A luz como uma onda e

como uma partícula

O que é uma onda?

“Uma onda é uma oscilação ou

perturbação que se propaga no espaço,

carregando energia, mas sem transporte

dematéria”.

Pode ser:

Mecânica

Eletromagnética

Ondas Eletromagnéticas

Onda eletromagnética:

Se propaga no vácuo (Não precisa de

ummeio material)

É uma onda transversal

Ondas Eletromagnéticas

Frequência: número de oscilações que

seus campos elétrico e magnético

realizam durante um segundo.

Velocidade de propagação: 𝒗 = 𝝀. 𝒇

Comprimento de onda: distância

entre valores repetidos sucessivos

num padrão de onda. 𝝀 =𝒄

𝒇

Espectro Eletromagnético

Espectro Eletromagnético

Espectro da Luz visível

A faixa do espectro que corresponde ao vermelho

possui o maior comprimento de onda e portanto a

menor frequência;

A faixa do espectro que corresponde ao violeta

possui o menor comprimento de onda e portanto

maior frequência.

Espectro da Luz visível

Espectro da Luz visível

Luz onda ou partícula?

Em 1887, Henrich Hertz, observou um fenômeno

interessante: em uma de suas atividades experimentais,

ele notou que faíscas no transmissor aumentavam a

sensibilidade do detector.

Em 1903, Philip Lenard conseguiu identificar a

incidência de radiação ultravioleta juntamente

com as faíscas e, montou então um

experimento para verificar o fenômeno.

Através deste experimento percebeu que a luz

arrancava cargas elétricas (ainda não fora

descoberto o elétron) de uma placa emissora.

Luz onda ou partícula?Em 1900 o físico Max Planck lançou a hipótese de que os corpos

aquecidos emitiam energia radiante em pacotes discretos, o qual

ele denominou de quanta. De acordo com ele, a energia de cada

pacote era proporcional à frequência da radiação.

𝑬 ~𝒇

Para tornar esta equação exata foi

introduzida uma constante de

proporcionalidade h. Essa constante

foi chamada de constante de Planck

(h), em homenagem ao físico. A

constante de Planck é dada pelo

número resultante do quociente

entre a energia pela sua frequência.

Essa constante é uma grandeza fundamental da

natureza que serve para estabelecer um limite inferior

para a pequenez das coisas. Esta grandeza é

comparada a em grau de importância a velocidade da

luz e a constante universal da gravidade!

h = constante de Planck (6,63 x 10 –34 J.s)

A equação abaixo expressa a menor quantidade de

energia que pode ser convertida em luz de frequência

f. A radiação luminosa não é emitida de maneira

contínua, mas como uma corrente de fótons, cada um

deles vibrando com uma frequência f e transportando

uma energia igual hf.

𝒉 =𝒇

𝑬

Luz onda ou partícula?

Em 1905 o físico alemão Albert Einstein propõe que a

radiação eletromagnética (incluindo a luz) não se distribui

uniformemente pelo espaço como sugere a teoria ondulatória

da luz. Ela se concentra em pequenos quanta de energia.

Segundo ele a energia chega aos

elétrons em pacotes. Cada pacote é

um “quantum” de energia, ou seja,

carrega uma quantidade bem

definida de energia. Os “quanta” de

energia radiante foram batizados

de fótons.

No efeito fotoelétrico, os fótons interagem com a

matéria como se fossem partículas, mas a sua

propagação no espaço tem um comportamento

ondulatório.

A onda eletromagnética ao incidir sobre o material

transfere aos seus elétrons certa energia. Uma parte

dessa energia é usada para realizar o trabalho de

“arrancar” o elétron do material, o restante é

transformado em energia de movimento para o

elétron (energia cinética). Esse fenômeno pode

acontecer com vários materiais, mas pode ser mais

facilmente observado nos metais.