Luz
Luz ou luz visível é a radiação eletromagnética dentro da parte do espectro eletromagnético que é percebida pelo olho humano. A luz visível é geralmente definida como tendo comprimentos de onda na faixa de 400–700 nanômetros (nm), entre o infravermelho e o ultravioleta. Este comprimento de onda significa uma faixa de frequência de aproximadamente 430–750 terahertz (THz).
Primeiras ideias
No século I a.C. Lucrécio, dando continuidade às ideias dos primeiros atomistas, escreveu que a luz solar e o seu calor eram compostos de pequenas partículas.
Corpuscular
A ideia de que a luz seria um corpúsculo vem desde a Antiguidade, com o atomismo de Epicuro e Lucrécio. Tal teoria não é a mesma que a atual, aceita como alternativa à teoria ondulatória. Contudo, somente no século XVII, a teoria corpuscular para a luz consolidou-se como um conjunto de conhecimento capaz de explicar os mais variados fenómenos ópticos. O seu principal expoente nesse período foi o filósofo natural inglês Isaac Newton (1643-1727). Nos seus trabalhos publicados - o artigo "Nova teoria sobre luz e cores" (1672) (disponível em português em Silva & Martins 1996) e o livro Óptica (Newton 1996) - e também nos trabalhos não publicados - os artigos "Hipótese da luz" e "Discurso sobre as observações" (disponíveis em Cohen & Westfall 2002) - Newton discutiu implicitamente a natureza física da luz, fornecendo alguns argumentos a favor da materialidade da luz. Fato especificamente notório é que, apesar de ser conhecido como o grande defensor da teoria corpuscular, Newton nunca discutiu em detalhes o assunto, sendo sempre cauteloso ao abordá-lo Georg Cantor. A razão desse comportamento seria as críticas recebidas sobre o artigo "Nova teoria sobre a luz e cores" de 1672, advindas principalmente de Robert Hooke, Christiaan Huygens.
Ondulatória
No século XVII, Huygens, entre outros, propôs a ideia de que a luz fosse um fenómeno ondulatório. Francesco Maria Grimaldi observou os efeitos de difracção, atualmente conhecidos como associados à natureza ondulatória da luz, em 1665, mas o significado das suas observações não foi entendido naquela época. As experiências de Thomas Young e Augustin Fresnel sobre interferência e difracção no primeiro quarto do século XIX, demonstraram a existência de fenómenos ópticos, para os quais a teoria corpuscular da luz seria inadequada, sendo possíveis se à luz correspondesse um movimento ondulatório. As experiências de Young capacitaram-no a medir o comprimento de onda da luz e Fresnel provou que a propagação rectilínea, tal como os efeitos observados por Grimaldi e outros, podiam ser explicados com base no comportamento de ondas de pequeno comprimento de onda.
Dualidade onda-partícula
A dualidade onda partícula é o conceito da mecânica quântica de que cada partícula ou entidade quântica pode ser descrita como uma partícula ou uma onda. Expressa a incapacidade dos conceitos clássicos de "partícula" ou "onda" para descrever completamente o comportamento de objetos em escala quântica. Como Albert Einstein escreveu: “Parece que às vezes devemos usar uma teoria e às vezes a outra, enquanto às vezes podemos usar qualquer uma delas. Estamos diante de um novo tipo de dificuldade. Temos duas imagens contraditórias da realidade; separadamente, nenhum deles explica totalmente os fenômenos da luz, mas juntos eles o fazem.” Através do trabalho de Max Planck, Albert Einstein, Louis de Broglie, Arthur Compton, Niels Bohr, Erwin Schrödinger e muitos outros, a teoria científica atual sustenta que todas as partículas exibem uma natureza ondulatória e vice-versa. Este fenômeno foi verificado não apenas para partículas elementares, mas também para partículas compostas como átomos e até moléculas. Para partículas macroscópicas, por causa de seus comprimentos de onda extremamente curtos, as propriedades das ondas geralmente não podem ser detectadas.
Comprimentos de onda
As fontes de luz visível dependem essencialmente do movimento de elétrons. Os elétrons nos átomos podem ser elevados de seus estados de energia mais baixa até os de energia mais alta por diversos métodos, tais como aquecendo a substância ou fazendo passar uma corrente elétrica através dela. Quando os elétrons eventualmente retornam a seus níveis mais baixos, os átomos emitem radiação que pode estar na região visível do espectro.
Velocidade da luz
De acordo com a teoria da relatividade restrita, toda radiação eletromagnética, incluindo a luz visível, se propaga no vácuo a uma velocidade constante, comumente chamada de velocidade da luz, que é uma constante da Física, representada por c e é igual a 299 792 458 m/s, equivalente a 1 079 252 849 km/h.
Medição
As seguintes quantidades e unidades são utilizadas para medir luz:
