Luz

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Luz Colorida
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Luz de Discoteca
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Luz de Lampada
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Luz Desenho Cores
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Luz ou luz visível é a radiação electromagnética que é visível ao Olho Humano, e é responsável para o sentido da visão. [1] A luz visível tem comprimento de onda na gama de cerca de 380 nanómetros a cerca de 740 nm, com uma gama de frequência de cerca de 405 THz a 790 THz. Na física, o termo light, por vezes, refere-se a radiação eletromagnética de qualquer comprimento de onda, visíveis ou não. [2] [3]
Propriedades primárias da luz são intensidade, a direcção da propagação de frequência, ou espectro de comprimento de onda, e polarização, enquanto que a sua velocidade no vácuo, de 299.792.458 metros por segundo (cerca de 300.000 km por segundo), é uma das constantes fundamentais da Natureza.
Luz, que é emitida e absorvida em pequenos "pacotes" chamados fótons, apresenta propriedades de ambas as ondas e partículas. Esta propriedade é referida como a dualidade onda-partícula. O estudo da luz, conhecida como óptica, é uma importante área de investigação na física moderna.
Ver artigo principal: Velocidade da luz
A velocidade da luz no vácuo é definido para ser exactamente 299.792.458 m / s (cerca de 186,282 milhas por segundo). O valor fixo da velocidade da luz no resultados SI unidades a partir do facto de que o medidor é agora definida em termos da velocidade da luz.
Os físicos têm tentado medir a velocidade da luz ao longo da História. Galileo tentou medir a velocidade da luz no Século XVII. Um experimento cedo para medir a velocidade da luz foi conduzido por Ole Rømer, um físico dinamarquês, em 1676. Usando um telescópio, Rømer observou os movimentos de Júpiter e uma de suas luas, Io. Observando discrepâncias no período aparente de órbita de Io, ele calculou que a luz leva cerca de 22 minutos para percorrer o diâmetro da órbita da Terra. [4] Infelizmente, o seu tamanho não era conhecido naquela época. Se Rømer tinha conhecido o diâmetro da órbita da Terra, ele teria calculado uma velocidade de 227.000.000 m / s.
Outro, mais precisa de medição, da velocidade da luz foi realizada na Europa por Hippolyte Fizeau em 1849. Fizeau dirigiu um feixe de luz em um espelho de vários quilômetros de distância. Uma roda dentada rotativa foi colocado no caminho do feixe de luz que viajou a partir da fonte, para o espelho e em seguida devolvidos à sua origem. Fizeau verificou que em uma determinada taxa de rotação, o raio iria passar por uma brecha na roda na saída e no intervalo seguinte no caminho de volta. Conhecendo a distância para o espelho, o número de dentes na roda, e da velocidade de rotação, Fizeau foi capaz de calcular a velocidade da luz, como 313.000.000 m / s.
Léon Foucault utilizado um experimento que utilizou rotativa espelhos para obter um valor de 298.000.000 m / s, em 1862. Albert A. Michelson realizou experiências com a velocidade da luz a partir de 1877 até sua morte em 1931. Ele refinou métodos de Foucault em 1926, usando melhores espelhos rotativos para medir o Tempo que levou luz para fazer uma viagem de volta do Monte. Wilson de Mt. San Antonio, na Califórnia. As medições precisas produziu uma velocidade de 299.796.000 m / s.
Duas equipes independentes de cientistas foram capazes de trazer luz a uma paralisação completa por passagem através de um condensado de Bose-Einstein do rubídio elemento, uma equipe liderada pelo Dr. Lene Vestergaard Hau, da Universidade Harvard e do Instituto de Ciências Rowland, em Cambridge, Mass ., ea outra pelo Dr. Ronald L. Walsworth e Mikhail D. Lukin Dr. do Centro Harvard-Smithsonian para Astrofísica, também em Cambridge. [5]
Espectro eletromagnético
 
Ver artigo principal: espectro eletromagnético
 
 
Espectro eletromagnético com luz destaque
Geralmente, radiação EM ('radiação' a ​​designação exclui estáticos campos elétricos e magnéticos e próximo) é classificado por comprimento de onda em rádio, Microondas, infravermelho, a região do visível que percebemos como ultravioleta, luz, raios X e raios gama.
O comportamento de radiação EM depende seu comprimento de onda. Freqüências mais altas têm comprimentos de onda mais curtos, e freqüências mais baixas têm comprimentos de onda mais longos. Quando EM radiação interage com Átomos e moléculas, seu comportamento depende da quantidade de energia por quantum que ela carrega.
Ótica
 
