Uma Breve História da (teoria da) Luz *
Autor: Vinnius. | Publicado: 2017-01-06T14:06:00-08:00







* Este texto foi escrito por Fabiano Schmidt que gentilmente enviou o texto para colaborar com o blog.


&nbsp; A natureza desse fenômeno ao mesmo tempo tão cotidiano e tão misterioso – a luz- responsável entre outras coisas pela visão, é tão complexa que somente nos últimos dois séculos obtivemos um modelo realmente preciso com bases experimentais acerca dela; o assunto levou mais tempo que a própria Mecânica Clássica, para ser finalmente desenvolvido satisfatoriamente, não obstante o próprio Newton ter se debruçado com esmero sobre ele (tendo inclusive publicado uma obra intitulada “Óptica” da qual muito se orgulhava) sem no entanto alcançar neste campo o mesmo resultado, definitivo e completo, que havia alcançado com o estudo do movimento dos corpos nos Principia.

&nbsp; Logo no início do séc. XIX, em 1801 o físico Thomas Young havia confirmado que a luz realmente se comportava como uma onda, favorecendo assim a teoria ondulatória da luz a qual era rejeitada, inclusive por Newton, em favor da teoria corpuscular. A teoria corpuscular da luz possui raízes antigas, remontando à Demócrito na antiga Grécia, o qual supunha que tudo era composto de átomos (seu modelo nada tinha da sofisticação alcançada milênios depois por John Dalton, Rutherford, Bohr etc. mas tinha a essência do conceito: eram partículas pequeninas, indivisíveis e indestrutíveis), logo a luz também seria composta por esses minúsculos grãos. Pitágoras e Platão também adotaram esta teoria corpuscular imaginando raios de luz como feixes de partículas.

&nbsp; Antes que fosse confirmada a hipótese ondulatória também contava com célebres defensores. Sua origem parece remeter também à Grécia antiga: Aristóteles supôs que a luz provavelmente se comportava como o som (já era sabido na época que era um resultado de vibrações do ar). Para tanto imaginou um meio que ela fizesse vibrar, pois imaginava-se que, à exemplo das ondas de água ou do som (ondas no ar) era necessário um MEIO no qual se causasse um distúrbio: não se imaginava que uma onda pudesse ser "algo em si", independente de outra coisa . Aristóteles supôs então este meio e denominou-o “diáfano”.


&nbsp; Esta ideia da luz como uma perturbação em um meio persistiu através de toda idade média e mesmo depois dela com a ideia de um “éter” permeando o espaço aparentemente vazio. Entre os adeptos modernos mais célebres da teoria ondulatória se encontravam Christian Huygens (para quem a luz era a vibração em um meio sutil que chamava “éter luminífero”) e Robert Hooke, o “arqui-inimigo” de Isaac Newton (o qual fez de tudo para apagá-lo da História, inclusive fazendo sumir o único retrato pintado de Hooke que existia).

&nbsp;&nbsp; A experiência de Young, conhecida como “experimento das duas fendas” (onde um feixe luminoso passa por duas aberturas ou fendas), veio a provar sem sombra de dúvida, pelo padrão de interferência obtido, que a luz era um fenômeno ondulante. Maxwell, cerca de meio século depois deu outro passo importante ao postular a existência de ondas eletromagnéticas e descobrir que a luz, a mesma energia responsável pelo fenômeno da visão, é também uma onda de natureza eletromagnética deslocando-se à velocidade de 300.000 km/s.

&nbsp; A definição de Maxwell diz que “a luz é a energia que se propaga através de ondas eletromagnéticas”. Também supôs corretamente, que deviam haver várias frequências que não seriam passíveis de serem percebidas por nós, o que foi indubitavelmente demonstrado quando Heinrich Hertz finalmente produziu ondas na frequência de rádio em 1887.

&nbsp; Depois disso, pouco mais de um século após Young fazer a luz atravessar duas fendas, Einstein recebeu Prêmio Nobel de Física por explicar o efeito fotoelétrico e comprovar exatamente o contrário de Young e Maxwell: que a luz é, realmente, composta por feixes de fótons, que são bem como os átomos de Demócrito: grãozinhos bem pequenos de matéria. Ou seja, Einstein trouxe à baila novamente a teoria corpuscular da luz, a qual já havia sido descartada definitivamente (supunha-se).

&nbsp; Neste ponto, qualquer pessoa que não conheça ainda o final da estória deve, ou deveria estar pelo menos, um bocado confusa. Afinal a luz é onda ou é corpúsculo? Como é possível a experiência de um individuo provar uma coisa e outro ganhar um Nobel provando exatamente o contrário?

&nbsp; A resposta é mais estranha do que se imagina: de fato, as duas proposições contraditórias foram provadas, logo ambas as teorias estão corretas. A luz se comporta de ambas as formas. Ela simplesmente não tem uma natureza definida. A isso os físicos denominaram tecnicamente “dualidade onda-partícula”, conceito que desde então, ocupa posição extremamente relevante na teoria quântica.

&nbsp; A “dualidade onda-partícula” passou a ser estendida para todo o Universo físico desde que Louis de Broglie, um dos principais formuladores dos primórdios da física quântica, formulou a teoria das “ondas de matéria” e provou que não só os fótons, mas todas as partículas tem um comprimento de onda associado à elas.