LUZ

Luz é a radiação eletromagnética, capaz de provocar sensação visual num observador normal. Transporta uma energia chamada  energia radiante, que é capaz de sensibilizar as células de nossa retina e provocar a sensação de visão.

A misteriosa natureza da luz sempre foi tema de fascínio para os maiores cientistas do mundo, despertando controvérsias, polêmicas e interpretações conceituais duvidosas que, ao longo do tempo, foram sendo adaptadas, reformuladas ou mesmo refutadas pela comunidade científica.

O prestígio de lsaac Newton foi responsável pelo fato de a teoria corpuscular da luz (teoria que admitia que a luz era formada por um feixe de partículas) predominar por muito tempo, mesmo sem explicar de maneira convincente muitos fenômenos ópticos, como, por exemplo, o caso da refração, que recebia uma explicação conceitual coerente com a observação experimental, mas que chegava à conclusão (que hoje sabemos ser equivocada) de que a luz teria velocidade maior na água do que no ar.

Por sua vez, a teoria ondulatória da luz, mesmo sem contar com paternidade tão eminente, conseguia explicar de maneira satisfatória um grande número de fenômenos.

Em 1850, ficou comprovado experimentalmente que a velocidade da luz no ar era maior que na água e, em 1860, com a teoria eletromagnética de Maxwell, ficou sentenciada a estabilidade e a credibilidade da teoria ondulatória da luz.

Porém, por conta de uma grande ironia da ciência, no final do século XIX, em uma das experiências com- probatórias da teoria ondulatória da luz, descobriu-se o efeito fotoelétrico, que ressuscitaria o modelo corpuscular para a luz. Desta maneira, a aceitação de uma natureza dupla (dualidade onda-partícula) foi inevitável. Hoje, a moderna teoria quântica descreve com requintes matemáticos o “mundo invisível” das interações subatômicas sem, contudo, sem tomar partido definitivo nesta questão.

A luz ocupa uma posição intermediária na escala dos comprimentos de onda. Apresenta tanto propriedades ondulatórias como corpusculares.

LEIS DA REFLEXÃO DA LUZ

1ª lei: O raio incidente, o raio refletido e a normal em reflexão pertencem ao mesmo plano.

2ª lei: O ângulo de reflexão é igual ao ângulo de reincidência.

Meios de Propagação:

• Meio homogêneo: Apresenta as mesmas propriedades físicas em todos os seus pontos.
• Meio isótropo ou isotrópico: As propriedades físicas medidas em um ponto do meio não dependem da direção em que são examinadas.

Quando um meio é simultaneamente homogêneo, transparente e isótropo, ele é chamado de ordinário ou refringente.

Meios Transparentes:

• Permitem a passagem da luz, e os objetos podem ser observados através deles.
  Exemplos: o ar, a água, o vidro e os cristais perfeitamente sólidos.

Meios Translúcidos:

• Permitem a passagem de uma parte da luz incidente, e por essa razão os objetos não podem ser observados totalmente através deles. Só se observam contornos.
  Exemplos: o vidro martelado banheiros(usado nos banheiros) e o papel vegetal.

Meios Opacos:

• Não permitem a passagem da luz.
  Exemplos: madeira e parede de concreto.

REFRAÇÃO DA LUZ

Um raio de luz vindo de um meio opticamente menos denso (exemplo: ar) e incidindo obliquamente sobre um meio mais denso (exemplo: água), muda de direção no ponto de encontro, formando um ângulo. Assim, os raios de sol que incidem sobre uma nuvem vêm numa direção e saem em outra; são desviados pelo meio mais denso – nuvem – . a luz muda de direção devido às diferentes velocidade com que atravessa substâncias diversas. Mas só incidindo obliquamente sobre a água é que a luz se desvia – se incide perpendicularmente, não muda de direção

FONTES DE LUZ

São fontes capazes de emitir luz. As fontes de luz classificam-se em:

primárias: são as fontes que emitem luz própria, ou seja, a luz que produzem.

As fontes primárias se subdividem em:

• incandescentes: são aquelas que emitem luz em virtude de sua elevada temperatura. Exemplos: o sol, as lâmpadas de defilamento.
• luminescentes: emitem luz em temperaturas mais baixas. Exemplos: lâmpada fluorescente (que necessita ser excitada para emitir luz); substâncias fosforescentes, que reemitem uma fração da luz que absorveram momentos atrás.

secundárias: são os corpos iluminados, que não possuem luz própria. Constituem a classe de todos os objetos que, por reflexão, retransmitem a luz que recebem. Exemplos: as plantas e satélites do sistema solar e de um modo geral, todos os objetos que enxergamos.

PRINCÍPIOS DA PROPAGAÇÃO DA LUZ

Primeiro princípio: Propagação Retilínea da Luz

• Em meios transparentes e homogêneos, a luz se propaga em linha reta.

Segundo princípio: Independência dos Raios Luminosos

• Se dois ou mais raios de luz, vindos de fontes diferentes, se cruzam, eles seguem suas trajetórias de forma independente, como se os outros não existissem.

Terceiro princípio: Reversibilidade dos Raios Luminosos

• Se um raio luminoso se propaga numa direção e em sentido arbitrário, outro poderá propagar-se na mesma direção e em sentido contrário.

É o que acontece quando olhamos através de um retrovisor e percebemos que alguém nos observa através dele.

NATUREZA DA LUZ

Tem característica dupla. Compõe-se de corpúsculos denominados fócons, os quais se propagam em ondas transversais. É uma partícula subatômica, desprendida por átomos e dotada de alta energia luminosa, as diferenças de energia dão diferentes de cor. A propagação da luz no vácuo, é sempre igual, isto é, se processa sempre à mesma velocidade. A mais recente medição da velocidade da luz, efetuada em 1956 confere à velocidade no valor de 299.792,4km por segundo. Quando a luz atravessa substâncias materiais, seus raios sofrem ligeiro retardamento, conforme a substância, conforme também o seu ângulo de saída.

Exercício :

 A velocidade de propagação da luz em determinado líquido é 80% daquela verificada no vácuo. O índice de refração desse líquido é:

a)1,50

b)1,25

c)1,00

d) 0,80

e) 0,20

Resposta Questão 

Inicialmente, é necessário separar os dados oferecidos pelo problema:

c – velocidade da luz no vácuo;

80% c = 0,8c é a velocidade de propagação da luz no líquido.

Utilizando a equação:

n = c

      v

Substituindo os dados:

n =    c  

      0,8c

Cancelando c, temos:

n = 1 = 1,25

     0,8

O índice de refração é 1,25: Alternativa “b”.