A Natureza Dual da Luz

A luz possui comportamento dual: ora se comporta como onda, ora se comporta como partícula. 
Algumas teorias foram apresentadas no mundo científico tentando explicar o comportamento da luz; dentre elas a do físico inglês Isaac Newton (1643 – 1727), que em sua proposta considerava a luz como um feixe de partículas (modelo corpuscular); essa teoria tornou-se restrita por não conseguir explicar alguns fenômenos.

Isaac Newton, físico inglês que propôs um dos modelos corpuscular para a luz

James Clerk Maxell (1831 – 1879) apresentou uma teoria detalhada da luz como um efeito eletromagnético (modelo ondulatório), explicando uma gama de fenômenos, contudo, esse modelo tornou-se parcial em algumas circunstâncias, como no efeito fotoelétrico, por não conseguir explicar a emissão instantânea de elétrons de uma placa de metal em razão da interação de ondas eltromagnéticas com a mesma (a emissão deveria ocorrer após um determinado intervalo de tempo, segundo as previsões).

James Clerk Maxell, físico e matemático britânico que apresentou 
a teoria eletromagnética para a luz (modelo ondulatório)

Albert Einstein (1879 – 1955) explicou o efeito fotoelétrico teorizando que as ondas eletromagnéticas (modelo ondulatório) que interagiam com a placa de metal só fariam com que os elétrons fossem ejetados instantâneamente se elas se comportassem como partículas (modelo corpuscular).

Físico alemão, Albert Einstein, através do efeito fotoelétrico, 
demonstrou que luz também se comporta como partícula

Essa intercalação de ideias entre ondas e partículas com relação à luz é aceita na comunidade científica como a Natureza Dual da Luz; pois em determinados fenômenos (interferência, refração, difração...) a teoria eletromagnética consegue explicar e a teoria corpuscular está associada aos fenômenos de absorção e emissão de energia. 
No ano de 1924, o físico francês Louis De Broglie (1892 – 1897), utilizando da ideia de que na natureza existe simetria, trabalhou a hipótese da partícula se comportar como onda, através da expressão matemática (ver figura 1) ele relacionou o comprimento de onda de uma partícula à quantidade de movimento da mesma.

O francês De Broglie relaciona partícula-onda

As aplicações das três últimas teorias citadas podem ser vistas respectivamente em: estudo de microestruturas através da difração da luz (comportamento ondulatório), as portas automáticas (figura 3) de shoppings centers têm seu princípio de funcionamento baseado no efeito fotoelétrico (modelo corpuscular) e o microscópio eletrônico que utiliza feixe de elétrons e não a luz (partícula-onda).

Microscópio eletrônico permite visualizações que o microscópio óptico não permite

Estruturas analisadas através da difração de raios x

Porta automática que tem como princípio de funcionamento o efeito fotoelétrico

A simetria entre onda-partícula e partícula-onda existe, e as aplicações desses conhecimentos científicos estão cada vez mais presentes em nosso cotidiano.