Iluminação Ep. 2: O que é luz?

Olá a todos! Recapitulando o último "episódio", a humanidade descobriu a fogueira e os benefícios da luz. Perceberam as vantagens de dominar algumas técnicas da iluminação artificial. E este campo se desenvolveu muito com o tempo, mas quero lançar uma pergunta seca: o que é luz? O que é está entidade misteriosa chamada LUZ??? Bem, talvez seja importante responder essa pergunta antes de continuarmos essa nossa jornada.

A luz, na forma como conhecemos blá blá blá... comprimento de onda blá blá blá... radiação eletromagnética blá blá blá... quanta linguagem científica na Wikipédia. Para evitar esse tipo de formalismo eu vou fazer algo "all by myself" ;)

O que seria a luz? Primeiramente pensou-se na luz como uma onda, como a que se forma quando você joga uma pedra em um lago. Isso pois uma vela colocada no meio de uma sala espalha sua luz por todas as direções, então era bastante intuitivo pensá-la como uma onda. Porém todas as ondas conhecidas na época precisavam de um meio para ser transmitida. Pense na voz humana: ela é uma onda que se desloca por um meio, o ar. A onda do lago, que eu citei como exemplo, necessita da água para sua propagação. Porém entre o Sol e a Terra só existe vácuo. Então, qual seria o meio de propagação da luz?

Então foi criada a teoria do éter, que seria uma espécie de "substância" que permearia todo o universo e serviria de meio para a luz se propagar. Outras pessoas, ao invés de adotar a teoria do éter, adotaram um ponto de vista muito mais radical: que a luz não seria uma onda, e sim pequenas partículas. Essa linha de pensamento é conhecida por teoria corpuscular da luz, e foi defendida por Sir Isaac Newton. Ela resolvia o problema da necessidade do éter, mas era difícil conceber a luz na forma de partículas.

Mas pulando essa parte histórica e atravessando alguns séculos de progresso da ciência, finalmente descobriu-se o que a luz era de fato. A luz é uma onda eletromagnética que se propaga por pequenas partículas chamadas fótons. Ou seja, a luz não era nem bem onda, nem bem partícula, mas uma estranha entidade que exibe alguns comportamentos de onda e alguns outros de partícula.

A luz possui algumas particularidades de onda, como por exemplo, possui frequência e comprimento de onda. A frequência (e, logo, o comprimento de onda, pois sabemos que eles se relacionam) determina a cor da luz. Por exemplo, uma onda eletromagnética com um comprimento de 700 nanometros ativa células nos nossos olhos e nos fazem perceber a luz vermelha. Já outra onda com comprimento de 400 nanometros nos faz perceber a luz violeta. A luz branca corresponde a uma soma de várias ondas de luz de diversas frequências, ou seja, a luz branca é composta por todas as outras. Uma prova empírica disso é o arco-íris. Ele ocorre quando um raio de luz do sol (que é uma luz branca) é refletido pelas gotas de água. Então ocorre a separação das diversas frequências de faziam a composição da luz original. Essa experiência pode ser feita usando luz do sol e um prisma, como mostra a imagem abaixo.

Mas só existe a luz que podemos ver? Não mesmo!!! Existem diversas frequências abaixo do vermelho (como infra-vermelho, microondas, ondas de rádio) e acima do violeta (como o ultra-violeta, raios X, raios gama, etc.). Conforme a frequência aumenta, mais energia estará associada a onda. Conforme a energia aumenta, mais danosa se torna a onda eletromagnética para o ser-humano. As ondas ultra-violetas, por exemplo, já possuem energia suficiente para causar queimadura de pele, que é um mal que todos nós conhecemos, podendo causar inclusive câncer de pele. Por isso é importante passar filtro solar... mas isso já é outra história...

E por fim, como eu gosto de dados objetivos, a fórmula que nos permite calcular a energia de um fóton é dada a seguir:



onde:

* E é a energia do fóton dado em Joules;
* h é a Constante de Planck, que é igual a ;
* c é a velocidade da luz no vácuo, também constante, e equivalente a 299792458 m/s;
* é o comprimento de onda, medido em metros.

E era isso por hoje. Fiquem atentos para o próximo capítulo da nossa série de iluminação, com um tema que eu ainda não faço nem ideia do que será. Até lá, abraço e se cuidem. ;)