Ver artigo principal: Optics
O estudo da luz e da interação da luz e da Matéria é denominada óptica. A observação e estudo dos fenômenos ópticos, como arco-íris e da aurora boreal oferecem muitas pistas sobre a natureza da luz.
Refração
Ver artigo principal: Refração
 
 
Um exemplo de refracção da luz. A palha aparece dobrada, devido a refracção da luz que entra Líquido a partir do ar.
Refracção é a curvatura dos raios de luz, ao passar através de uma superfície entre um material transparente e outra. É descrito por Lei de Snell:
 
onde θ1 é o ângulo entre o raio ea superfície normal no primeiro meio, θ2 é o ângulo entre o raio da superfície normal e no meio segundo, e n1 e n2 são os índices de refracção, n = 1 no vácuo e n> 1 em uma substância transparente.
Quando um feixe de luz atravessa a fronteira entre um vácuo e outro suporte, ou entre dois meios diferentes, o comprimento de onda da luz muda, mas a frequência permanece constante. Se o feixe de luz não é ortogonal (ou melhor, normal) para o limite, a alteração no comprimento de onda em resultados de uma alteração da direcção do feixe. Esta mudança de direcção é conhecido como refracção.
A Qualidade de refracção de lentes é frequentemente utilizado para manipular a luz, a fim de alterar o tamanho aparente de Imagens. Lupas, óculos, lentes de contato, microscópios e telescópios refratores são todos exemplos dessa manipulação.
As fontes de luz
 
Veja também: Lista de fontes de luz
 
 
Uma nuvem iluminada pela luz solar
Existem muitas fontes de luz. As fontes de luz mais comuns são térmica: um corpo a uma dada Temperatura emite um espectro característico de negro-corpo radiação. Exemplos incluem luz solar (a radiação emitida pela cromosfera do Sol, em cerca de 6.000 Kelvin picos na região visível do espectro eletromagnético, quando plotados em unidades de comprimento de onda [6] e cerca de 40% da luz solar é visível), lâmpadas incandescentes (que emitem apenas cerca de 10% da sua energia como a luz visível eo restante como infravermelho), e brilhantes partículas sólidas em chamas. O pico do espectro de corpo negro é no infravermelho para objetos relativamente frias como seres humanos. Como a temperatura aumenta, o pico desloca-se para comprimentos de onda mais curtos, produzindo primeiro brilho um Vermelho, em seguida, um branco e, finalmente, de cor Azul uma à medida que o pico para fora da parte visível do espectro e para dentro do ultravioleta. Essas cores podem ser vistas quando o metal é aquecido para "red hot" ou "branco quente". Emissão térmica azul não é muitas vezes visto. A cor azul comumente visto em uma chama de Gás ou uma tocha soldador é na verdade devido a uma emissão molecular, nomeadamente por radicais CH (emitindo uma banda de comprimento de onda em torno de 425 nm).
Os átomos emitem e absorvem luz com energias características. Isso produz "linhas de emissão" no espectro de cada átomo. Emissão pode ser espontânea, como em diodos emissores de luz, lâmpadas de descarga de gás (tal como lâmpadas de néon e sinais néon, lâmpadas de vapor de mercúrio, etc), e de chamas (luz do gás quente próprio-assim, para exemplo de sódio, em uma chama de gás emite luz amarela característica). Emissão também pode ser estimulada, como em um laser ou uma radiação de microondas.
Desaceleração de uma partícula livre cobrado, tal como um elétron, pode produzir radiação visível: ciclotron radiação, radiação síncrotron, e radiação bremsstrahlung são exemplos disso. Partículas que se deslocam através de um meio mais rápido do que a velocidade da luz no meio que pode produzir radiação Cherenkov visível.
Certos produtos químicos produzem radiação visível por quimiluminescência. Em coisas vivas, este processo é chamado de bioluminescência. Por exemplo, pirilampos produzem luz por este meio, e os barcos que se deslocam através da Água pode perturbar o plâncton, que produzem um rastro brilhante.
Algumas substâncias produzir luz quando eles são iluminados por mais radiação energética, um processo conhecido como fluorescência. Algumas substâncias emitem luz lentamente após a excitação por radiação mais energética. Isto é conhecido como fosforescência.
Materiais fosforescentes também pode ser excitado por bombardeá-los com partículas subatômicas. Catodoluminescência é um exemplo. Esse mecanismo é usado em TVs de tubo de raios catódicos de Televisão e Monitores de Computador.
 
 
Uma Cidade iluminada por luz artificial
Alguns outros mecanismos podem produzir a luz:
cintilação
eletroluminescência
sonoluminescência
triboluminescência
Cherenkov radiação
Bioluminescência
Quando o conceito de luz é a intenção de incluir muito-fótons de alta energia (raios gama), os mecanismos de geração adicionais incluem:
Decaimento radioativo
Aniquilação partícula-antipartícula
Unidades e medidas
 
Artigos principais: Fotometria (óptica) e Radiometria
A luz é medida com dois conjuntos alternativos principais de unidades: radiometria consiste em medições da potência de luz em todos os comprimentos de onda, enquanto que as medidas de fotometria de luz com comprimentos de onda ponderados com respeito a um modelo de padronização de percepção brilho humano. Fotometria é útil, por exemplo, para quantificar Iluminação (iluminação) para uso humano. As unidades do SI para ambos os sistemas encontram-se resumidos nas seguintes tabelas.
Tabela 1. Unidades de radiometria de SI v d e
Quantidade Símbolo [nb 1] Unidade SI Dimensão Notes Símbolo
Radiante energia Qe [nb 2] joule J M ⋅ L2 ⋅ energia T-2
Fluxo radiante Φe [nb 2] watt W M ⋅ L2 ⋅ T-3 de energia radiante por unidade de tempo, também chamada energia radiante.
Espectral de potência Φeλ [nb 2] [nb 3] watt por metro W ⋅ m-1 M ⋅ L ⋅ T-3 de energia radiante por comprimento de onda.
Radiant intensidade Ie watt por esterradiano W ⋅ SR-1 M ⋅ L2 ⋅ T-3 de energia por unidade de ângulo sólido.
Intensidade espectral Ieλ [nb 3] watt por esterradiano por metro W ⋅ SR-1 ⋅ m-1 M ⋅ L ⋅ T-3 intensidade radiante por comprimento de onda.
Watt por esterradiano Le Radiance por metro quadrado W ⋅ SR-1 ⋅ m-2 M ⋅ T-3 de energia por unidade de ângulo sólido por unidade de área projectada fonte.
erradamente chamado "intensidade" em alguns outros campos de estudo.
Radiância espectral Leλ [nb 3]
ou
Leν [nb 4] watt por esterradiano por metre3
ou
watt por esterradiano por metro quadrado
metro por hertz
W ⋅ SR-1 ⋅ m-3
ou
W ⋅ SR-1 ⋅ m-2 ⋅ Hz-1 M ⋅ L-1 ⋅ T-3
ou
M ⋅ T-2 geralmente medido em W ⋅ SR-1 ⋅ m 2 ⋅-nm-1 com área de superfície e ou comprimento de onda ou freqüência.
 
 
Irradiance Ee [nb 2] watt por metro quadrado W ⋅ m-2 M ⋅ T-3 potência incidente sobre uma superfície, também chamada densidade de fluxo luminoso.
às vezes erradamente chamado "intensidade" também.
Irradiância espectral Eeλ [nb 3]
ou
Eeν [nb 4] por watt metre3
ou
watt por metro quadrado por hertz W ⋅ m-3
ou
W ⋅ m-2 ⋅ Hz M-1 ⋅ L-1 ⋅ T-3
ou
M ⋅ T-2 geralmente medidos em W ⋅ m-2 ⋅ nm-1
ou 10-22W ⋅ m-2 ⋅ Hz-1, conhecida como unidade de fluxo solar. [nb 5]
 
 
Exitance Radiant /
Emitância radiante Me [nb 2] watt por metro quadrado W ⋅ m-2 M ⋅ poder T-3 emitida por uma superfície.
Exitance radiante espectral /
Emitância radiante espectral Meλ [nb 3]
ou
Meν [nb 4] por watt metre3
ou
watt por metro quadrado
metro por hertz
W ⋅ m-3
ou
W ⋅ m-2 ⋅ Hz M-1 ⋅ L-1 ⋅ T-3
ou
M ⋅ T-2 potência emitida a partir de uma superfície por comprimento de onda ou de frequência.
 
 
Radiosity Je ou Jeλ [nb 3] watt por metro quadrado W ⋅ m-2 M ⋅ T-3 emitida mais potência refletida deixando uma superfície.
Exposição radiante Ele joule por metro quadrado J ⋅ m-2 M ⋅ T-2
Densidade de energia radiante ωe joule por metre3 J ⋅ m-3 M ⋅ L-1 ⋅ T-2
Veja também: SI · Radiometria · · Fotometria (Compare)
Tabela 2. Fotometria unidades SI v d e
Quantidade símbolo [6] nb unidade SI Dimensão Notes Símbolo
Luminous energia QV [Nota 7] lúmen lm segundo ⋅ s ⋅ T unidades de J são às vezes chamados de Talbots
Fluxo luminoso Φv [nb 7] lúmen (= CD ⋅ sr) lm J também chamado de potência luminosa
Intensidade luminosa Iv candela (= lm / sr) cd J [nb 8] uma unidade de base SI, fluxo luminoso por unidade de ângulo sólido
Luminância Lv candela por metro quadrado cd/m2 L-2 unidades ⋅ J são às vezes chamados lêndeas
Iluminância Ev lux (= lm/m2) lx L-2 ⋅ J usado para luz incidente sobre uma superfície
Luminosa emitância Mv lux (= lm/m2) lx L-2 ⋅ J usado para a luz emitida a partir de uma superfície
Luminous exposição Hv lux lx segundo ⋅ s L-2 ⋅ T ⋅ J
Densidade de energia luminosa ωv lúmen segundo por metre3 lm ⋅ s ⋅ m-3 L-3 ⋅ T ⋅ J
Eficácia luminosa η [nb 7] lúmen por watt lm / W M-1 ⋅ L-2 ⋅ ⋅ T3 relação J do fluxo luminoso ao fluxo radiante
Luminosa eficiência V 1 também chamado coeficiente luminosa
Veja também: SI · · · Fotometria-Radiometria (Compare)
As unidades de fotometria são diferentes da maioria dos sistemas de unidades físicas em que eles levam em conta a forma como o olho humano reage à luz. As células de cone no olho humano são de três tipos, que respondem de forma diferente em todo o espectro visível, e os picos de resposta cumulativas em um comprimento de onda de cerca de 555 nm. Portanto, duas fontes de luz que produzem a mesma intensidade (W/m2) da luz visível não necessariamente aparecem igualmente brilhante. As unidades de fotometria são projetados para levar isso em conta, e, portanto, são a melhor representação de como "brilhante" uma luz parece ser de intensidade crua. Referem-se a força bruta por uma quantidade chamada eficácia luminosa, e são utilizados para fins como determinar a melhor forma de atingir a iluminação suficiente para várias tarefas em ambientes interiores e exteriores. A iluminação medido por um sensor de fotocélula não corresponde necessariamente ao que é percebido pelo olho humano, e sem filtros que podem ser caros, fotocélulas e dispositivos de carga acoplada (CCD) tendem a responder a algumas ultravioleta, infravermelho ou ambos.
Uma leve pressão
 
Ver artigo principal: pressão de radiação
Luz exerce uma pressão física sobre os objetos em seu caminho, um fenômeno que pode ser deduzido pelas equações de Maxwell, mas pode ser mais facilmente explicado pela natureza corpuscular da luz: os fótons greve e transferir a sua dinâmica. Leve pressão é igual à potência do feixe de luz dividida por c, a velocidade da luz. Devido à magnitude de c, o efeito da pressão de luz é negligenciável para objectos de uso diário. Por exemplo, um ponteiro laser de um miliwatt exerce uma força de cerca de 3,3 piconewtons sobre o objeto a ser iluminado, assim, pode-se levantar um centavo dos EUA com ponteiros laser, mas isso exigiria cerca de 30 bilhões ponteiros 1-mW do laser [7. ] No entanto, em escala nanométrica aplicações como NEMS, o efeito de uma leve pressão é mais pronunciada, e explorando uma leve pressão para impulsionar mecanismos NEMS e para inverter em escala nanométrica switches físicos em circuitos integrados é uma área ativa de pesquisa. [8]
Em escalas maiores, uma leve pressão pode causar asteróides a girar mais rápido [9], agindo em suas formas irregulares, como nas pás de um moinho de vento. A possibilidade de velas solares que acelerar naves espaciais no espaço também está sob investigação. [10] [11]
Embora o movimento do radiómetro Crookes foi originalmente atribuída a uma leve pressão, esta interpretação é incorrecto;. A rotação Crookes característica é o resultado de um vácuo parcial [12] Isto não deve ser confundido com o radiómetro Nichols, no qual o movimento é directamente causado pela pressão da luz. [13]
Teorias históricas sobre a luz, em ordem cronológica
 
Grécia Clássica e Helenismo
 
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No século V aC, Empédocles postulou que tudo era composto de quatro elementos, fogo, ar, terra e água. Ele acreditava que Afrodite fez o olho humano a partir dos quatro elementos e que acendeu o fogo nos Olhos que brilhava fora do olho fazendo vista possível. Se isso fosse verdade, então podia-se ver durante a Noite tão bem como durante o Dia, assim Empédocles postulou uma interação entre os raios dos olhos e raias de uma fonte, como o sol.
Em cerca de 300 aC, Euclides escreveu Optica, na qual ele estudou as propriedades da luz. Euclides postulou que a luz viajava em linhas retas e descreveu as leis da reflexão e estudá-los matematicamente. Ele questionou que a visão é o resultado de um feixe de olho, pois ele pergunta como se vê as Estrelas imediatamente, se fecha os olhos, em seguida, abre-los à noite. Claro que se o feixe a partir do olho viaja infinitamente rápido este não é um problema.
Em 55 aC, Lucrécio, um romano que carregava nas idéias de anteriores atomistas gregos, escreveu:
"A luz e calor do sol, estes são compostos de átomos hora que, quando são empurrados fora, não perder tempo em disparar em todo o interespaço de ar na direção transmitida pelo empurrão." - Sobre a natureza do Universo
Apesar de ser semelhante às teorias das partículas mais Tarde, vistas Lucrécio não eram geralmente aceites.
Ptolomeu (c. século 2) escreveu sobre a refração da luz em seu Livro Óptica. [14]
Clássica da Índia
 
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Na Índia antiga, as escolas hindus de Samkhya e Vaisheshika, de volta dos primeiros séculos dC desenvolveu teorias sobre a luz. De acordo com a escola Samkhya, a luz é um dos cinco fundamentais "Sutil" (elementos tanmatra) a partir dos quais emergem os elementos brutos. A atomicidade destes elementos não é especificamente mencionado e parece que foram colhidas para ser contínuo.
Por outro lado, a escola Vaisheshika dá uma teoria atómica do Mundo físico no terreno não-atómica de espaço éter, e do tempo. (Veja atomismo indiano.) Os átomos básicos são os de terra (prthivi), água (pani), fogo (agni) e ar (Vayu) Os raios de luz são tidos como um fluxo de alta velocidade de Tejas (fogo) átomos. As partículas de luz podem apresentar características diferentes, dependendo da velocidade e os arranjos dos átomos de Tejas. [Carece de fontes?] O Vishnu Purana refere-se a luz solar como "os sete raios do sol". [Carece de fontes?]
Os budistas indianos, tais como Dignaga no século 5 e Dharmakirti no século 7, desenvolveu um tipo de atomismo que é uma Filosofia sobre a realidade a ser composta por entidades atômicas que são flashes momentâneos de luz ou energia. Eles viam a luz como sendo uma entidade atômica equivalente à energia. [Carece de fontes?]
Descartes
René Descartes (1596-1650) declarou que a luz era uma propriedade mecânica do corpo luminoso, rejeitando as "formas" de Ibn al-Haytham e Witelo, bem como a "espécie" de bacon, Grosseteste, e Kepler. [15] 1637, ele publicou uma teoria sobre a refração da luz que assumiu, incorretamente, que a luz viajou mais rápido em um meio mais denso do que em um meio menos denso. Descartes chegou a esta conclusão por analogia com o comportamento das ondas sonoras. [Carece de fontes?] Embora Descartes estava incorreta sobre as velocidades relativas, ele estava correto em assumir que a luz se comportava como uma onda e em concluir que a refração pode ser explicado pela velocidade de luz em diferentes meios.
Descartes não é a primeira a usar as analogias mecânicas, mas porque ele afirma claramente que a luz é apenas uma propriedade mecânica do corpo luminoso eo meio de transmissão, a teoria de Descartes "de luz é considerada como o início da moderna ótica física. [16]
Teoria das partículas
Ver artigo principal: teoria corpuscular da luz
 
