A luz visível, que viaja a uma velocidade vertiginosa de 186.282 milhas por segundo através do espaço, é apenas uma parte do amplo espectro da luz, que abrange toda a radiação eletromagnética. Podemos detectar a luz visível por causa das células em forma de cone em nossos olhos, que são sensíveis aos comprimentos de onda de algumas formas de luz. Outras formas de luz são invisíveis para os humanos porque seus comprimentos de onda são muito pequenos ou muito grandes para serem detectados por nossos olhos.
A natureza oculta da luz branca
O que chamamos de luz branca não é uma única cor, mas todo o espectro da luz visível combinada. Durante a maior parte da história humana, a natureza da luz branca foi completamente desconhecida. Não foi até a década de 1660 que Sir Isaac Newton descobriu a verdade por trás da luz branca usando prismas - barras triangulares de vidro - para quebrar a luz em todas as suas cores diferentes e, em seguida, remontá-las novamente.
Quando a luz branca passa por um prisma, suas cores componentes são separadas, revelando vermelho, laranja, amarelo, verde, azul, índigo e violeta. Este é o mesmo efeito que você vê quando a luz passa através de gotículas de água, criando um arco-íris no céu. Quando essas cores separadas brilham através de um segundo prisma, elas são reunidas novamente para formar um único feixe de luz branca.
O espectro de luz
A luz branca e todas as cores do arco-íris representam uma pequena parte do espectro eletromagnético, mas são as únicas formas de luz que podemos ver por causa de seus comprimentos de onda. Os humanos só podem detectar comprimentos de onda entre 380 e 700 nanômetros. Violeta tem o menor comprimento de onda que podemos ver, enquanto o vermelho tem o maior.
Embora normalmente não chamemos outras formas de radiação eletromagnética de luz, há pouca diferença entre elas. A luz infravermelha está fora de nossa visão com um comprimento de onda maior do que a luz vermelha. Somente com instrumentos como óculos de visão noturna podemos detectar a luz infravermelha gerada por nossa pele e outros objetos emissores de calor. Do outro lado do espectro visível, menores do que as ondas de luz violeta são a luz ultravioleta, os raios X e os raios gama.
Cor clara e energia
A cor da luz geralmente é determinada pela energia produzida pela fonte que a emite. Quanto mais quente é um objeto, mais energia ele irradia, resultando em luz com comprimentos de onda mais curtos. Objetos mais frios criam luz com comprimentos de onda mais longos. Por exemplo, se você disparar um maçarico, verá que a chama é vermelha no início, mas quando você o liga, a cor fica azul.
Da mesma forma, as estrelas emitem diferentes cores de luz por causa de suas temperaturas. A superfície do Sol tem uma temperatura em torno de 5.500 graus Celsius, fazendo com que ela emita uma luz amarelada. Uma estrela com uma temperatura mais fria de 3.000 C, como Betelgeuse, emite luz vermelha. Estrelas mais quentes como Rigel, com temperatura superficial de 12.000 C, emitem luz azul.
A dupla natureza da luz
Experimentos com luz no início do século 20 revelaram que a luz tinha duas naturezas. A maioria dos experimentos mostrou que a luz se comportava como uma onda. Por exemplo, quando você ilumina uma fenda muito estreita, ela se expande como uma onda. Em outro experimento, no entanto, chamado de efeito fotoelétrico, quando você ilumina a luz violeta no metal sódio, o metal ejeta elétrons, sugerindo que a luz é feita de partículas chamadas fótons.
Na verdade, a luz se comporta tanto como partícula quanto como onda e parece mudar sua natureza com base no experimento que você realiza. No agora famoso experimento de duas fendas, quando a luz encontra duas fendas em uma única barreira, ela se comporta como uma partícula quando você está procurando por partículas, mas também se comporta como uma onda se você estiver procurando por ondas.