A natureza da luz

De acordo com os dicionários da língua portuguesa, luz significa: radiação eletromagnética capaz de provocar sensação visual num observador normal; claridade emitida pelos corpos celestes; brilho, fulgor, cintilação; aquilo que esclarece; faculdade de percepção; evidência, certeza, verdade, entre outros.

   A palavra luz pode ter variados significados, mas em seus aspectos estritamente objetivos e científicos, como entendermos o que é luz?

   Segundo o físico Alfredo Roque Salvetti, professor da UFMS, ao formularmos perguntas, desmarcamos o assunto com uma sequência de dúvidas e procuramos delimitar a nossa ignorância.

   O livro de Gênesis relata que no princípio a terra era sem forma e vazia e existiam trevas sobre a face do abismo, então o Senhor Deus no primeiro dia da sua criação criou a luz, então separou a luz da escuridão.

   Sem luz não pode existir a vida, como a conhecemos, a mesma depende do carbono, água e luz. A vida animal depende da vida vegetal que por sua vez precisa da luz para realizar a fotossíntese, produzir energia para se manter viva, se desenvolver e se reproduzir. Com a ausência de luz a cadeia alimentar é interrompida.

   Costumamos associar a luz ao mecanismo da visão, contudo a visão é apenas uma forma de detectar a luz ou parte dela. A luz não nos afeta o olfato, a audição ou o paladar, então não podemos degustar a luz, saborear ou mesmo ouvir a luz. Também não podemos pelo tato perceber a sua forma ou sua consistência, mas podemos sentir a sensação de calor quando estamos sob a luz do sol (até se queimar) ou nas proximidades de uma lâmpada incandescente.

   Por tempos muito se tem especulado, sobre o que é luz, sua natureza. Na antiguidade, por exemplo, acreditou-se que os olhos emitiam luz (acreditavam que saiam raios de luz dos nossos olhos), para podermos enxergar as imagens.

   Muitas e muitas explicações e a evolução do conhecimento humano sobre os fenômenos ópticos fizeram que alguns cientistas, como o italiano Galileu Galilei, o francês René Descartes e o inglês Isaac Newton, defendessem a ideia de que a luz era constituída por partículas. Já alguns como Francesco Maria Grimaldi, Italiano, Christian Huygens, holandês e Thomas Young, inglês, acreditavam que a luz era um fenômeno ondulatório.

   Tais discordâncias sobre a natureza da luz, como um modelo corpuscular ou ondulatório, duraram diversos anos, especialmente entre os séculos XVII e XVIII, gerando grandes debates entres os cientistas desta época.

   Isaac Newton, ao estudar diversos efeitos luminosos, particularmente aqueles ligados às cores, elaborou uma teoria sobre a natureza da luz, conhecida como modelo corpuscular, que afirmou ser a luz constituída por partículas que, ao serem emitidas por uma fonte luminosa, se propagam no espaço com uma enorme velocidade em linha reta. O estímulo provocado por essas partículas no nosso sistema óptico seria o responsável pela sensação de visão. Tendo base este modelo Newton, explicou, naquela época, fenômenos ópticos, como reflexão da luz, sua refração e a cor dos corpos. Posteriormente verificou-se que esse modelo não era consistente no que se referia à refração, pois a velocidade da luz em um meio como a água é menor do que no ar, e, segundo este modelo essa velocidade seria maior, impossível de media na época, foi então que em meados do século XIX, Leon Foucault, conseguiu fazer essa medição, constatando que a velocidade da luz na água é menor que no ar, criando com isso, condições favoráveis para que os defensores do modelo ondulatório da luz excluíssem o modelo corpuscular da luz.

   Já no início do século XX, entretanto, existiam diversos fenômenos físicos que não podiam ser explicados nem como corpuscular de Newton nem com o modelo ondulatório. Entre esses fenômenos estão o efeito fotoelétrico e os espectros atômicos.

   O que se conhece hoje por efeito fotoelétrico, corresponde à emissão de elétrons pela superfície de um metal quando este é atingido pela luz. Albert Einstein desenvolveu estudos sobre o efeito fotoelétrico e formulou uma hipótese, segundo a qual a luz seria constituída por partículas, sem massa, atualmente denominadas de fótons, que propôs um caráter corpuscular para a natureza da luz, foi verificada experimentalmente pelo físico Robert Millikan.

   Mas afinal, qual a natureza da luz, essa era a dúvida.

   Atualmente, a física quântica aceita os dois comportamentos para a luz, a dualidade partícula-onda. De acordo com esse ponto de vista, não só a luz, mas também a matéria pode apresentar-se como partícula em certos experimentos e como onda em outros.

Fonte:

ALMEIDA, João Ferreira, Bíblia Sagrada, Edição revista e corrigida, Editora. Sociedade Bíblica Brasileira, Gênesis 1:2-4

SALVETTI, Alfredo Roque, A história da luz, 2ª. Edição revista, Editora. Livraria da física, 2008 São Paulo, pág, 10, 11,

BENIGNO, Barreto Claudio Xavier, Física aula por aula, 2ª. Edição, Editora. FTD, 20133 São Paulo, pág, 189, 207.