 
Pierre Gassendi.
Pierre Gassendi (1592-1655), um atomista, propôs uma teoria corpuscular da luz que foi publicado postumamente em 1660. Isaac Newton estudou a obra de Gassendi em uma idade adiantada, e preferiu a sua visão com a teoria de Descartes sobre o plenum. Ele declarou em sua Hipótese da Luz de 1675 que a luz era composta de corpúsculos (partículas de matéria), que foram emitidos em todas as direções a partir de uma fonte. Um dos argumentos de Newton contra a natureza ondulatória da luz era de que as ondas eram conhecidos para dobrar em torno de obstáculos, enquanto a luz viajou apenas em linhas retas. Ele, no entanto, explicar o fenômeno da difração da luz (que tinha sido observado por Francesco Grimaldi), permitindo que uma partícula de luz pode criar uma onda localizada no éter.
A teoria de Newton poderia ser usada para predizer a reflexão da luz, mas só poderia explicar refracção por incorrectamente assumindo que a luz acelerada ao entrar um meio mais denso porque a força gravitacional era maior. Newton publicou a versão final de sua teoria em seus Opticks de 1704. Sua reputação ajudou a teoria corpuscular da luz a prevalecer durante o século 18. A teoria corpuscular da luz levou Laplace a argumentar que um corpo poderia ser tão grande que a luz não pudesse escapar. Em outras palavras, ele se tornaria o que hoje é chamado de buraco negro. Laplace retirou sua sugestão quando a teoria ondulatória da luz foi firmemente estabelecida. A tradução de seu ensaio aparece em A estrutura em larga escala do espaço-tempo, de Stephen Hawking e George FR Ellis.
Teoria ondulatória
Ver artigo principal: onda eletromagnética
Na década de 1660, Robert Hooke publicou uma teoria ondulatória da luz. Christiaan Huygens elaborou sua teoria própria onda de luz em 1678, e publicou em seu Tratado sobre a luz em 1690. Propôs que a luz foi emitida em todas as direcções como uma série de ondas em um meio de chamada de éter luminoso. Quando as ondas não são afectados pela Gravidade, assumiu-se que eles abrandou ao entrar um meio mais denso.
 
 
Esboço Thomas Young do experimento das duas fendas, mostrando a difração da luz. Experimentos de Young apoiou a teoria de que a luz consiste de ondas.
A teoria das ondas previu que as ondas de luz podem interferir uns com os outros como ondas sonoras (como observado por volta de 1800 por Thomas Young), e que a luz pode ser polarizada, se fosse uma onda transversal. Jovem mostrou por meio de uma experiência de difracção que a luz se comportava como ondas. Ele também propôs que as cores diferentes foram causados ​​por diferentes comprimentos de onda de luz, e explicado a visão de cor em termos de três cor-de-receptores no olho.
Outro defensor da teoria ondulatória foi Leonhard Euler. Ele argumentou em Nova theoria Lucis et colorum (1746) que difração poderia mais facilmente ser explicado por uma teoria ondulatória.
Mais tarde, Augustin-Jean Fresnel independentemente elaborou sua teoria própria onda de luz, e apresentou-o à Académie des Sciences em 1817. Simeon Denis Poisson adicionado ao Trabalho matemático de Fresnel para produzir um argumento convincente em favor da teoria ondulatória, ajudando a derrubar a teoria corpuscular de Newton. Até o ano de 1821, Fresnel foi capaz de mostrar através de métodos matemáticos de que a polarização pode ser explicada apenas pela teoria ondulatória da luz e apenas se a luz era inteiramente transversal, sem vibração longitudinal que seja.
A fraqueza da teoria ondulatória era que as ondas de luz, como as ondas sonoras, precisaria de um meio de transmissão. Uma substância hipotética chamada de éter luminífero foi proposto, mas sua existência foi posta em dúvida forte no final do século XIX, por a experiência de Michelson-Morley.
Teoria corpuscular de Newton implicava que a luz viajar mais rápido em um meio mais denso, enquanto a teoria ondulatória de Huygens e outros implicava o oposto. Nessa altura, a velocidade da luz não pôde ser medido com precisão suficiente para decidir qual a teoria estava correcta. O primeiro a fazer uma medição suficientemente precisos era Léon Foucault, em 1850. [17] Seu resultado apoiado a teoria ondulatória e da teoria clássica de partículas foi finalmente abandonado.
Teoria eletromagnética
Ver artigo principal: Eletromagnetismo
 
