Relatividade Especial: A constância da velocidade da luz

Uma das coisas mais interessantes sobre as equações de Maxwell, foi a descoberta de que ondas eletromagnéticas percorrem o vácuo a uma velocidade sempre constante. Talvez, a maior surpresa da descoberta dessa constante, forrá o fato dela ser igual ao que se é conhecido como C (A velocidade da luz).

Já haviam algumas suposições feitas anteriormente sobre a luz ser um onda, inclusive havendo debates fervorosos pelas comunidade cientifica que envolveram grandes nomes. Por fim depois dos experimentos de Young realizados em meados de 1800, a balança tendeu a favorecer a visão de que a  luz seria algum tipo de onda, uma vez que podia apresentar fenômenos de difração e refração.
Com a descoberta das equações de Maxwell, agora também se podia classificar a luz até mesmo como sendo um tipo especifico de onda, as ondas eletromagnéticas. Outro fato curioso que se pode entender das equações de Maxwell, é que essa constante não muda, independente do referenciam a qual está sendo submetida. Por volta do dano de 1905, Albert Einstein publicou sua teoria da relatividade restrita ou teoria da relatividade especial (abreviada como TRR). Nele, Einstein propõe, dentre outras coisa que a velocidade da luz será sempre constante e que ela seria basicamente o limite máximo de velocidade que se consegue atingir.
Essa afirmação pode parecer pouco, mas na verdade implica em uma grande reformulação nas equações já conhecida da mecânica. Afinal, pelas equações de Newton, não existe nenhum limite de velocidade e um corpo poderia em essência acelerar até uma velocidade infinita. Com nova teoria, um corpo poderia no máximo atingir a velocidade da luz, mesmo que tivesse acesso a uma quantidade ilimitada de energia.
Havia ainda outra questão importante que Einstein respondeu sobre a velocidade da luz em sua TRR, imagine um carro que se move a uma velocidade constante de 50 km/h e que em cima dele existe uma canhão que dispara uma bala a cerca de 300 km/h. Considerando um observador no solo, ele veria a bala se movendo a cerca de 350 km/h. Entretanto, se no lugar da bala de canhão houvesse um laser, a velocidade da luz não seria acrescida da velocidade do carro.
Esse fato no minimo é curioso pois se a luz não tem sua velocidade alterada, alguma coisa tem que ceder. Segundo Einstein, esse algo deve ser o tempo ou o espaço, tal fato será discutido futuramente na próxima postagem.

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Uma breve historia sobre o efeito fotoelétrico

A história do efeito fotoelétrico teve início no ano de 1887. Quando Heinrich Hertz produziu e detectou ondas eletromagnéticas confirmando a natureza ondulatória da luz. Para tanto, Hertz utilizou um circuito sintonizado com um centelhador (elemento de alta capacidade de corrente elétrica) para gerar ondas, e um circuito semelhante para detectá-las. Ele observou acidentalmente que a luz do centelhador transmissor deixava de incidir no centelhador receptor e por isso era necessário diminuir a distância entre os eletrodos do segundo centelhador para continuar recebendo os sinais. Com isto, foi observado que a luz facilitava a produção de centelhas, assim como também foi observado a luz como partículas, ou seja, nesta observação obteve-se, a forma como ocorre o efeito fotoelétrico.

 Em 1900 Lenard submeteu um campo magnético a uma superfície (placa) composta por partículas, a fim de provar que as partículas emitidas eram elétrons, assim como também, para observar o efeito fotoelétrico. Para tanto, Lenard fez um equipamento (circuito) no qual pode observar que a corrente máxima era proporcional a intensidade da luz incidente na superfície. Entretanto, existia uma teoria clássica que não condizia com as observações. Uma luz muito fraca não deveria fornecer aos elétrons energia necessária para escapar da superfície do metal. 

Em 1905, Einstein conseguiu explicar o desacordo com a teoria clássica. Segundo Einstein, a quantização do corpo negro era, na verdade, uma característica universal da luz, hipótese trazida por Planck em 1900. A luz é composta por quantas discretos (fótons) de energia hf, quando estes fótons interagem com a superfície metálica toda a sua energia é absorvida por um elétron.

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