A Ciência atua do muito pequeno ao muito grande.

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Este blog é de conteúdo totalmente científico e educativo. É constituído por artigos científicos ou relacionados à variados campos do saber (como política, filosofia ou sociologia, entre outros) que têm como objetivo a divulgação do conhecimento.


"O poder da humanidade que criou este imenso campo do saber há de ter forças para levá-lo ao bom caminho". (Bertrand Russel, filósofo e matemático inglês do século XX)



segunda-feira, 19 de abril de 2010

"O Vasto Multiverso dos Amplos Universos"







Até a década de 1920 o ser humano pensava que só existia uma única galáxia. Tal galáxia era denominada Via Láctea (do latim via, que significa rio, e Láctea, que significa leite) e, por sinal, é a que vivemos. Todavia, em 1924 o célebre astrônomo norte-americano Edwin Powell Hubble (1889-1953) pôde constatar, por meio de um telescópio moderno em um observatório na Califórnia, que existem outras galáxias no Universo. A mais próxima da Via Láctea seria uma galáxia situada à 2 milhões de anos-luz do centro da Via Láctea, denominada Nebulosa de Andrômeda. Isso representou um avanço surpreendente e uma mudança radical no pensamento científico da época. Hubble, logo depois, por meio do chamado redshift (desvio para o vermelho), constatou que as galáxias estavam se afastando umas das outras, descoberta esta que serviu de base para a Teoria do Big-Bang. Isso mostrou que o Universo não é estático, porém, dinâmico e a cada vez mais cresce.

Até a década de 1980 o ser humano acreditava na existência de um único Universo, o nosso. Entretanto, surgiu a ideia de que, talvez, pudesse existir vários Universos. Isso seria como bolhas de água. Essa ideia surgiu por um motivo: a existência dos buracos brancos. Um buraco branco é o contrário de um buraco negro. Enquanto o buraco negro tem um campo gravitacional tão intenso a ponto de absorver para seu núcleo qualquer tipo de matéria (inclusive a luz), o buraco branco faz o contrário: ele jorra matéria. O buraco branco faz com que matéria saia de seu núcleo. E talvez a origem do big-bang tenha sido causada por um buraco branco. A existência dos buracos brancos, assim como a dos buracos negros, é uma peculiar conseqüência da relatividade. Por isso, se o nosso Universo foi criado por um buraco branco e existem vários buracos brancos no Universo, então existem vários big-bangs e, portanto, vários Universos paralelos. Portanto em um Universo paralelo pode existir outro sistema solar, outro planeta Terra, outro eu e outro você!

Uma teoria que se engloba imensamente em tais proposições hipotéticas é a Teoria das Cordas, que afirma mais ou menos isso, porém, unificando as quatro principais forças que regem o cosmos (força gravitacional, força eletromagnética, força nuclear forte e força nuclear fraca). Todavia, tem-se que levar em consideração que em um Universo paralelo ao nosso talvez exista outras leis físicas e, por conseqüência, outras constantes da natureza. Se em um Universo como o nosso, por exemplo, falhasse uma constante física da natureza, nós poderíamos não existir. Se, por exemplo, a constante universal, que rege os fenômenos relacionados a massa dos corpos, fosse menor, a massa dos corpos iria se dispersar pelo espaço e não existiria vida. Se a constante eletrostática que rege os fenômenos elétricos não existisse, não poderia haver uma interação entre os prótons e elétrons de um átomo e, por conseqüência, não poderia haver ligações covalentes ou iônicas, o que acarretaria na não existência de substâncias como a água ou qualquer tipo de ácidos, bases ou sais. Com isso, corpos orgânicos não existiriam e, por conseqüência, nenhum ser vivo existiria. Por isso, se em Universo paralelo as constantes e leis físicas forem diferentes pode não existir vida ou matéria como nós a conhecemos. Isso mostra-nos a imensa (muito imensa mesmo!) importância das leis e constantes físicas em um Universo, pois se uma falhar, todo o Universo é desregulado. Mas a ideia de Multiverso ainda existe e atualmente há uma imensa probabilidade de comprovação.

Em uma experiência recente com microondas ficou-se provado que o espaço do nosso Universo é curvado e achatado. Isso mostra que estamos dentro de uma esfera espacial (salientando-se que, segundo a relatividade einsteniana, o espaço é maleável. Disso provém a existência da gravidade.).

terça-feira, 13 de abril de 2010

Homenagem à Louis Pasteur







O trabalho do grande cientista francês Louis Pasteur, que contribuiu imensamente para a Química e Medicina, abriu campos novos na Química e sempre teve a preocupação de atender às necessidades da sociedade, especialmente nas áreas de saúde a alimentação. A estreita relação entre a Química e a Medicina tem um marco muito importante encravado nesse cientista. Além disso, o resultado de suas investigações teve considerável impacto na economia, especialmente da França, permitindo ao país manter padrões significativos para o século XIX.


Louis Pasteur nasceu na cidade de Dôle, na França, a 27 de dezembro de 1822. Freqüentou as escolas primária e secundária em outra cidade, Arbois. Seus estudos superiores foram realizados no Colégio Real de Besançon, onde, em 1840, recebeu o título de bacharel em letras e, 1842, o diploma de bacharel em Ciências, no qual constava a qualificação de "medíocre" em Química. No ano de 1843, ingressou na Escola Normal Superior, em Paris. Freqüentando as aulas do químico Jean Baptiste André Dumas (1800-1884), um dos fundadores da teoria atômica, sentiu-se motivado a aprofundar seus estudos em Química. Pouco tempo depois tornou-se assistente do químico Antoine Jerome Balard (1802-1876), que, em 1826, descobriu o elemento químico bromo. Recebeu o título de doutor em Ciências, em 1847.


Pasteur teve grande envolvimento com o trabalho experimental, aconselhando empenho máximo a seus discípulos. Consta que, até mesmo em seu leito de morte, teria recomendado a seus alunos: "É preciso trabalhar" (Il faut travailler, em francês). Outra afirmação célebre de Pasteur é a de que "o acaso só favorece a mente preparada" (em francês: Hasard ne favorise que l'esprit préparé). Com essas palavras, Pasteur pretendia afirmar que o experimentador deve estar sempre atento ao seu empreendimento porque, no transcorrer da investigação científica, mesmo acontecimentos fortuitos podem sugerir novos caminhos. O vislumbre dessas rotas alternativas só estará ao alcance de quem possuir muito conhecimento acumulado e permanecer sempre alerta. Pasteur teve muitas ocasiões de verificar tal máxima.