 
Uma onda de luz polarizada linearmente congelado no tempo e mostrando os dois componentes oscilantes de luz; um Campo eléctrico e um campo magnético perpendicular um ao outro e à direcção do movimento (uma onda transversal).
Em 1845, Michael Faraday descobriu que o plano de polarização da luz polarizada linearmente é rodado quando os raios de luz viajar ao longo da direcção do campo magnético na presença de um dieléctrica transparente, um efeito agora conhecido como rotação de Faraday. [18] Este foi o primeiro luz evidências de que foi relacionado ao eletromagnetismo. Em 1846 especulado que a luz pode ser de alguma forma de perturbação de propagação ao longo de linhas de campo magnético. [19] Faraday proposto em 1847 que a luz era uma vibração de alta frequência electromagnética, o que poderia propagar mesmo na ausência de um meio, tal como o éter.
Trabalho de Faraday inspirou James Clerk Maxwell para estudar a radiação eletromagnética e da luz. Maxwell descobriu que a auto-propagação das ondas electromagnéticas que viajam através do espaço a uma velocidade constante, que passou a ser igual à velocidade previamente medida de luz. A partir disso, Maxwell concluiu que a luz era uma forma de radiação eletromagnética: ele expôs pela primeira vez este resultado em 1862 em On linhas físicas de força. Em 1873, ele publicou um tratado sobre eletricidade e magnetismo, que continha uma descrição completa Matemática do comportamento dos campos elétricos e magnéticos, ainda conhecido como equações de Maxwell. Logo depois, Heinrich Hertz confirmou a teoria de Maxwell experimentalmente por gerar e detectar ondas de rádio no laboratório, e demonstrando que estas ondas se comportou exatamente como a luz visível, exibindo propriedades como reflexão, refração, difração e interferência. A teoria de Maxwell e os experimentos de Hertz levou diretamente para o desenvolvimento do rádio moderno, radar, televisão, imagem eletromagnética, e comunicações sem fio.
Teoria da relatividade especial
Ver artigo principal: a teoria especial da relatividade
 
 
Albert Einstein propôs a teoria da relatividade.
A teoria das ondas foi bem sucedido em explicar quase todos os fenômenos ópticos e eletromagnéticos, e foi um grande triunfo da física do século XIX. No final do século XIX, porém, um punhado de anomalias experimentais permaneceu que não poderia ser explicado por ou estavam em conflito direto com a teoria ondulatória. Uma destas anomalias envolvida uma controvérsia sobre a velocidade da luz. A velocidade constante da luz previsto pelas equações de Maxwell e confirmada pela experiência de Michelson-Morley em contradição com as leis mecânicas do movimento que havia sido contestada desde a época de Galileu, que afirmou que todas as velocidades eram em relação à velocidade do observador. Em 1905, Albert Einstein resolveu esse paradoxo, propondo que o espaço eo tempo parecia ser entidades mutáveis, que representaram a constância da velocidade da luz. Einstein também propôs uma equivalência previamente desconhecida fundamental entre massa e energia com sua Famosa equação
 
em que E é a energia, m é, dependendo do contexto, a massa em repouso ou a massa relativista, e c é a velocidade da luz no vácuo.
Partículas teoria revisitada
Outra anomalia experimental foi o efeito fotoeléctrico, através da qual a luz que incide uma superfície de metal ejectado electrões a partir da superfície, causando uma corrente elétrica para fluir através de uma voltagem aplicada. Medições experimentais mostraram que a energia de electrões ejectados individuais era proporcional à frequência, em vez da intensidade, da luz. Além disso, abaixo de um determinado mínimo de frequência, que dependia do metal particular, nenhuma corrente fluiria independente da intensidade. Estas observações pareciam contradizer a teoria de onda, e durante anos os físicos tentaram em vão encontrar uma explicação. Em 1905, Einstein resolveu esse quebra-cabeça, bem como, desta vez por ressuscitar a teoria corpuscular da luz para explicar o efeito observado. Devido à preponderância de evidência em favor da teoria da onda, no entanto, as idéias de Einstein foram atendidas, inicialmente, com grande ceticismo entre os físicos estabelecidos. Mas, eventualmente, explicação de Einstein do efeito fotoelétrico que triunfo, e, em última análise serviu de base para dualidade onda-partícula e muito da mecânica quântica.
A teoria quântica
Uma anomalia terceiro que surgiu no final do século 19 envolveu uma contradição entre a teoria ondulatória da luz e as medições do espectro eletromagnético emitido por radiadores térmicos, ou os chamados corpos negros. Físicos lutado com este problema, que mais tarde ficou conhecido como a catástrofe ultravioleta, sem sucesso por muitos anos. Em 1900, Max Planck desenvolveu uma nova teoria do Preto-corpo radiação que explicou o espectro observado. Teoria de Planck foi baseada na idéia de que corpos negros emitem luz (radiação eletromagnética e outras) apenas como feixes discretos ou pacotes de energia. Estes pacotes foram chamados quanta, ea partícula de luz foi dado o nome de fotões, para corresponder com as outras partículas sendo descritos em torno deste tempo, tais como o electrão e protão. Um fotão tem uma energia, E, proporcional à sua frequência, f, por
 
