Luç

La lhuç (luç en sendinés) ye ua óndia eilhetromagnética cujo cumprimento stá nun anterbalo an que l'uolho houmano ye a eilha sensible. Ye ua radiaçon eilhetromagnética pulsante ou nun sentido mais giral, qualquier radiaçon eilhetromagnética que stá antre las radiaçones infraburmeilhas i las radiaçones ultrabioletas. Las trés grandezas físicas básicas de la lhuç (i de toda la radiaçon eilhetromagnética) son: brilho (ou amplitude), quelor (ou frequéncia), i polarizaçon (ou ánglo de bibraçon). Debido a la dualidade óndia-partícula, la lhuç ten al mesmo tiempo propriadades de óndias i partículas.

Diagrama de la çperson de la lhuç atrabeç dun prisma

Eifeito de la lhuç de l sol al passar por ua jinela

Un raio de lhuç ye la repersentaçon de la trajetória de la lhuç an detreminado spácio, i la sue repersentaçon andica d’adonde la lhuç sal (fuonte) i para onde eilha bai. L cunceito de raio de lhuç fui antroduzido por Alhazen. Porpagando-se an meio houmogéneo, la lhuç siempre bai por trajetórias dreitas; solo an meios nun-houmogéneos ye que la lhuç puode çcrebir ua "curba".

An sentido figurado quier dezir sclarecer ou fazer algo que se antenda.

Teories subre la lhuç

Purmeiras eideias de ls griegos

Ne l seclo I a.C. Lucrécio, dando cuntinidade a las eideias de ls purmeiros atomistas, screbiu que la lhuç solar i la sue calor éran cumpuostos de pequeinhas partículas.

Teorie cuorpuscular de la lhuç

La eideia de que la lhuç serie un cuorpúsclo ben zde la Antiguidade, cun l atomismo de Epicuro i Lucrécio.

Inda assi, solo ne l seclo XVII, la teorie cuorpuscular para la lhuç se cunsolidou cumo un cunjunto de coincimiento capaç de splicar ls mais bariados fenómenos ópticos. L sou percipal spoente nesse era fui l filósofo natural Anglés Isaac Newton(1643-1727).

Ne ls sous trabalhos publicados - l artigo "Nuoba teorie subre lhuç i cores" (1672) (çponible an pertués an Silva & Martins 1996) i l lhibro Óptica (Newton 1996) - i tamien ne ls trabalhos nun publicados - ls artigos "Heipótese de la lhuç" i "çcurso subre las obserbaçones" (çponibles an Cohen & Westfall 2002) – Newton çcutiu amplicitamente la natureza física de la lhuç, dando alguns argumentos a fabor de la materialidade de la lhuç.

Esse ye un fato mui antressante. Inda que seia coincido cumo l grande defensor de la teorie cuorpuscular, Newton nunca çcutiu an detailhes l assunto, sendo sempre couteloso al abordá-lo (Cantor 1983). La rezon desse cumportamiento serie las críticas recebidas subre l artigo "Nuoba teorie subre la lhuç i quelores" de 1672, benidas percipalmente de Robert Hooke, Christiaan Huygens i Ignatius Pardies.

La teorie corpuscular fui amplamente zambolbida ne l seclo XVIII, puls seguidores de Newton.

Ne l ampeço de l seclo XIX, cun l aperfeiçonamiento de la teorie ondulatória de Thomas Young i Augustin Fresnel, la teorie corpuscular fui, als poucos, sendo rejeitada.

Ye amportante antender que la teorie corpuscular zambolbida antre ls seclos XVII i XIX nun ye la mesma de la atual, anserida na eideia de la dualidade óndia-partícula de la lhuç.

Teorie ondulatória de la lhuç

Ne l seclo XVII, Huygens, antre outros, porpuso la eideia de que la lhuç fusse un fenómeno ondulatório. Francesco Maria Grimaldi oubserbou ls eifeitos de difraçon, atualmente coincidos cumo associados a la natureza ondulatória de la lhuç, an 1665, mas l segneficado de las sues obserbaçones nun fui antendido naqueilha era.

Las spriéncias de Thomas Young i Augustin Fresnel subre anterferéncia i difraçon ne l purmeiro quarto de l seclo XIX, demonstrórun la eisisténcia de fenómenos ópticos, pa ls quales la teorie corpuscular de la lhuç serie zadequada, sendo possible se la lhuç correspundisse un mobimiento ondulatório. Las spriéncias de Young dórun-le la capacidade pa medir l cumprimiento de óndia de la lhuç i Fresnel probou que la porpagaçon rectilínea, tal cumo os eifeitos oubserbados por Grimaldi i outros, podian ser splicados cun base ne l cumportamiento de óndias de pequeinho cumprimiento de óndia.