Sua significativa obra despertou admiração internacional. Entre aqueles aqueles que prestigiaram seu grande intelecto está uma personalidade bastante conhecida na história do Brasil, o imperador Dom Pedro II. O monarca luso-brasileiro encontrou-se várias vezes com Pasteur, trocou correspondência e financiou algumas de suas pesquisas.

Devemos à Pasteur descobertas como o soro anti-rábico, a pasteurização (processo no qual fervemos leite - ou outro líquido qualquer - com o intuito de matar os microorganismos que nele se encontra) e descobertas extremamente significativas no ramo da Química intitulado estereoquímica. Pasteur trabalhou no estudo da simetria molecular e determinação da estrutura molecular por meio de luz polarizada.

Pasteur faleceu em 28 de setembro de 1895, após sofrer um segundo derrame cerebral (o primeiro havia sido em 1868, aos 46 anos de idade). Todavia, o legado e as grandes descobertas do saber de Pasteur estão mais vivas do que nunca. Sempre que alguém se interessa por química, Pasteur "renasce" novamente.

domingo, 11 de abril de 2010

O Big-Bang







O big-bang é atualmente o melhor modelo que tenta explicar cosmologicamente o início do Universo (frisando-se, porém, que há outras teorias com o mesmo objetivo). Proposto com grande estruturação pelo físico ucraniano George Gamow (1904-1968) (retratado na fotografia acima), afirma que há cerca de 13,7 bilhões de anos atrás, o Universo nasceu numa violenta "explosão". (Eu me permiti colocar entre aspas a palavra explosão porque realmente não podemos classificar como uma explosão o big-bang, posto que naquele espaço não existia matéria para a onda de choque poder se propagar.) Podemos considerar que numa fração de um segundo, toda a energia e matéria do cosmos foram criadas e a matéria assumiu sua forma presente. A teoria não pode e não tenta explicar o que ocorreu "antes" disso. Só podemos afirmar que o Universo era infinitamente pequeno, quente e extremamente denso ao nascer. Dos 10 aos 43 segundos, o que pode-se chamar de "tempo de Planck", as leis normais da Física não aplicavam-se. Do tempo de Planck em diante, todavia, a teoria teve mais sucesso. A densidade da energia era tão alta que partículas de matéria podiam se formar e decair espontâneamente, segundo a famosa equação de Einstein, E = mc². À medida que o Universo expandiu-se, a densidade e a temperatura caíram e a massa das partículas que podiam se formar desse modo diminuiu, até que, após um microssegundo (um milionésimo de segundo), a temperatura caiu a menos de um quatrilhão de °C e não pôde haver mais formação de matéria.

Ocorreu um período de súbita expansão no primeiro instante da criação, denominado inflação, no qual o Universo passou de menor que um átomo a maior que uma galáxia. Isso foi extremamente necessário para explicar a uniformidade que o Universo apresenta hoje. A melhor sugestão quanto ao que pode ter impelido esse surto de crescimento é que enormes quantidades de energia foram liberadas quando quatro "forças fundamentais" (força gravitacional, força eletromagnética, força nuclear forte e força nuclear fraca), que governam o Universo desde então, se separaram de uma "superforça" sintetizada.

O principal argumento (e o primeiro) que reforçaram (e reforçam) as crenças na teoria do big-bang é o fato de as galáxias estarem se distanciando. Essa expansão de galáxias foi descoberta no ano de 1923 pelo astrônomo norte-americano Edwin Powell Habble (1889-1953). Deve-se, é claro, salientar que a primeira teoria que tentou explicar a origem do Universo mais semelhante a do big-bang foi uma teoria proposta pelo astrônomo, físico e padre católico belga Georges Lemaître (1894-1966).

O termo big-bang surgiu de forma um tanto pejorativa, posto que a primeira pessoa que referia-se a tal teoria desta forma foi o astrônomo britânico Fred Hoyle (1915-2001) que lutava a favor de uma teoria contrária ao big-bang, uma teoria que considerava o Universo como sendo estacionário, isto é, sempre teve a forma que conhecemos, porém, foi desenvolvendo-se com o tempo.

sexta-feira, 9 de abril de 2010

Newton e Einstein: Os Desbravadores da Gravidade







No século XVII, o célebre físico, matemático e astrônomo inglês Sir Isaac Newton publicou a sua mais renomada obra, intitulada Princípios Matemáticos da Filosofia Natural. Em tal obra, Newton apresentou as leis que regem o movimento dos corpos, as chamadas Leis de Newton. Além de tais leis, Newton, no terceiro e último volume dos livros, deu a explicação para a questão de que por que os corpos caem. Sua explicação pode ser resumida em uma frase: todos os corpos atraem-se reciprocamente com uma força proporcional a massa dos respectivos corpos e inversamente proporcional ao quadrado da distância que os separa. E Newton, com sua imensa genialidade e conhecimento vasto em Matemática, resumiu tal lei em uma única equação: F = GMaMb/r², onde F representa a força de atração dos corpos, Ma e Mb representam a massa dos corpos, G é a chamada constante gravitacional, que tem um valor G = 6,6 . 10-¹¹ N . m²/kg² (medida no século XVIII pelo físico e químico inglês Henry Cavendish -1731-1810), e r representa a distância de separação dos corpos. Essa lei é o que atualmente conhecemos por Lei da Gravitação Universal. Com essa lei Newton não só explicou por que os corpos caíam, todavia, explicou também por que a Lua gira em torno da Terra, porque ocorre o fenômeno das marés e por que os planetas do sistema solar giram em torno do Sol. E tal lei se adentra por todo o Universo. Porém, existiu uma imensa dúvida que nem o próprio Newton soube responder: como se forma esta força gravitacional, ou melhor, o que é esta força gravitacional, ou explicitando ainda melhor, o que é a gravidade? Quem respondeu tal questão foi um renomado físico alemão chamado Albert Einstein (1879-1955).

