luz

luz , radiação eletromagnética que pode ser detectado pelo olho humano. A radiação eletromagnética ocorre em uma faixa extremamente ampla de comprimentos de onda, de raios gama com comprimentos de onda menores que cerca de 1 × 10-11metro para ondas de rádio medidas em metros. Dentro desse amplo espectro os comprimentos de onda visíveis aos humanos ocupam uma faixa muito estreita, de cerca de 700 nanômetros (nm; bilionésimos de metro) para a luz vermelha até cerca de 400 nm para a luz violeta. As regiões espectrais adjacente para a banda visível são frequentemente referidos como luz também, infravermelho em uma extremidade e ultravioleta no outro. O velocidade da luz no vácuo está uma constante física fundamental, cujo valor atualmente aceito é exatamente 299.792.458 metros por segundo, ou cerca de 186.282 milhas por segundo.

espectro visível de luz

espectro visível de luz Quando a luz branca é espalhada por um prisma ou uma grade de difração, as cores do espectro visível aparecem. As cores variam de acordo com seus comprimentos de onda. O violeta tem as frequências mais altas e os comprimentos de onda mais curtos, e o vermelho tem as frequências mais baixas e os comprimentos de onda mais longos. Encyclopædia Britannica, Inc.



Principais perguntas

O que é luz na física?

A luz é a radiação eletromagnética que pode ser detectada pelo olho humano. A radiação eletromagnética ocorre em uma faixa extremamente ampla de comprimentos de onda, a partir de raios gama com comprimentos de onda menores que cerca de 1 × 10-11metros a ondas de rádio medidas em metros.



Qual é a velocidade da luz?

A velocidade da luz no vácuo é uma constante física fundamental, e o valor atualmente aceito é de 299.792.458 metros por segundo, ou cerca de 186.282 milhas por segundo.

O que é um arco-íris?

Um arco-íris é formado quando a luz do sol é refratada por gotículas esféricas de água na atmosfera; duas refrações e uma reflexão, combinadas com a dispersão cromática da água, produzem os arcos primários de cor.



Por que a luz é importante para a vida na Terra?

A luz é a principal ferramenta para perceber o mundo e interagir com ele para muitos organismos. A luz do Sol aquece a Terra, impulsiona os padrões climáticos globais e inicia o processo de sustentação da vida da fotossíntese; cerca de 1022Joules de energia solar radiante chegam à Terra a cada dia. As interações da luz com a matéria também ajudaram a moldar a estrutura do universo.

Qual é a relação da cor com a luz?

Na física cor está associado especificamente à radiação eletromagnética de uma certa faixa de comprimentos de onda visíveis ao olho humano. A radiação de tais comprimentos de onda constitui aquela porção do espectro eletromagnético conhecido como o espectro visível - isto é, luz.

Nenhuma resposta única para a pergunta O que é luz? satisfaz a muitos contextos em que a luz é experimentada, explorada e explorada. O físico está interessado nas propriedades físicas da luz, o artista em uma estética apreciação do mundo visual. Através do sentido da visão, a luz é a principal ferramenta para perceber o mundo e se comunicar com ele. Luz do sol aquece o terra , impulsiona os padrões climáticos globais e inicia o processo de sustentação da vida da fotossíntese. Em grande escala, as interações da luz com a matéria ajudaram a moldar a estrutura do universo. Na verdade, a luz fornece uma janela para o universo, das escalas cosmológicas às atômicas. Quase todas as informações sobre o resto do universo chegam à Terra na forma de radiação eletromagnética. Ao interpretar essa radiação, astrônomos pode vislumbrar as primeiras épocas do universo, medir a expansão geral do universo e determinar a química composição de estrelas e do meio interestelar. Assim como a invenção do telescópio ampliou dramaticamente a exploração do universo, também a invenção do microscópio abriu o intrincado mundo do célula . A análise das frequências da luz emitida e absorvida por átomos era um diretor impulso para o desenvolvimento de mecânica quântica . Espectroscopias atômicas e moleculares continuam a ser ferramentas primárias para sondar a estrutura da matéria, fornecendo testes ultra-sensíveis de modelos atômicos e moleculares e contribuindo para estudos de reações fotoquímicas .



sol

Sol O Sol brilhando por trás das nuvens. Matthew Bowden / Fotolia

A luz transmite informações espaciais e temporais. Esta propriedade forma a base dos campos de óptica e comunicações ópticas e um miríade de tecnologias relacionadas, maduras e emergentes. As aplicações tecnológicas baseadas nas manipulações da luz incluem lasers , holografia e Fibra ótica sistemas de telecomunicações.