L físico francés Jean Bernard Léon Foucault, ne l seclo XIX, çcubriu que la lhuç se çlocaba mais debrebe ne l aire de l que na auga. L eifeito cuntrariaba la teorie cuorpuscular de Newton, esta afirmaba que la lhuç deberie tener ua belocidade maior na auga de l que ne l aire.

James Clerk Maxwell, inda ne l seclo XIX, probou que la belocidade de porpagaçon de ua óndia eilhetromagnética ne l spacio eiquibalie a la belocidade de porpagaçon de la lhuç de mais ou menos 300.000 km/s.

Fui de Maxwell la afirmaçon:

La lhuç ye ua "modalidade de einergie radiante" que se "porpaga" atrabeç de óndias eilhetromagnéticas.

Teorie de la dualidade óndia partícula

Ne l final de l seclo XIX, la teorie que afirmaba que la natureza de la lhuç era solo ua óndia eilhetromagnética, (ou seia, la lhuç tenie un cumportamiento solo ondulatório), ampeçou la ser questionada.

Al tentar teorizar la eimisson fotoeilhetrica, ou la eimisson de eiletrones quando un cundutor ten subre si la ancidéncia de lhuç, la teorie ondulatória nun cunseguie splicar l fenómeno, puis antraba an cuntradiçon.

Fui Albert Einstein, ousando la eideia de Max Planck, que cunseguiu demustrar que un feixe de lhuç son pequeinhos pacotes de einergie i estes son ls fotones, lougo, assi fui splicado l fenómeno de la eimisson fotoeilhétrica.

La cunfirmaçon de la çcubierta de Einstein dou-se ne l anho de 1911, quando Arthur Compton demustrou que "quando un foton bate nun eiletron, dambos ls dous ténen l cumportamiento de cuorpos materiales."

Cumprimentos de óndia de la lhuç besible

Las fuontes de lhuç besible dependen eissencialmente de l mobimiento de eiletrones. Ls eiletrones ne ls átomos puoden ser eilebados de sous stados de einergie mais baixa até ls de einergie mais alta por muitos métodos, cumo calecendo la sustáncia ou fazendo passar ua corriente eilétrica atrabeç deilha. Quando ls eiletrones eibentualmente retornan als sous níbles mais baixos, ls átomos eimiten radiaçon que puode star na region besible de l spetro.

La fuonte mais familiar de lhuç besible ye l Sol. La sue superfice eimite radiaçon atrabeç de todo l spetro eilhetromagnético, mas la sue radiaçon mais antensa stá na region que definimos cumo besible, i la antensidade radiante de l sol ten balor de pico nun cumprimiento de óndia de acerca de 550nm, esso sugere que ls nuossos uolhos se adatórun al spetro de l Sol.

Todos ls objetos eimiten radiaçon magnética, chamada radiaçon térmica, por bias de la sue temperatura. Oubjetos cumo l Sol, an que la radiaçon térmica ye besible, son chamados ancandecentes. La ancandecéncia giralmente stá associada als oubjetos calientes; normalmente, son neçairas temperaturas mais altas que ls 1.000 °C.

Tamien ye possible que la lhuç seia eimetida de oubjetos frius; esso ye chamado lhuminecéncia. Ls eisemplos ancluen las lhámpadas fluorecentes, relámpagos, amostradores lhuminosos, i recetores de telbison. La luminecéncia puode tener bárias causas. Quando la einergie que eicita ls átomos cria-se de ua reaçon química, ye chamada quimilhuminecéncia. Quando acuntece an seres bibos, cumo bagalumes i ourganismos marinos, ye chamado de biolhuminescéncia. La lhuç tamien puode ser eimitida quando ciertos cristales (por eisemplo l açucre) son cumpremidos, chama-se tribolhuminescéncia.

La belocidade de la lhuç

De acordo cun la moderna física teórica, toda la radiaçon lhetromagnética, ancluindo la lhuç besible, porpaga-se ne l bácuo nua belocidade custante, chamada de belocidade de lhuç, que ye ua custante de la Física, repersentada por c i eigual a 299.792.458 metros por segundo.

Mediçon de la lhuç

Las seguintes cantidades i ounidades son outelizadas para medir la lhuç.

brilho, medida an watts/cm²
eilhuminaçon (Ounidade SI: lux)
fluxo lhuminoso (Ounidade SI: lumen)
antensidade lhuminosa (Ounidade SI: candela)

Refréncias

Cantor, G. Optics after Newton: theories of light in Britain and Ireland, 1704 - 1840, Manchester University Press: Manchester, 1983

Silva, C. & Martins R. "Nuoba teorie subre lhuç i quelores: ua traduçon comentada", Rebista Brasileira de Ansino de Física18(4): 313-27, 1996.

Cohen, B. & Westfall, R. Newton: testos, antecedentes i comentairos, Cuntrapunto/EdUerj: Riu de Janeiro, 2002.

Newton, I. Óptica, EDUSP: San Paulo, 1996.