A natureza da luz

Em 1831 as experiências de Michael Faraday levaram à descoberta da indução eletromagnética, em que a eletricidade é induzida por alterações num campo magnético. Utilizando os métodos vetoriais mais avançados da sua época, James Clerk Maxwell (1831-1879) sintetizou leis do eletromagnetismo de Faraday em uma teoria matemática coerente, confirmando a intuição de Faraday de que a luz consiste em ondas eletromagnéticas. O seu livro de 1873, Eletricidade e Magnetismo continha as suas leis matemáticas fundamentais do eletromagnetismo (leis de Maxwell) e previu a existência de fenómenos como ondas de rádio.
Em 1888, Heinrich Hertz (1857-1894) confirmou-as; as suas ondas hertzianas foram mais tarde a base do trabalho de Marconi em radiotelegrafia. Hendrik Lorentz (1853-1928) mostrou como as ondas eletromagnéticas de Maxwell interagem com a matéria que compõe os átomos dentro dos quais existem distribuições de carga elétrica. Ele previu que os campos magnéticos modificam as linhas espectrais dos átomos, e isso foi confirmado pelo seu aluno Pieter Zeeman com quem compartilhou o Prémio Nobel de Física em 1902.

A teoria eletromagnética da luz de Maxwell e as experiências com a recém-inventada lâmpada levaram os cientistas a estudar como é que os átomos emitem luz. No início, parecia que toda a luz deveria ter frequência muito alta. Conciliando a teoria com a experiência, Max Planck (1858-1947) anunciou os primeiros passos para a "teoria quântica", postulando que os átomos podem emitir luz apenas em pacotes pequenos (chamados de "quanta"), cuja energia E é proporcional à sua frequência ν -  assim, E=hν, onde h é a constante de Planck.

 Em 1905 Albert Einstein explicou o "efeito fotoelétrico", que a luz se comporta como partículas e pode libertar eletrões no impacto com uma superfície de metal. O seu trabalho, que o levou ao Prémio Nobel de Física em 1921, mostrou que a equação de Planck E = hv é uma característica fundamental da própria luz, em vez de dos átomos.

[Alemanha Ociedental 1979; Alemanha 1994; Holanda 1929; Nicarágua 1971; Portugal 1974; San Marino 1991; Suécia 1978]


Publicado/editado: 04/04/2015