quarta-feira, 17 de julho de 2013

Professor, apesar de ser algo até mesmo idiota tenho uma dúvida. Como a luz é transportada? Por partículas? Ondas? Radiação? Que partícula? Que onda? Que radiação? Ela se dissipa? Como o transporte acontece?‎

A luz, bem como todo tipo de radiação eletromagnética, desde as ondas de rádio aos raios gama, consiste de campos elétricos e magnéticos oscilantes e auto-propelentes. A variação do campo elétrico induz um campo magnético variável, cuja variação induz um campo elétrico variável e isso vai sendo levado adiante no espaço, com a velocidade da luz. Enquanto se propaga, a luz é uma onda, isto é, uma perturbação que se desloca. Ela não requer um meio de propagação, pois a perturbação que se propaga é ela mesma, a onda eletromagnética. Todavia, ao interagir com a matéria, tanto na emissão quanto na absorção, isso é feito de forma quantizada, isto é, somente valores inteiros de uma certa quantidade de energia podem ser absorvidos ou emitidos. Esses pacotes são chamados de "fótons", mas eles apenas são detectados na emissão e na absorção, e não na propagação. Daí se dizer que a luz (e todas as ondas eletromagnéticas) possuirem um caráter "dual", isto é, tanto são ondas quanto são partículas. Mas essas partículas não são materiais. Não possuem massa de repouso, pois não existem em repouso, não importa em relação a que referencial. Mas possuem energia cinética e quantidade de movimento (momentum). Além do mais não se conservam em número. Podem surgir e desaparecer em qualquer número. Por isso a distribuição estatística do número de fótons com dada energia para uma certa intensidade de radiação (Distribuição de Bose-Einstein) não é a mesma que a distribuição de partículas materiais (distribuição de Fermi-Dirac). Há, também, uma correlação entre o momento angular intrínseco (spin) de partículas materiais (prótons, elétrons, quarks), que são números ímpares do quantum de momento angular e o dos fótons, que são números pares desse quantum (constante de Planck dividida por quatro pís). As partículas materiais são chamadas de férmions e as da radiação de bósons. Apesar da conservação da energia, como a onda eletromagnética se espalha pelo espaço, sua intensidade (energia por tempo por área) vai decaindo. Isso acontece de acordo com o inverso do quadrado da distância, para as frentes de onda esféricas, originárias de fontes puntiformes.

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