No ano de 1905 Albert Einstein, com apenas 26 anos de idade, publicou três artigos dos quais o primeiro falava sobre o efeito fotoelétrico e a natureza quântica da luz; o segundo falava sobre o movimento browniano que, por sinal, contribuiu imensamente para a comprovação da existência dos átomos; e o terceiro, e mais impactante, falava sobre a chamada, e muito conhecida atualmente, Teoria da Relatividade Restrita. A Teoria da Relatividade Restrita, em uma extrema síntese, afirma que o espaço e o tempo são praticamente a mesma coisa. Em outras palavras o espaço e o tempo se "entrelaçam" formando um único conjunto, como uma espécie de lençol, denominado espaço-tempo. Afirma também que, para um corpo que viaja a velocidade da luz (aproximadamente 300 000 km/s), o tempo passaria mais lentamente, isto é, ocorreria o que chama-se cientificamente de dilatação dos tempos. Einstein faz também em tal obra uma revelação incrivelmente inteligente: afirma que todos os corpos distorcem o espaço só pelo fato de estarem contidos nele. E quanto maior for a massa de um corpo, maior será tal distorção. É como uma cama elástica: se, por exemplo, uma pessoa de 50 kg pular em cima de uma cama elástica, ela com certeza causará uma distorção na cama elástica; porém, se uma pessoa de 73 kg, por exemplo, pula em cima da mesma cama elástica, a distorção será maior devido a maior massa de tal pessoa. Einstein, com isso, explica como se forma a gravidade entre os corpos: pela distorção que eles causam no espaço. Por isso que quanto maior for a massa de um corpo, mais intenso será seus campo gravitacional, pois a distorção que ele causará no espaço será maior. Então podemos afirmar que a gravidade não é mais que a deformação que os corpos causam no espaço.


Essa concepção de Einstein representou uma imensa revolução na Física e em todo o pensamento científico da época e de atualmente também. Uma interessante conseqüência da Relatividade é a existência dos buracos negros: quando uma estrela de grande (imensa mesmo!) massa consome toda a sua energia, seu núcleo pela, força gravitacional, se contrai, o que acarreta em uma expansão de sua superfície devido a imensa quantidade de radiação contida no núcleo. Isso faz com que a massa da estrela cresça até o ponto de explodir em um processo conhecido como explosão de uma super-nova. Isso forma um corpo de massa imensamente grande que, justamente por sua imensa massa, causa uma monumental distorção no espaço. Essa massa tem um campo gravitacional tão intenso (extremamente intenso mesmo!) que nem mesmo a luz pode "escapar" dele. Isso faz com que tudo, absolutamente tudo, seja atraído para seu núcleo passando por uma série de eventos de espaço-tempo, fazendo com que qualquer corpo, quando é absolvido por esta massa, não possa mais retornar. Esta massa é conhecida como buraco negro.



quinta-feira, 8 de abril de 2010

Paleontologia: Descobrindo Dinossauros







Nos anos de 1820, a paleontogista inglesa Mary Anning (1799-1847) começou uma carreira como coletora profissional de fósseis nas praias de Lyme Regis, na Inglaterra. Anning forneceu material para os maiores cientistas do período e, durante sua carreira, descobriu fósseis de Plessiossauro, de Ichthyossauro e do primeiro Pterossauro na Grã Bretanha. No ano de 1842, o biólogo anatomista e paleontologista britânico Richard Owen (1804-1892) inventou o termo "dinosauria" para descrever o Megalossauro, Iguanodon e Hylaeossauro, encontrados na época.


Em 1860, 1861 e 1877, os fósseis de uma pena e de dois pássaros foram descobertos na mesma pedreira jurássica em Solnhofen, na Alemanha. O pássaro foi denominado Archaeopteryx e parecia ser uma forma transitória entre dinossauro e pássaro.



O Primeiro Dinossauro

  • Fósseis de uma mandíbula e dentes foram encontrados em Oxfordshire, na Inglaterra, por volta de 1815.


  • O geólogo e paleontólogo britânico William Buckland (1784-1856), da Oxford University, estudou os fósseis que ele deduziu serem de um réptil grande e carnívoro.

  • Em 1822, o colega de Buckland, o geólogo, paleontólogo e ativista político James Parkinson (1755-1824), nomeou a criatura de Megalossauro (grande lagarto).

quarta-feira, 7 de abril de 2010

As Descobertas de Edward Jenner (1749-1823) e Alexander Fleming (1881-1955)




Os cientistas britânicos Edward Jenner e Alexander Fleming realizaram descobertas revolucionárias no campo da Medicina e Fisiologia, marcando o início de uma revolução na área médica e biológica.
Edward Jenner (retratado na fotografia mais acima) nasceu no vilarejo de Berkeley, situado na Inglaterra. Ele atuou como cirurgião antes de estudar Medicina em Londres. Retornou para sua cidade natal como médico em 1773. A contribuição mais famosa e revolucionária de Jenner para a Medicina foi o desenvolvimento inicial da vacinação. Conta-se que uma senhora que trabalhava em uma fazenda ordenhando vacas chamada Sarah Nelmes gabava-se que não pegava varíola (doença muito disseminada na Europa na época) porque já tinha contraído antes a menos séria varíola bovina das vacas que ela ordenhava. Um surto de varíola em 1788 provou que ela estava certa. Todos os pacientes de Jenner que já tinham tido varíola bovina não contraíram varíola. No ano de 1796, Jenner provou sua teoria infectando um garoto primeiro com varíola bovina e depois com varíola. Ele descobriu que o garoto estava imune à doença. Jenner chamou seu tratamento de vacinação (palavra derivada da palavra latina para varíola bovina - vaccina).

Sir Alexander Fleming (retratado na foto mais abaixo da extremidade acima) nasceu em 1881 na Escócia, formando-se em Bacteriologia. Fleming trabalhou no St. Mary's Hospital, em Londres, e serviu no Corpo Médico durante a Primeira Guerra Mundial. Ele se tornou interessado no problema de controlar infecções causadas por bactérias e continuou suas pesquisas depois da guerra. Fleming descobriu a penicilina, o primeiro antibiótico, o que marcou uma revolução na Medicina. Antibióticos são drogas que matam bactérias. Eles, atualmente, são usados para o tratamento de doenças. Conta-se que, em uma manhã de 1928, Fleming estava preparando sua rotineira amostra de culturas de bactérias quando notou que algo estava matando as bactérias. Ao investigar, descobriu que era um bolor de pão chamado penicilina. Dois outros excelentes cientistas, Howard Walter Florey (1898-1968) e Ernst Boris Chain (1906-1979), ajudaram a aperfeiçoar a manufatura de penicilina, e eles dividiram em 1945 o Prêmio Nobel de Medicina em com Fleming.

terça-feira, 6 de abril de 2010

"O Mensageiro das Estrelas"







