Partícula – Show da Física Unicamp
9 de Janeiro de 2018 |by Vitoria Mathias | 0 Comments | blog | Efeito Fotoelétrico, Luz, Onda, Partícula
Apesar de muito comum em nossa vida, a luz tem sido desde muito tempo objeto de estudo já que suas propriedades inicialmente pareciam um mistério. Aprendemos na escola que a luz se propaga em linha reta em diversas direções, mas realmente é assim que ela se comporta sempre?
Vamos começar com a ideia que Isaac Newton tinha da luz, em meados do séculos XVII: Ele afirmava que ela era composta de minúsculas partículas e isso explicaria porque a luz se move em linha reta na maioria das vezes. Ainda assim já havia quem defendesse que a luz era uma onda, como Robert Hooke e René Descartes. Para tirar essa dúvida, experimentos decisivos foram feitos para explicar o funcionamento da luz.
Por exemplo, se colocarmos um laser apontado para duas fendas, podemos esperar que a luz apareça na mesma forma que as fendas. Porém, como a largura das fendas é bem pequena nesse experimento, acontecem efeitos chamados difração e interferência, que são observados em ondas. Isso mesmo, ondas assim como ondas na água. Os efeitos acontecem quando uma onda deformada encontra outra e acabam se cancelando ou se aumentando em alguns pontos. Foi esse experimento de Thomas Young que provou o caráter ondulatório da luz.
Uma vista de cima do experimento de dupla fendas, passando primeiro por uma fenda única.
Um exemplo de o que acontece com ondas.
Mas não quer dizer que pensar na onda como pequenas partículas de luz esteja errado, porque o poder dela não para por aí! O experimento decisivo que nos garante que a luz PODE SER OS DOIS (onda e partícula) é chamado de "Efeito Fotoelétrico". Nele, uma luz é apontada para um material metálico que libera elétrons (pequenas cargas negativas do átomo), cuja quantidade pode variar com a intensidade da luz, que está relacionada com o número de partículas de luz (chamados de fótons). Já a velocidade com que esses elétrons saem é mudada com a frequência da luz (quantas ondas em um segundo se movem).
Assim, com tantos outros experimentos confirmando as teorias de partículas e de ondas, a mais aceita hoje é a de que a luz é tanto uma onda quanto partículas, chamadas fótons, que carregam energia.
É a partir de princípios como o efeito fotoelétrico que podemos ter energia elétrica gerada por painéis solares: A luz do Sol libera elétrons de um filme metálico e o movimento dessas pequenas cargas em grande quantidade é o que gera a energia elétrica!