Este documento fornece um resumo da história da luz, desde as descobertas de Ibn Al Haytham no século XI até as modernas aplicações da luz em telecomunicações e tecnologia. Aborda contribuições científicas importantes como as de Newton, Maxwell, Einstein e outros, e como essas descobertas levaram ao desenvolvimento de tecnologias como os lasers e fibras ópticas.

1. Uma Breve História da Luz
Carlos Fiolhais
Departamento de Física da UC
Dep. Eng. Quimica da FCTUC, 18/3/2015

2. A luz une-nos!
Origem da Vida
Sustentabilidade
Cultura Universal
Inclusão
internacional
Largo Espectro:
Ciência,
Tecnologia,
Natureza, Arte
Cultura, Educação
História

3. Objectivo
O Ano Internacional da Luz é um projecto educacional e de divulgação
da UNESCO com mais de 100 parceiros em 85 países.
Porquê a luz?
As tecnologias baseadas na luz são motor exonómico, tendo o potencial
de revolucionar o século XXI (como a electrónica fez no século XX).
Comunicações
Saúde Economia Ambiente Sociedade

4. +100 parceiros de 85 países

5. 2015 celebram-se
grandes aniversários
1015 Ibn Al Haytham Livro de Óptica
1815 Fresnel e a natureza ondulatória da luz
1865 Maxwell e as ondas electromagnéticas
1915 Einstein – a luz no espaço e no tempo
1965 Kao - Technologia de fibras ópticas
e Radiação Cósmica de Fundo

6. Uma Breve História da Luz
• Al Haytham (1015)
– Escreve o primeiro “Tratado de Óptica”

8. Galileu: Primeiras observações com o telescópio
(1609)

9. Isaac Newton (1643-1727)

10. Experiência de Newton do duplo
prisma (16 )

11. Isaac Newton
• “Para cumprir minha promessa anterior, devo sem mais
cerimónias informar que, no começo do ano de 1666
(época que me dedicava a polir vidros óptico de formas
diferentes da esférica), obtive um prisma de vidro
rectangular para tentar observar com ele o célebre
fenómeno das cores. Para este fim, tendo escurecido o
meu quarto e feito um pequeno buraco na minha janela
para deixar passar uma quantidade conveniente de luz
do Sol, coloquei o meu prisma numa entrada para que
ela [a luz] pudesse ser refractada para a parede oposta.
Isso foi inicialmente um divertimento muito prazenteiro:
ver todas as cores vivas e assim intensamente
produzidas, mas, após um tempo dedicando-me a
estudá-las mais seriamente, fiquei surpreso por vê-
las…”

12. Espectro electromagnético

14. A luz do Sol

15. Penetração da luz na atmosfera

16. William Herschel (1800)

17. Desacoberta dos infravermelhos

18. Luz infravermelha

19. Reflexão

20. Christiaan Huygens
(1629-1695)
(1678)

21. Refracção

22. Sobreposição de ondas
TOINHoIIIII....!
TONNNNN.....
Toonnnnnn......

23. Difracção

24. Thomas Young (1773-1829)

25. A experiência da dupla fenda
(1803)

27. Inteferência de ondas numa tina de ondas

28. Siméon Poisson (1781-1840)
e Augustin Fresnel (1788-1827)

29. O Ponto de Poisson (1818)

30. O ponto de Poisson

31. Experiência de Foucault (1855):
A luz é mais lenta na água do que no ar

32. James Clerk Maxwell
(1831-1879)
Equações do electromagnetismo (1865)

33. Luz ou Radiação EM
• Campos eléctrico e magnético ligados
que viajam pelo espaço.
• A luz viaja a c = 3108 m/s no vácuo – o
limite de velocidade cósmica

34. • "From a long view of the history of mankind,
seen from, say, ten thousand years from
now, there can be little doubt that the most
significant event of the nineteenth century
will be judged as Maxwell's discovery of the
laws of electrodynamics."
Richard Feynman, Nobel on Physics

36. Heinrich Hertz
(1857-1894)
Ondas de rádio (1884)

37. Ondas de Rádio
E
Antena
Transmissora

38. Recepção de Ondas de Rádio
Electrões na antena vibram
à passagem da onda
E

39. Wilhelm Roentgen (1845-1923)

40. Descoberta dos raios X (1895)

42. Primeiro Nobel da Física 1901

43. TAC

44. Gabinete de Física Experimental da Universidade de Coimbra

45. Henrique Teixeira Bastos
(1861-1943)

48. Egas Moniz (1874-1955)
Nobel da Medicina 1949

50. Max Planck (1858 – 1947), Nobel 1918

51. Radiação do corpo negro

52. Max Planck
e o corpo negro (1900)

53. Albert Einstein (1879-1955)
e o efeito fotoeléctrico 1905 (Nobel 1921)

54. Congresso Solvay 1911

55. Planck e Einstein

56. Marie Curie (1867-1934)
Nobel da Física em 1903 e da Química em 1911

57. Radioterapia
para tratamento do cancro

58. Teoria quântica antiga
Niels Bohr (1885 - 1962) e o
modelo atómico (1913). Nobel
1922.

59. Louis de Broglie (1892-1987) e a dualidade
onda corpúsculo (1924), Nobel 1929

60. A experiência da dupla fenda:
electrões (1927)

61. • Dualidade onda-partícula para a luz

62. A natureza dual da luz
e da matéria:
• “Observa: é partícula. Não observa: é onda”

64. Laser

67. História do laser
• 1917 : Einstein postula emissão
estimulada de fotões
• 1954 : Primeiro laser de microondas
• 1960 : Primeiro laser de luz visível
• 1984 : Primeiro laser de raios X

69. Charles Townes (1915-2015)

70. Fibras Ópticas (1965)
• Aplicação da reflexão
interna.
• Fios de video são usados
para canalisar a luz.
• Utilidades:
– Medicina
– Telecomunicações

72. A tecnologia da luz está na base das
modernas telecomunicações
O aumento da consciência das
disparidades no acesso à informação
é essencial para o desenvolvimento
mundial (75% utentes da Internet na
Europa e só 25% em África)
Highlighting impact on development

73. O futuro
• Vai-se fazer ainda mais luz sobre a luz.
A luz tem um futuro brilhante!

74. A luz sempre esteve relacionada com a arte!

76. Light painting