Na maioria das circunstâncias do dia-a-dia, as propriedades da luz podem ser derivadas da teoria clássica eletromagnetismo , em que a luz é descrita como acoplada elétrico e campos magnéticos propagando através do espaço como um viajante aceno . No entanto, essa teoria das ondas, desenvolvida em meados do século 19, não é suficiente para explicar as propriedades da luz em intensidades muito baixas. Nesse nível, um quantum teoria é necessária para explicar as características da luz e para explicar as interações da luz com os átomos e moléculas . Em sua forma mais simples, a teoria quântica descreve a luz como consistindo em pacotes discretos de energia , chamado fótons . No entanto, nem um modelo de onda clássico nem um modelo de partícula clássico descreve corretamente a luz; a luz tem uma natureza dual que é revelada apenas na mecânica quântica. Esta surpreendente dualidade onda-partícula é compartilhada por todos os principais constituintes da natureza (por exemplo, elétrons têm aspectos semelhantes a partículas e ondas). Desde meados do século 20, mais compreensivo teoria da luz, conhecida como eletrodinâmica quântica (QED), foi considerado pelos físicos como completo. QED combina as idéias do eletromagnetismo clássico, mecânica quântica e a teoria especial de relatividade .



Este artigo enfoca as características físicas da luz e os modelos teóricos que descrevem a natureza da luz. Seus principais temas incluem introduções aos fundamentos da óptica geométrica, ondas eletromagnéticas clássicas e os efeitos de interferência associados a essas ondas e as idéias fundamentais da teoria quântica da luz. Apresentações mais detalhadas e técnicas desses tópicos podem ser encontradas nos artigos ótica, radiação eletromagnética , mecânica quântica , e eletrodinâmica quântica . Veja também relatividade para obter detalhes de como a contemplação da velocidade da luz medida em diferentes referenciais foi fundamental para o desenvolvimento de Albert Einstein Teoria da relatividade especial em 1905.

Teorias da luz ao longo da história

Teorias de Ray no mundo antigo

Embora haja evidências claras de que instrumentos ópticos simples, como espelhos planos e curvos e lentes convexas, foram usados ​​por várias civilizações antigas, grego antigo filósofos são geralmente creditados com as primeiras especulações formais sobre a natureza da luz. O conceptual O obstáculo de distinguir a percepção humana dos efeitos visuais da natureza física da luz dificultou o desenvolvimento das teorias da luz. A contemplação do mecanismo da visão dominou esses primeiros estudos. Pitágoras ( c. 500bce) propôs que a visão é causada por raios visuais que emanam do olho e objetos impressionantes, enquanto Empédocles ( c. 450bce) parece ter desenvolvido um modelo de visão em que a luz era emitida tanto por objetos quanto pelo olho. Epicuro ( c. 300bce) acreditavam que a luz é emitida por outras fontes além do olho e que a visão é produzida quando a luz é refletida em objetos e entra no olho. Euclides ( c. 300bce), No dele Óptica , apresentou uma lei de reflexão e discutiu o propagação de raios de luz em linhas retas. Ptolomeu ( c. 100esta) realizou um dos primeiros estudos quantitativos do refração de luz ao passar de um meio transparente para outro, tabulando pares de ângulos de incidência e transmissão para combinações de vários meios.



Pitágoras

Pitágoras Pitágoras, busto de retrato. Photos.com/Jupiterimages

Com o declínio do reino greco-romano, o progresso científico mudou para o Mundo islâmico . Em particular, al-Maʾmūn, o sétimo califa bAbbāsid de Bagdá, fundou a Casa da Sabedoria (Bayt al-Hikma) em 830estapara traduzir, estudar e melhorar as obras helenísticas de Ciência e filosofia. Entre os estudiosos iniciais estavam al-Khwārizmī e al-Kindī. Conhecido como o filósofo dos árabes, al-Kindī estendeu o conceito de propagação retilínea dos raios de luz e discutiu o mecanismo da visão. Por volta de 1000, o modelo pitagórico de luz foi abandonado, e um modelo de raio, contendo os elementos conceituais básicos do que agora é conhecido como óptica geométrica, emergiu. Em particular, Ibn al-Haytham (latinizado como Alhazen), em Kitab al-manazir ( c. 1038; Óptica), atribuiu corretamente a visão à recepção passiva de raios de luz refletidos de objetos, em vez de uma emanação ativa de raios de luz dos olhos. Ele também estudou as propriedades matemáticas da reflexão da luz de espelhos esféricos e parabólicos e desenhou imagens detalhadas dos componentes ópticos do olho humano. De Ibn al-Haytham trabalhos foi traduzido para o latim no século 13 e foi uma influência motivadora para o frade franciscano e filósofo natural Roger Bacon. Bacon estudou a propagação da luz através de lentes simples e é considerado um dos primeiros a descrever o uso de lentes para corrigir a visão.

Roger Bacon

Roger Bacon Filósofo franciscano inglês e reformador educacional Roger Bacon mostrado em seu observatório no mosteiro franciscano, Oxford, Inglaterra (gravura c. 1867). Photos.com/Thinkstock

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