) O modelo ondulatório para a luz, o qual considera a possibilidade de interferência entre feixes luminosos.
c) O modelo corpuscular defendido por Newton, que descreve a luz como um feixe de partículas.
d) A crença na velocidade infinita da luz, defendida pela maioria dos filósofos gregos.
e) A ideia defendida pelos gregos de que a luz era produzida pelos olhos.
Alternativa correta: C
O enunciado do exercício fala de uma característica conhecida como independência dos raios de luz. De acordo com esse princípio, dois ou mais raios de luz podem cruzar-se sem sofrer quaisquer mudanças em sua trajetória. Essa observação mostra que os feixes não podem ser materiais, contrariando, assim, o modelo corpuscular da luz, defendido por Newton.