Como funciona a luz

Após Maxwell ter introduzido o conceito de ondas electromagnéticas, tudo clicou no lugar. Os cientistas agora poderiam desenvolver um modelo completo de trabalho de luz usando termos e conceitos, tais como comprimento de onda e frequência, com base na estrutura e função das ondas. De acordo com esse modelo, as ondas de luz vêm em muitos tamanhos. O tamanho de uma onda é medido como o seu comprimento de onda, que é a distância entre quaisquer dois pontos correspondentes em ondas sucessivas, geralmente de pico a pico ou de calha a calha. Os comprimentos de onda da luz que podemos ver variam de 400 a 700 nanômetros (ou bilionésimos de um metro). Mas a gama completa de comprimentos de onda incluídos na definição de radiação electromagnética estende-se de 0,1 nanómetros, como nos raios gama, a centímetros e metros, como nas ondas de rádio.

Ondas de luz também vêm em muitas frequências. A freqüência é o número de ondas que passam um ponto no espaço durante qualquer intervalo de tempo, geralmente um segundo. Medimo-la em unidades de ciclos (ondas) por segundo, ou hertz. A freqüência da luz visível é referida como cor, e varia de 430 trilhões de hertz, visto como vermelho, a 750 trilhões de hertz, visto como violeta. Novamente, a gama completa de frequências estende-se além da porção visível, desde menos de 3 bilhões de hertz, como em ondas de rádio, até mais de 3 bilhões de hertz (3 x 1019), como em raios gama.

A quantidade de energia em uma onda de luz está proporcionalmente relacionada à sua frequência: A luz de alta frequência tem alta energia; a luz de baixa frequência tem baixa energia. Portanto, os raios gama têm a maior quantidade de energia (parte do que os torna tão perigosos para os humanos), e as ondas de rádio têm a menor quantidade de energia. Da luz visível, a violeta tem a maior energia e a vermelha a menor. Toda a gama de frequências e energias, mostrada na figura em anexo, é conhecida como o espectro electromagnético. Note que a figura não é atraída para a escala e que a luz visível ocupa apenas um milésimo de um por cento do espectro.

Esse pode ser o fim da discussão, exceto que Albert Einstein não poderia deixar as ondas de luz mais velozes mentirem. Seu trabalho no início do século 20 ressuscitou a velha idéia de que a luz, talvez, fosse afinal uma partícula.