No ano de 1597, o grande físico, astrônomo e matemático italiano Galileu Galilei (1564-1642) (retratado na fotografia acima) escreveu uma carta ao astrônomo, matemático e astrológo alemão Johannes Kepler (1571-1630), na qual proclamava partidário, "há muitos anos", da teoria heliocêntrica (Sol no centro do Universo) do astrônomo e matemático polonês Nicolau Copérnico (1473-1543). Todavia, durante todo o tempo que Galileu permaneceu na cidade italiana de Pádua, ele ministrou suas aulas em estrita concordância com os ensinamentos aristotélicos, que afirmavam ser a Terra o centro do Universo. Suas convicções heliocêntricas, assim como as revolucionárias conclusões sobre o movimento dos corpos, Galileu guardava-as para os amigos e para alguns poucos correspondentes, como Kepler. As teorias de Galileu sobre o movimento seriam publicadas, de forma bem ordenada, somente após a sentença do Tribunal do Santo Ofício sobre ele, em decorrência de suas concepções anti-aristotélicas e modernamente heliocêntricas. Entretanto, sua defesa do heliocentrismo, que o levaria à prisão domiciliar, foi ventilada muito antes.


Tudo se iniciou em 1609, com uma viagem de Galileu à cidade de Veneza, onde ouviu falar de um aparelho, construído por um artesão holandês, chamado Hans Lippershey (1570-1619), que fazia os objetos parecerem maiores e mais próximos: o telescópio. Retornando a cidade de Pádua, Galileu conseguiu adquirir um desses interessantes instrumentos, com o qual passou a investigar constantemente o céu.


Em março de 1610, Galileu publicou um livro de apenas 24 páginas, intitulado Sidereus Nuncius (isto é, O Mensageiro das Estrelas), nele descrevendo algumas de suas observações com a luneta. Neste livro, Galileu cita no início uma pequena homenagem à Cosimo de Médici, duque de Pádua, a quem Galileu tinha esperança de ser próximo e protegido. No livro, Galileu verifica que "a superfície da Lua não é perfeitamente lisa, livre de desigualdades, nem exatamente esférica, como considera uma extensa escola de filósofos com respeito à Lua e aos demais corpos celestes; pelo contrário, está repleta de irregularidades, é desigual, cheia de cavidades e protuberâncias, tal qual a superfície da própria Terra, diversa por toda parte, com montanhas elevadas e vales profundos". O Mensageiro das Estrelas prosseguia narrando a descoberta de milhares de outras estrelas, além das observáveis a olho nu; e trazia no término uma revelação sensacional e surpreendente na época: "Fica a questão que se me afigura ser tida como a mais importante desta obra, isto é, a de eu revelar e publicar ao mundo o momento da descoberta e observação de quatro planetas nunca vistos, desde o começo do mundo até nossos dias". Galileu havia descoberta as quatro luas de Júpiter, as quais futuramente foram denominadas Luas Galileanas. É interessante que as luas de Júpiter, apesar de não provarem que Copérnico tinha realmente razão, abalavam a antiga ideia de que a Terra é o centro em torno do qual tudo gira, que, por sinal, podemos classificar como uma ideia muito egoísta e anticientífica!

sábado, 3 de abril de 2010

Proteínas e Aminoácidos







As proteínas são componentes fundamentais e cruciais de todos os seres vivos. Mesmo os vírus e outros microorganismos, as formas mais simplórias de vida, contêm proteínas em sua rede estrutural. Devemos a descoberta das proteínas ao farmacologista e bioquímico norte-americano Alfred Goodman Gilman (nasc. 1941). Moléculas de proteína são constituídas por dezenas ou mesmo centenas de moléculas menores, os chamados aminoácidos, ligados em seqüência como elos de uma corrente. Uma proteína pode ser definida, portanto, como uma seqüência de aminoácidos encadeados. As moléculas de proteína são relativamente grandes, quando comparadas com moléculas de outras substâncias. Por tal motivo, são classificadas, juntamente com algumas outras substâncias orgânicas, na categoria de macromoléculas (do grego makros, que significa grande).


Um aminoácido é uma molécula orgânica formada por átomos de carbono (C), hidrogênio (H), oxigênio (O) e nitrogênio (N). Alguns tipos de aminoácidos podem conter, além desses, átomos de enxofre (S). Ao analisar as fórmulas dos 20 tipos de aminoácidos que podem estar presentes nas proteínas, nota-se que, em todas, há um átomo de carbono que ocupa posição central na molécula (o chamado carbono alfa). A esse átomo de carbono ligam-se quatro grupos de átomos, três dos quais são iguais em todos os aminoácidos: um hidrogênio (-H), um grupo amina (-NH2) e um grupo carboxílico (-COOH). O termo aminoácido deve-se justamente à presença desses agrupamentos típicos na molécula. Os aminoácidos diferem por um único grupo de átomos, denominado genericamente como radial (representado comumente por R), que faz a quarta ligação com o carbono central. No aminoácido do tipo glicina, por exemplo, o R é um átomo de hidrogênio; no aminoácido do tipo alanina, o R é um agrupamento de três átomos (-CH3); já no aminoácido do tipo cisteína, o R contém cinco átomos, sendo um deles o enxofre (-CH2SH).


Todo o ser vivo necessita de 20 tipos de aminoácido para fabricar suas proteínas. Algumas espécies são capazes de fabricar todos esses aminoácidos, e não precisam obtê-los na alimentação variada. Outras espécies, entre elas os seres humanos, não conseguem sintetizar alguns dos tipos de aminoácidos e, por tal razão, têm de recebê-los nos alimentos. Os aminoácidos que um organismo não tem a capacidade de sintetizar são chamados aminoácidos essenciais. Já os aminoácidos que o organismo tem a capacidade de sintetizar a partir de outras substâncias que ingere são chamados de aminoácidos naturais ou aminoácidos não-essenciais.

quinta-feira, 1 de abril de 2010

Homenagem ao Pai da Tabela Periódica: Dmitri Ivanovich Mendeleev







É muito interessante pensar na vastidão de matéria que existe no Universo em que habitamos. E é uma matéria variada, pois se apresenta de várias formas distintas e composições peculiares. Todavia, é ainda mais interessante que pouco mais de 90 elementos químicos são suficientes para constituir toda essa vasta quantidade de matéria. Toda a matéria (excetuando a matéria escura) é constituída por tais elementos químicos.


