Ao longo da história, a humanidade pensou sobre a natureza de um fenômeno como a luz. Desde os tempos antigos até os dias atuais, as ideias sobre o assunto mudaram e melhoraram. As hipóteses mais populares tendiam a ser que a luz é uma partícula ou uma onda. O ramo da ciência moderna que estuda a natureza e o comportamento da luz é chamado de óptica.
História do desenvolvimento das ideias sobre a luz
Segundo as ideias dos antigos filósofos gregos, como Aristóteles, a luz são os raios que emanam do olho humano. Através do éter, uma substância transparente que preenche o espaço, esses raios se espalham, permitindo que a pessoa veja os objetos.
Outro filósofo, Platão, sugeriu que o sol é a fonte de luz na Terra.
O filósofo e matemático Pitágoras acreditava que partículas minúsculas voavam dos objetos. Entrando no olho humano, eles nos dão uma ideia da aparência desses objetos.
Apesar da aparente ingenuidade, essas hipóteses lançaram as bases para um maior desenvolvimento do pensamento.
Então, no século XVII, o cientista alemão Johannes Keplerexpressou uma teoria próxima das idéias de Platão e Pitágoras. Na opinião dele, a luz é uma partícula, ou mais precisamente, um fluxo de partículas que se propagam de alguma fonte.
Hipótese Corpuscular de Newton
O cientista Isaac Newton apresentou uma teoria que combinava até certo ponto ideias conflitantes sobre esse fenômeno.
Segundo a hipótese de Newton, a luz é uma partícula cuja velocidade de movimento é muito alta. Os corpúsculos se propagam em um meio homogêneo, movendo-se de maneira uniforme e retilínea a partir da fonte de luz. Se o fluxo dessas partículas entrar no olho, a pessoa observa sua fonte.
Segundo o cientista, os corpúsculos eram de tamanhos diferentes, dando a impressão de cores diferentes. Por exemplo, partículas grandes contribuem para o fato de uma pessoa ver vermelho. Ele argumentou o fenômeno da reflexão de um fluxo de luz pelo ricochete de partículas de uma barreira sólida.
O cientista explicou a cor branca por uma combinação de todas as cores do espectro. Esta conclusão é a base de sua teoria da dispersão, um fenômeno que ele descobriu em 1666.
As hipóteses de Newton encontraram grande aceitação entre seus contemporâneos, explicando muitos fenômenos ópticos.
Teoria ondulatória de Huygens
Outro cientista da mesma época, Christian Huygens, não concordava que a luz fosse uma partícula. Ele apresentou a hipótese ondulatória da natureza da luz.
Huygens acreditava que todo o espaço entre os objetos e nos próprios objetos é preenchido com éter, e a radiação da luz são pulsos, ondas que se propagam nesse éter. Cada seção do éter, que atinge a luzonda torna-se uma fonte das chamadas ondas secundárias. Experimentos sobre a interferência e difração da luz confirmaram a possibilidade de uma explicação ondulatória da natureza da luz.
A teoria de Huygens não recebeu muito reconhecimento em seu tempo, pois a maioria dos cientistas tendia a considerar a luz como uma partícula. No entanto, foi posteriormente adotado e refinado por muitos cientistas, como Jung e Fresnel.
Desenvolvimento das visualizações
A questão do que é a luz na física continuou a ocupar as mentes dos cientistas. No século 19, James Clerk Maxwell desenvolveu a teoria de que a radiação da luz são ondas eletromagnéticas de alta frequência. Suas idéias foram baseadas no fato de que a velocidade da luz no vácuo é igual à velocidade das ondas eletromagnéticas.
Em 1900, Max Planck introduziu o termo "quântico" na ciência, que se traduz como "porção", "pequena quantidade". Segundo Planck, a radiação das ondas eletromagnéticas não ocorre de forma contínua, mas em porções, em quanta.
Estas ideias foram desenvolvidas por Albert Einstein. Ele sugeriu que a luz não é apenas emitida, mas também absorvida e propagada por partículas. Para designá-los, ele usou a palavra "fótons" (o termo foi proposto pela primeira vez por Gilbert Lewis).
Dualidade partícula-onda
A explicação moderna da natureza da luz está no conceito de dualidade onda-partícula. A essência desse fenômeno é que a matéria pode exibir as propriedades de ondas e partículas. A luz é um exemplo de tal matéria. Os estudos de cientistas que chegaram a opiniões aparentemente opostas são a confirmação da natureza dual da luz. A luz é uma partícula e uma onda ao mesmo tempo. O grau de manifestação de cada uma dessas propriedades depende das condições físicas específicas. Em certos casos, a luz apresenta as propriedades de uma onda eletromagnética, confirmando a teoria ondulatória de sua origem, em outros casos, a luz é um fluxo de corpúsculos (fótons). Isso dá motivos para afirmar que a luz é uma partícula.
Luz tornou-se a primeira matéria na história da física, que reconheceu a presença do dualismo corpuscular-onda. Mais tarde, essa propriedade foi descoberta em vários outros assuntos, por exemplo, o comportamento ondulatório é observado em moléculas e nucleons.
Resumindo, podemos dizer que a luz é um fenômeno único, cuja história do desenvolvimento das ideias tem mais de dois mil anos. De acordo com a compreensão moderna desse fenômeno, a luz tem uma natureza dupla, mostrando as propriedades das ondas e das partículas.
