LUZ: ONDA OU PARTÍCULA? Newton, por volta de 1700, postulava

LUZ: ONDA OU PARTÍCULA?
Newton, por volta de 1700, postulava que a luz poderia ser concebida
como um feixe de partículas que, partindo de uma fonte luminosa, atingiria o
globo ocular, permitindo a visualização dos objetos. Esse modelo conseguia
explicar de forma satisfatória os fenômenos da reflexão e da refração da luz.
Newton aplicava a teoria da atração gravitacional para essas partículas que
compunham a luz. Entretanto, nesse modelo, segundo cálculos executados por
Newton, a luz teria velocidade maior na água que no ar. Sabemos hoje que
isso não é verdade. Porém, na época de Newton, a velocidade da luz não era
conhecida. Seu valor só foi determinado por volta de 1850.
Entretanto, outros cientistas contemporâneos a Newton, como Huyghens
e Hooke, acreditavam na natureza ondulatória da luz.
Thomas Young, em 1801, conseguiu mostrar, por meio de experimentos,
o fenômeno da interferência luminosa. Como se sabia naquela época, a
interferência é um fenômeno característico das ondas. Young conseguiu
mostrar que, sob determinadas condições, os feixes de luz, quando se cruzam,
provocam o surgimento de regiões de maior luminosidade (dizemos que são
locais de interferência construtiva) e regiões mais escuras (interferência do tipo
destrutiva). Assim, foi demonstrada, de forma inequívoca, a natureza
ondulatória da luz.
Alguns experimentos realizados por Fresnel (por volta de 1800) e por
Foucault (em 1850), acrescidos da teoria matemática para fenômenos elétricos
e magnéticos, criada por Maxwell, em 1860, e confirmada experimentalmente
por Hertz, serviram para “sepultar” a teoria corpuscular de Newton aplicada à
luz.
Apesar de correta, a teoria ondulatória não conseguia explicar todos os
fenômenos que ocorrem com a luz. Por exemplo, a experiência realizada por
Hertz revelou um fenômeno conhecido como efeito fotoelétrico, que consiste na
retirada de elétrons de uma superfície metálica quando se faz um feixe de luz
incidir sobre ela. Medidas precisas revelaram que a energia desses elétrons
não dependia da intensidade da luz incidente. A teoria ondulatória não
explicava esse fenômeno.
Coube a Einstein, em 1905, explicar que a energia presente na onda
luminosa era quantificada, isto é, como se a luz fosse constituída por pequenos
pacotes de energia. Cada pacote desses foi denominado fóton de luz. Assim foi
“ressuscitada” a teoria corpuscular da luz. A energia contida em cada fóton é
proporcional à freqüência da onda luminosa. A energia de um fóton é dada pela
expressão:
E = h.f
Em que f é a freqüência da onda e h é denominada constante de Planck,
cujo valor é 6,63. 10-34 J.s.
Atualmente, se aceita o comportamento dual da luz.
Por exemplo, a interação entre a luz e a matéria, como no caso do efeito
fotoelétrico, sugere o comportamento corpuscular (fótons) da luz. Por outro
lado, nos fenômenos de interferência e difração, a luz exibe um comportamento
ondulatório.
Então, qual modelo deve ser aceito? A luz é onda ou partícula?
Não há resposta única a essa questão. Não podemos descrever a luz
mediante um único modelo. A teoria dos fótons e a teoria ondulatória da luz
completam-se mutuamente.
No início do século XX, Schrödinger, Heisenberg, Dirac e outros
formularam uma moderna teoria de mecânica, denominada mecânica quântica,
que aborda tanto o modelo ondulatório quanto o modelo corpuscular para as
radiações eletromagnéticas e para as partículas fundamentais (elétrons e
outras).