Nós sabemos que todos os elementos químicos (atualmente 118 já descobertos) são dispostos em uma tabela que permite identificá-los, denominada Tabela Periódica. Porém, afinal, quando surgiu a Tabela Periódica? A Tabela Periódica foi inventada no final do século XIX por um químico e físico russo brilhante e habilidoso chamado Dmitri Ivanovich Mendeleev (retratado na fotografia acima).


Dmitri Ivanovich Mendeleev nasceu em 8 de Fevereiro de 1834, na cidedezinha de Tobolsk, na então fria Sibéria. Era o filho mais novo de 17 irmãos. Seu pai, Ivan Pavlovich Mendeleev era diretor da escola de seu povoado, e, infelizmente, perdeu a visão no mesmo ano do nascimento de Dmitri. Por conseqüência, perdeu seu trabalho. Para a infelicidade da família, seu pai recebia uma pensão muito ínfima, e por tal motivo, sua mãe, Maria Dmitrievna Mendeleev, passou a dirigir uma fábrica de cristais fundada por seu avô, Pavel Maximovich Sokolov. Na escola em que estudava, Dmitri destacou-se, desde cedo, em Ciências (porém, nem tanto em escrita, ou escrevendo mais formalmente, ortografia). Um cunhado, exilado por motivos meramentes políticos e um químico da fábrica de cristais deram força para sua paixão por Ciência. Posteriormente, logo depois da morte de seu pai, um incêndio devastou a fábrica de cristais. Sua mãe, então, não decidiu reconstruir a fábrica, pois preferiu investir suas economias na educação do filho. Nessa mesma época todos os seus irmãos, exceto uma irmã, já viviam independentemente. Sua mãe, então, mudou-se com ambos para a cidade de Moscou, com o fim de que Dmitri ingressasse na Universidade de Moscou, o que, infelizmente, não ocorre. Talvez devido as condições políticas vividas pala Rússia naquele período, a universidade só admitia moscovitas. Então, viajaram para a cidade de São Petersburgo, que, naquela época, era uma das mais desenvolvidas economicamente da Rússia. Entretanto , em São Petersburgo a situação praticamente era a mesma: não admitia-se estudantes de outras regiões. Felizmente sua mãe descobriu que o diretor do Instituto Pedagógico Central (naquela época principal escola formadora de professores da Rússia) era amigo de seu já falecido marido, o que acarretou em uma admissão de Dmitri. O Instituto Pedagógico Central ficava nos mesmos prédios da Universidade de São Petersburgo e tinha em sua contribuição muitos professores da própria universidade.


Dmitri interessou-se pela Química graças ao prestigiado professor Alexander Voskresenki, que, por sinal, passou seus últimos anos de vida em uma enfermaria devido a um falso diagnóstico de tuberculose. Ainda assim, Dmitri graduou-se em 1855 como primeiro de sua classe. No ano de 1859, conseguiu uma verba do governo para estudar no exterior durante dois anos. Inicialmente foi à Paris, onde estudou sob orientação do químico e físico francês Henri Victor Regnault (1810-1878), um dos melhores experimentalistas de toda a Europa naquela época. No ano posterior, Mendeleev viajou à Alemanha, onde estudou com o físico alemão Gustav Robert Kirchhoff (1824-1887) e com o químico, também alemão, Robert Wilhelm Eberhard von Bunsen (1811-1899), que, por sinal, foram os inventores do espectroscópio e do, até hoje utilizada, bico de Bunsen.


Mendeleev tinha um temperamento muito díficil e explosivo, e foi isso que acabou com parte de sua carreira. Com pouquíssimo tempo de convivência com Kirchhoff desistiu de suas aulas. Todavia, ainda continuou na Alemanha, onde residia em um pequeno apartamento que, de costume e peculiaridade, transformou em um laboratório. Neste laboratório improvisado, trabalhando só, limitou-se a estudar a dissolução do álcool em água e fez importantes descobertas sobre estruturas atômicas, valência e propriedades dos gases. No ano de 1860, pouco antes de retornar à Rússia, participou do 1º Congresso Internacional de Química da Alemanha, na cidade de Kerlusche, onde foi por influência do célebre químico italiano Stanislao Cannizzaro (1826-1910), que afirmou que o padrão de abordagem dos elementos químicos seria o chamado peso atômico.
Mendeleev estudou as propriedades físicas e químicas de 63 elementos químicos conhecidos na época e ordenou em uma tabela por ordem crescente de massa atômica, inaugurando, assim, a Tabela Periódica. Sua tabela serviu de base para a organização dos 118 elementos químicos conhecidos atualmente. A classificação de Mendeleev deixava espaços vazios, prevendo a descobertas de novos elementos. Conta-se que Mendeleev fez tal organização em sua casa de campo, na Sibéria, após uma madrugada inteira acordado. Além de tais surpreendentes descobertas, Mendeleev elaborou a fórmula da vótka perfeita, afirmado que devem ser duas doses de água para uma de álcool. Isso, atualmente, é uma lei da Rússia.

Mendeleev faleceu em 2 de Fevereiro de 1907, já praticamente cego, porém, seu legado está vivo até os dias de hoje.



quarta-feira, 31 de março de 2010

Teorema de Steiner







O Teorema de Steiner, em homenagem ao grande matemático suíço Jacob Steiner (1796-1863) (retratado na fotografia acima), ou Teorema dos Eixos Paralelos é uma fórmula que permite-nos calcular o momento da inércia de um sólido rígido relativo a um eixo de rotação que passa por um ponto O, quando conhecemos o momento da inércia relativo a um eixo paralelo ao interior e que passa pelo centro das massas e a distância entre os eixos.

Considerando-se, por exemplo, Imc como o momento da inércia do corpo sobre o centro da massa, M como a massa do respectivo corpo e d a distância perpendicular entre dois eixos, o momento da inércia sobre um novo eixo z é dado por Iz = Icm + Md². Esta regra pode ser aplicada com a chamada regra de estiramento e o Teorema dos Eixos Perpendiculares para encontrar momentos de inércia para uma variedade de formatos.

A regra dos eixos paralelos também aplica-se ao segundo momento de área (momento de inércia de área), calculado pela equação Iz = Ix + Ad², onde Iz é o momento da inércia de área através do eixo paralelo, Ix é o momento de inércia de área através do centro de massa da área, A é a medida de superfície da área e d é a distância do novo eixo z ao centro de gravidade da área.

