12.1 : Natureza Dual da Radiação Eletromagnética (EM)

A radiação eletromagnética (EM) consiste em componentes de campo elétrico e magnético oscilando em planos perpendiculares entre si e mutuamente perpendiculares à propagação da radiação pelo espaço. A radiação EM pode ser classificada como uma onda e caracterizada pelas propriedades das ondas, como comprimento de onda (denotado como λ) e frequência (representada por ν).

O comprimento de onda é a distância entre dois picos consecutivos (o ponto mais alto) ou vales (o ponto mais baixo) na onda. A frequência é o número de ondas repetidas, ou ciclos de onda, que passam por um determinado ponto em um tempo fixo. Diferentes tipos de radiação eletromagnética têm comprimentos de onda e frequências diferentes. O espectro eletromagnético é a coleção ordenada de radiação eletromagnética agrupada por frequência ou comprimento de onda. O comprimento de onda e a frequência estão relacionados à velocidade da radiação através de um meio. A velocidade da radiação no vácuo (denotada como c) é uma constante física universal com um valor de aproximadamente 3 × 10^8 m/s.

Portanto, comprimento de onda e frequência são inversamente relacionados. Uma radiação com alta frequência apresenta um comprimento de onda baixo, e vice-versa.

Além de se comportar como uma onda, a radiação eletromagnética também pode ser considerada como uma coleção de partículas chamadas fótons. Um fóton é a menor unidade, ou "quantum", de luz ou radiação eletromagnética. Ele não tem massa ou carga, mas carrega energia. Cada fóton possui uma quantidade definida de energia, que pode ser transferida para a matéria mediante interação. A energia de um fóton (denotada como E) é diretamente proporcional à frequência e inversamente proporcional ao comprimento de onda. A equação que relaciona a energia de um fóton à sua frequência de radiação é conhecida como equação de Planck.

A constante de Planck é denotada por h e apresenta um valor de 6,626 × 10^34 m^2 kg s^-1.