em que h é a constante de Planck, λ é o comprimento de onda e c é a velocidade da luz. Da mesma forma, o momento p de um fotão é também proporcional à sua frequência e inversamente proporcional ao seu comprimento de onda:
 
Como originalmente estavam, esta teoria não explica as naturezas simultâneas de ondas e partículas como de luz, apesar de Planck, mais tarde, trabalhar em teorias que fizeram. Em 1918, Planck recebeu o Prêmio Nobel de Física por sua parte na fundação da teoria quântica.
Dualidade onda-partícula
A moderna teoria que explica a natureza da luz inclui o conceito de dualidade onda-partícula, descrito por Albert Einstein no início de 1900, com base em seu estudo sobre o efeito fotoelétrico e os resultados de Planck. Einstein afirmado que a energia de um fotão é proporcional à sua frequência. Mais geralmente, a teoria afirma que tudo tem tanto a natureza uma partícula e uma natureza de onda, e várias experiências pode ser feito para trazer um ou o outro. A natureza das partículas é mais facilmente discernida se um objeto tem uma grande massa, e não foi até uma proposta arrojada por Louis de Broglie em 1924 que a Comunidade científica percebeu que os elétrons também exibiu dualidade onda-partícula. A natureza ondulatória dos elétrons foi demonstrado experimentalmente por Davisson e Germer em 1927. Einstein recebeu o Prêmio Nobel em 1921 por seu trabalho com a dualidade onda-partícula em fótons (especialmente explicar o efeito fotoelétrico assim), e de Broglie seguido em 1929 por sua extensão a outras partículas.
Eletrodinâmica quântica
Ver artigo principal: A eletrodinâmica quântica
A teoria da mecânica quântica da luz e da radiação eletromagnética continuaram a evoluir através dos anos 1920 e 1930, e culminou com o desenvolvimento durante a década de 1940 da teoria da eletrodinâmica quântica, ou QED. A assim chamada teoria do campo quântico está entre as teorias mais abrangentes e experimentalmente bem sucedido de sempre formuladas para explicar um conjunto de fenômenos naturais. QED foi desenvolvido principalmente pelos físicos Richard Feynman, Freeman Dyson, Julian Schwinger, e Shin-Ichiro Tomonaga. Feynman, Schwinger, e Tomonaga compartilhado de 1965 Prêmio Nobel de Física por suas contribuições.
Espiritualidade
 
Mais informações: Luz e escuridão e luz do mundo
 
 
Um display intrincada para a Festa de St. Thomas em Kallara Pazhayapalli em Kottayam, Kerala, Índia.
 
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A luz termo tem sido usado na espiritualidade (visão, iluminação, darshan, Tabor Luz). Comentaristas bíblicos como Ritenbaugh ver a presença da luz como uma metáfora da verdade, bem e mal, Conhecimento e ignorância. [20] No primeiro capítulo da Bíblia, Elohim é descrita como a criação de luz por decreto e ver a luz para ser bom . Na Religião oriental, Diwali - o festival das luzes - é uma celebração da vitória da luz sobre as trevas [21] Um mantra em Brhadaranyaka Upanisad (1.3.28) pede a Deus que "das trevas, levam-nos para a luz"..
 

Luz Desenho Luz Desenho

Luz Desenho

Luz do Sol Luz do Sol

Luz do Sol

Luz em Nova York Luz em Nova York

Luz em Nova York

Luz Grafite Luz Grafite

Luz Grafite

Luz Lampada Luz Lampada

Luz Lampada

Luz no Oceano Imagem Luz no Oceano Imagem

Luz no Oceano Imagem

Luz Sirene Luz Sirene

Luz Sirene

Luz Tubos Luz Tubos

Luz Tubos



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