Radiação Eletromagnética

Radiação eletromagnética, ondas produzidas pela oscilação ou aceleração de uma carga elétrica. Essas ondas têm componentes elétricos e magnéticos. Por ordem decrescente de freqüência (ou crescente de comprimento de onda), o espectro eletromagnético é composto por raios gama, raios X ‘duros’ e ‘moles’, radiação ultravioleta, luz visível, raios infravermelhos, microondas e ondas de rádio. Não necessitam de um meio material para propagar-se e se deslocam no vazio a uma velocidade de c = 299.792 km/s. Apresentam as propriedades típicas do movimento ondulatório, como a difração e a interferência. O comprimento de onda (ë) e a freqüência (f) das ondas eletromagnéticas, sintetizados na expressão ë • f = c, são importantes para determinar sua energia, sua velocidade e seu poder de penetração.

A Natureza da Luz

James Clerk Maxwell, em 1864, munido das corretas leis do eletromagnetismo, partiu para a dedução matemática da teoria sobre a natureza da luz. Esta, segundo demonstrou, é produzida a partir de movimentos de cargas elétricas, ficando estabelecido seu caráter de onda eletromagnética – em outras palavras, dotada de energia radiante e capaz de produzir fenômenos eletromagnéticos.

A qualquer fenômeno eletromagnético associam-se três grandezas, vinculadas entre si:

- A freqüência, f (número de oscilações por unidade de tempo);
- O comprimento de onda, lambda (distância entre duas cristas de onda consecutivas); e
- A velocidade, c, de propagação da onda.

No caso da luz e demais radiações eletromagnéticas (ondas de rádio, raios X, raios gama), a velocidade tem valor constante, equivalendo no vácuo a

c = 299792458 m/s

 

As três grandezas acham-se relacionadas pela expressão matemática

comprimento de onda lambda = c / f

Como c é constante, decorre que, para cada comprimento de onda, corresponde uma única freqüência f, e vice-versa.

Posteriores estudos de Max Plank e mais tarde, de Albert Einstein permitiram estabelecer a quantidade de energia (E) transportada por uma onda. Esse valor depende da freqüência:

E = h.f

A letra h representa a constante de Plank, que vale:

6,55x10-34 J.s

Unindo as duas expressões, encontra-se a energia da radiação em função do comprimento de onda, que pode ser determinada experimentalmente com facilidade:

E=hc X (comprimento de onda)

Descobriram-se também fenômenos em que se manifestam interações entre a radiação e os corpos materiais. A condição dessas ocorrências implica a atribuição de uma dupla natureza à luz; ondulatória e corpuscular.

O caráter ondulatório diz respeito aos fenômenos de difração, interferência e polarização. E o aspecto corpuscular liga-se à sua capacidade de "empurrar" e desviar as partículas materiais, como ocorre nas colisões entre corpos; constituem exemplos o efeito fotoelétrico e o efeito Compton.

Autoria: Marcelo Grotti