Em Mecânica Clássica, o teorema dos eixos paralelos (também conhecido como Teorema de Huyghens-Steiner) pode ser generalizado para calcular um novo tensor de inércia Jij de um tensor de inércia sobre um centro de massa Iij quando o ponto pivô é um deslocamento a do centro de massa.

terça-feira, 30 de março de 2010

Os Aceleradores de Partículas







Desde o início do século XX, as experiências do físico britânico Charles Glover Barkla (1877-1944) sobre a absorção de raios X, e a teoria de espalhamento, do célebre físico, também britânico, Sir Josef John Thomson (1856-1940), permitiram penetrar no segredo da estrutura atômica, determinando o número de elétrons presentes em cada átomo. As pesquisas iniciais estavam dirigidos para o átomo de carbono (C - 12), porém, logo generalizou-se o conceito de que número atômico - definido como o número de ordem do elemento na tabela periódica - corresponde ao número de elétrons presente na eletrosfera de um átomo neutro do elemento.

As pesquisas de Thomson, levados a efeito com raios X, permitiram elaborar um dos primeiros modelos para o núcleo atômico. Segundo tal modelo, cada átomo seria constituído por uma espécie de "bola" de carga positiva, apresentando os elétrons, de carga negativa, uniformemente distribuídos em seu interior - como passas em um pudim. Por tal motivo, "pudim de passas" é o nome pelo qual o modelo atômico de Thomson passou a ser conhecido.


Todavia, é importante salientar que os projéteis empregados por Thomson para estudar o edifício atômico só permitiram entender, de forma significativa, o que acontecia com os elétrons, frisando-se, pois, que sendo grande a massa associada às cargas positivas, a interação destas últimas com raios X era desprezível, impedindo a obtenção de dados relevantes a seu respeito.


Procurando obter informações específicas sobre as cargas positivas do átomo, o renomado físico neo-zelandês Ernest Rutherford (1871-1937), em 1911, bombardeou finas placas de ouro (Au) com partículas alfa obtidas durante o decaimento de alguns tipos de elementos químicos. As partículas alfa (que depois foram identificadas com núcleos atômicos idênticos ao do núcleo de hélio - 4) possuem energias de ordem de alguns milhões de elétrons-volt (eV) (1 eV = 1,6 . 10-¹9 Joules). Os resultados de Rutherford foram surpreendentes: quando esperava-se que as colisões das partículas alfa com os átomos de ouro fossem em grande número, apenas uma pequena parcela de tais partículas teve sua direção modificada. Tais resultados experimentais apenas podiam ser explicados admitindo-se que, em relação às proporções das partículas alfa, a lâmina de ouro apresentava enormes vazios. Por conseqüência, quase toda a sua massa estaria concentrada em uma diminuta porção dos próprios átomos. Entretanto, em decorrência dos projéteis usados, não se foi possível além dessa informação: o átomo dispõe de um núcleo no qual concentra-se sua carga elétrica positiva. Isso, porque uma partícula apenas pode penetrar a fundo em um átomo quando dispõe de suficiente energia para vencer o campo de forças que estabelece-se ao redor do núcleo.


Para compreender as razões pelas quais são necessárias altas doses de energia para levar uma partícula até o núcleo atômico basta lembrar que ela deve vencer o intenso campo de forças, que é tanto maior quanto maior for o número de prótons presentes no núcleo do átomo-alvo.


Daí tem-se o papel do aceleradores de partículas, que são instrumentos capazes de comunicar ás partículas atômicas a energia necessária para levá-las a vencer tal campo de forças e chegar até o núcleo dos átomos. A princípio, a energia dispensada era apenas alguns MeV (mega elétron-volt). Atualmente existem máquinas capazes de acelerar partículas a energia de 300 GeV (giga elétron-volt) - 300 milhões de MeV. E essas partículas podem ser, dependendo da máquina, elétrons, prótons, nêutrons, dêuterons, partículas alfa e núcleos atômicos de alguns elementos pesados.

A Origem da Genética











A hereditariedade, ou seja, a transmissão das características ao longo das gerações, sempre despertou grande curiosidade de leigos e cientistas. A Ciência da Hereditariedade, mais conhecida como Genética, surgiu no início do século XX com o reconhecimento e celebração dos trabalhos do monge agostiniano, botânico e meteorologista austríaco Gregor Mendel (1822-1884) (retratado na fotografia acima).


A peculiar e interessante ideia de herança biológica está cunhada em todos nós, seres vivos. Ninguém questiona de que uma vaca grávida terá bezerros, ou que uma mulher grávida dará à luz uma criança. As vacas, os seres humanos, as plantas e os demais seres vivos transmitem a seus descendentes as características próprias de sua espécie, além de peculiaridades familiares.


A questão é: como ocorre ou qual é o processo que rege a transmissão de características dos pais aos filhos? Tal questão constituiu um desafio imenso para os cientistas durante grande período de tempo. Desde as primeiras hipóteses, entre elas a curiosa explicação de que óvulos ou espermatozóides continham pequenos indivíduos semi-formados em seu interior, o conhecimento sobre a herança biológica evoluiu consideravelmente. Atualmente sabemos que o que transmite-se de uma geração para outra não são as características propriamente ditas, como olhos verdes, por exemplo, mas sim as instruções de como produzir tais características. Partindo dessas instruções biológicas, que os cientistas criaram o conceito de genes, o novo indivíduo constituirá todas as partes de sua organização corporal, que serão semelhantes às de seus ancestrais. Foi do termo "genes" que deu origem ao termo "genética".


Atualmente sabemos que as características hereditárias de qualquer ser vivo são regidas pelas instruções inscritas do DNA (ácido desoxirribonucleico) dos cromossomos, os chamados genes, que cada indivíduo recebe de seus pais.

domingo, 28 de março de 2010

Pauling e as Estruturas Cristalinas







Logo após a descoberta da difração dos raios X, no ano de 1912, os pesquisadores passaram a dispor de importante método para determinar as estruturas de muitas substâncias, iniciando pelas que apresentam-se na forma cristalina. Os cristais, com átomos distribuídos de forma regular, ordenada e distanciados por o valor de alguns angstrons, difratam os raios X. Explorando assiduamente tal propriedade, foi possível esclarecer a ordenação cristalina.


O método começou a ser aplicado, com imenso êxito, por sinal, pelo físico e químico britânico Sir William Henry Bragg (1862-1942) e por seu filho, também físico, William Lawrence bragg (1890-1971). A tal estudo, também dedicou o grande bioquímico e químico quântico norte-americano Linus Carl Pauling (1901-1994) (retratado na fotografia acima) os primeiros anos da pesquisa.


