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A natureza da luz

Existem dois modelos na Física para explicar a luz visível (ou não visível).

1. Luz = ondas eletromagnéticas produzidas por oscilações de partículas com cargas elétricas, como os elétrons, prótons, íons.




Todas as ondas, sejam eletromagnéticas (como as ondas de rádio, a luz) ou mecânicas (como o som), só transportam energia. Quando essas ondas são produzidas com certa frequência, chamamos de ondas periódicas.



Ao ser dado um movimento periódico (com certa frequência) a uma partícula carregada eletricamente, isso faz com que ela produza oscilações no campo elétrico (com a mesma frequência do movimento), e que passa a se propagar para longe dela. O movimento periódico da partícula também produz um efeito de relatividade que faz surgir um outro campo oscilante, ou seja, o campo magnético. Esse campo tem a mesma frequência do elétrico, mas são perpendiculares entre si. As flutuações medidas nos campos elétrico e magnético são chamadas de ondas eletromagnéticas





Essas ondas também são chamadas de radiações eletromagnéticas. Elas se propagam através de diferentes meios materiais, como o ar ou a água e também se propaga através do vazio (vácuo). Ao contrário das ondas mecânicas, as ondas eletromagnéticas podem se propagar no vácuo. A velocidade de propagação das ondas eletromagnéticas no vácuo é de exatamente 299.793,458km/s, ou  de aproximadamente 300.000km/s.




2. Luz = partículas de energia, os fótons, emitidas por outras partículas com carga elétrica, normalmente em oscilação.




A luz visível pode ser produzida em 6 cores, mas em infinitos tons.


Em relação às ondas eletromagnéticas, as cores estão associadas à frequência da luz.


Como partículas, as cores da luz estão relacionadas à quantidade de energia que os fótons têm. Fótons de luz vermelha carregam menos energia, fótons de luz violeta carregam mais energia. 

Existe relação entre a energia E do fóton e a frequência f da luz:



Onde h é a constante de Planck.





As ondas eletromagnéticas com frequência acima do vermelho, radiações ultravioletas (não visíveis), têm ainda mais energia,  por isso causam tantos danos à pele humana (queimaduras, bolhas); o que torna indispensável o uso de bloqueadores solares quando ficamos expostos à luz solar. Esses produtos refletem a luz ultravioleta que atinge a pele, protegendo-a dessas radiações.


As repetidas agressões dessas radiações eletromagnéticas ao longo da vida podem provocar o envelhecimento precoce da pele, e em muitos casos, o câncer de pele; então, MUITO CUIDADO com a luz solar!

O conjunto das frequências das ondas eletromagnéticas é chamado de espectro eletromagnético. Nele encontramos desde as ondas de rádio, utilizadas nas comunicações, como o raio-X, utilizado na medicina.