Por volta do ano de 1926, já haviam sido determinadas as estruturas cristalinas da maioria dos elementos químicos, de vários sais simples e de um pequeno número de substâncias complexas, incluindo um ou dois compostos orgânicos. Chocava-se, todavia, com a dificuldade de encontrarem-se outras substâncias cujas estruturas pudessem ser analisadas pelas técnicas de difração de raios X. No ano de 1928, Linus Carl Pauling resolve com sucesso a divergência. Em um renomado trabalho, intitulado A Teoria da Coordenação da Estrutura de Cristais Iônicos, afirma: "No estudo da estrutura de um cristal por meio dos raios X, vários pesquisadores, especialmente dos Estados Unidos, têm-se esforçado por eliminar rigorosamente todos os possíveis arranjos atômicos, com exceção daquele formado pela unidade estrutural permitida pelos dados experimentais, sem levar em conta o fato de essas estruturas serem ou não quimicamente admissíveis ou estarem ou não de acordo com as distâncias interatômicas admitidas. A importância deste processo provém da certeza com que seus resultados podem ser aceitos (...). Mas, infelizmente, o trabalho envolvido em sua aplicação a cristais complexos é insuperável. (...) Os cristais complexos, entretanto, são de grande interesse, e é de se desejar que a determinação de suas estruturas possa ser feita mesmo com o sacrifício do rigor do método. Procede-se então da seguinte maneira: dentre todos os arranjos atômicos possíveis, escolhe-se um e examina-se sua concordância com os dados experimentais. Se a concordância for completa e extensa, admite-se que a estrutura escolhida é a correta. A principal dificuldade enfrentada nessa tratamento é a seleção da estrutura a ser testada". Como resultado de tais investigações, Pauling formula cinco regras, das quais a primeira estabelece que "ao redor de cada cátion forma-se, por coordenação, um poliedro de ânions, no qual a distância entre o cátion e o ânion é determinada pela soma dos raios, sendo o número de coordenação do cátion fornecido pela relação dos raios".

quarta-feira, 24 de março de 2010

A Conjectura de Poincaré













Uma conjectura é uma ideia, fórmula ou frase, a qual não foi provada ser verdadeira. A Conjectura de Poincaré, proposta pelo grande matemático, físico e filósofo da ciência francês Jules Henri Poincaré (1854-1912), foi uma das maiores questões da Matemática de todos os tempos. Atualmente sabemos que a Conjectura de Poincaré afirma que qualquer variedade tridimensional fechada e com grupo fundamental trivial é homeomorfa (noção principal de igualdade topológica) a uma esfera. Isto significa que em um espaço com três dimensões (tridimensional) fechado, sem, dizendo coloquialmente, "buracos",deve ter a forma de uma esfera.

Esta conjectura surgiu na seqüência de uma outra conjectura formulada por Poincaré em 1900, que afirmava que qualquer variedade tridimensional fechada e com homologia (isto é, topologia algébrica) trivial (denominada esfera homológica) era homeomorfa a uma esfera. Na verdade esta conjectura foi refutada pelo próprio Poincaré em 1904, que forneceu o primeiro exemplo de uma esfera de homologia não homeomorfa a uma esfera.

Em 2003, o matemático russo Grigory Parelman (nasc. 1966) (retratado na fotografia acima) anunciou uma solução positiva para o problema, recusando, não sabe-se por qual razão, o Prêmio Clay no valor de um milhão de dólares. Parelman também recusou-se a receber a Medalha Fields. Diversos matemáticos do MIT (Massachusets Institute of Technology) debruçam-se sobre o teorema criado por Parelman, na tentativa de verificar com precisão seus cálculos. O matemático Tomasz Mrowka, do MIT, afirmou recentemente: "Estamos desesperadamente tentando entender o que ele fez"(!!!).

terça-feira, 23 de março de 2010

Einstein Contra a Mecânica Quântica







Atualmente a Mecânica Quântica (ramo da física que estuda sistemas físicos com extensões em escala atômica ou subatômica) tem imenso prestígio e êxito em toda a comunidade científica. Ela possibilita a compreensão do mundo microscópico, acarretando em uma visão geral do microcosmo ao macrocosmo. É interessante pensar que um dos maiores físicos de todos os tempos, o alemão Albert Einstein (1879-1955), tenha discordado e lutado contra tal estudo. A seguir, apresentarei qual foi razão pela qual Einstein criticou tanto a Mecânica Quântica.



Em 1905 Einstein publicara três trabalhos científico, no qual apresentava sua descrição sobre o movimento browniano, o efeito fotoelétrico e mostrava sua Teoria da Relatividade Restrita. No trabalho onde ele apresentava o efeito fotoelétrico, ele propunha que a energia da luz era quantizada em pacotes discretas, os quais ele denominou quanta (do latim quantidade). O quanta da luz seria o chamado fóton. Atualmente sabemos que o fóton é uma partícula do tipo bóson. Einstein não se dava conta, mas com isso ele havia inaugurado a Mecânica Quântica.



Einstein, homem que por sinal tinha grande crença na existência de Deus, acreditava que nós, seres humanos, poderíamos prever as atitudes de Deus sobre a natureza por meio da Matemática. Ele pensava que qualquer fenômeno natural poderia ser quantificado e qualificado, tendo sempre como ferramenta a Matemática. O problema era o seguinte: toda a Mecânica Quântica é probabilística (!). Para se ter uma ideia, uma das principais leis que regem os fenômenos quânticos é o chamado Princípio da Incerteza (ou Princípio de Heisenberg), formulado pelo grande físico alemão Werner Karl Heisenberg (1901-1976) em 1927, que afirma que é impossível medir simultâneamente a posição x e a velocidade v de uma partícula confinada, com grande exatidão. Você terá uma probabilidade P para o cálculo da velocidade e a posição. Einstein não aceitava isso.


Para ser contra a Mecânica Quântica, ele tentou elaborar, sem sucesso, uma teoria que unificava o campo gravitacional dos corpos com seu campo eletromagnético. Essa teoria ficou conhecida como Teoria do campo Unificado e, supostamente, poderia-se com ela calcular, por meio de uma única equação todos os fenômenos físicos (ou melhor, todos os fenômenos que seguissem as leis e as constantes físicas do nosso Universo). Atualmente esta teoria pode ser considerada como a Teoria das Cordas, que tenta unificar as quatro principais forças do Universo: força gravitacional, força eletromagnética, força nuclear forte e força nuclear fraca.

É interessante que em um debate com o grande físico dinamarquês Niels Bohr (1885-1962) (retratado na fotografia acima sentado ao lado de Einstein), grande ícone da Mecânica Quântica, Einstein teria dito a seguinte afirmação contra a Mecânica Quântica: "Deus de fato não joga dados". E Niels Bohr respondeu com certo tom humorístico: "Einstein, pára de dizer o que Deus tem que fazer!".

Einstein perdeu a guerra contra a Mecânica Quântica, sendo até considerado, naquela época pelos cientistas simpatizantes da Mecânica Quântica, como um cientista ilustre, porém, do século XIX. Einstein faleceu (ao que consta, com um aneurisma na aorta abdominal) e, infelizmente, não conseguiu concluir a Teoria do Campo Unificado.



domingo, 21 de março de 2010

Os Íons Agem Independentemente







No final do ano de 1886, enquanto ainda trabalhava com o químico e filósofo alemão Friedrich Wilhelm Ostwald (1853-1932), o grande químico sueco Svante August Arrhenius (1859-1927) (retratado na fotografia acima) teve conhecimento da importante descoberta de um químico alemão da cidade de Würzburg, chamado Friedrich Wilhelm Georg Kohlrausch (1840-1910). Segundo observara este cientista, soluções igualmente diluídas de cloreto de ferro II (FeCl2), cloreto de sódio (NaCl), sulfato de ferro II (FeSO4) e sulfato de sódio (Na2SO4) não têm condutibilidades elétricas iguais. Todavia, a diferença entre as condutibilidades dos dois cloretos é igual à existente entre os dois sulfatos; o mesmo podendo ser observado, nas mesmas condições, com quaisquer outros sais.


A teoria de Arrhenius podia interpretar tal fato, afirmando que a única peculiaridade entre as duas soluções de cloretos - ambas com a mesma quantidade de ânions cloro - é que apresentam cátions diferentes: uma tem íons ferro e a outra, íons sódio. Nas outras duas soluções, a única diferença também advém da presença do íon ferro em um e do íon sódio em outra. Como a facilidade com que essas soluções conduzem eletricidade só depende dos íons que elas contêm, e como a diferença de composição dos dois cloretos é a mesma dos dois sulfatos, pode-se prever que as diferenças entre suas condutibilidades elétricas sejam iguais. Sem aceitar a hipótese da dissociação iônica, seria muito díficil explicar tal resultado. Essa ideia de independência de ação dos diferentes íons de uma solução levou Arrhenius (após uma consulta pessoal com Kohlrausch) a imaginar que as características comuns a todos os ácidos advinham da existência de um mesmo tipo de íon ativo em todos eles - os cátions de hidrogênio (H+). Seriam eles responsáveis por todas as reações ácidas. Soluções que apresentam concentrações iguais desse íon comportam-se como se fossem de ácidos idênticos, independentemente dos outros íons presentes. Da mesma maneira, as bases caracterizam-se pela presença de ânions hidroxila(OH-): o outro íon é capaz de produzir efeitos de base.


Embora essa definição de ácidos e bases, derivada da teoria da dissociação iônica, só aplique-se às soluções, ela é muito importante, sendo bastante utilizada atualmente.

sábado, 20 de março de 2010

A Moderna Teoria Cinética da Matéria







Considerando o Universo (apenas o nosso Universo e não todo o Multiverso) um sistema fechado, é muito fácil enunciar, como fizeram os grandes físicos do século XIX, que sua energia total é invariável e jamais (e jamais mesmo!) pode ser criada ou destruída. A física do século passado também estabeleceu dois peculiares conceitos - o de matéria e o de energia -, ambos obedecendo à lei da conservação, isto é, a de que um sistema isolado não pode se alterar, tanto em massa quanto energia (daí vem a Lei da Conservação da Massa e a Lei da Conservação da Energia). Essas ideias só foram modificadas no século XX, pela Teoria da Relatividade do grande físico alemão Albert Einstein (1879-1955). As explosões de bombas atômicas são comprovações dramáticas da equivalência entre massa e energia.

Os grandes resultados da Mecânica Clássica haviam levado os cientistas a acreditar que os conceitos do grande físico, matemático e astrônomo inglês Sir Isaac Newton (1642-1727) poderiam ser entendidos a todos os ramos da Física, isto é, que todos os fenômenos podiam ser explicados pela ação de forças atuando sobre partículas imutáveis, dependendo apenas da distância que as separa. Era um, muito interessante, por sinal, engano.


Embora o conceito mecânico explicasse bem fenômenos como o calor, não era aplicável a campos como o elétrico e o ótico. Uma carga elétrica em movimento, por exemplo, age sobre uma agulha magnética. Essa força, entretanto, não depende apenas da distância, mas também da velocidade da carga. Assim, um conceito teve de ser introduzido em Física: o campo. E, a partir de problemas por ele sugeridos, desenvolveu-se uma nove teoria: a da Relatividade. O Homem, então, passou a compreender não somente o calor, mas também a energia em geral e suas relações com a matéria.

Luz Polarizada







Desde 1905, quando Albert Einstein publicou seus trabalhos sobre o efeito fotoelétrico, podemos estudar a luz como onda eletromagnética ou como constituída por partículas, isto é, como matéria. Esta duplicidade corresponde ao que os textos didáticos chamam de dualidade da luz ou natureza dual da luz.

Analisada do ponto de vista material, a luz é composta por partículas, os fótons, e se propaga em linha reta. Os fótons são o que podemos classificar como a unidade de energia da luz. São partículas do tipo bóson e sua energia pode ser calculada pela equação E = hf, onde E é a energia do respectivo fóton, h é a constante de Planck que tem o valor h = 6,625 . 10-³4 J . s e f é a freqüência da luz. Os fótons vibram em direções perpendiculares à direção de propagação. Na luz natural, como a proveniente do Sol, ou artificial, como aquela das lâmpadas incandescentes ou fluorescentes, os fótons vibram em todas as direções, perpendiculares à direção de propagação. Após atravessar certos meios materiais, denominados polarizadores, os fótons passam a vibrar em uma única direção, também perpendicular à direção de propagação da luz. Essas duas direções - a de vibração e a de propagação - definem um plano de polarização (ou de vibração) da luz.


Quando a luz é encarada como radiação eletromagnética, salienta-se que estão associados a ela dois vetores - um vetor campo elétrico e um vetor campo magnético - reciprocamente perpendiculares entre si e à direção de propagação. À medida que a luz se propaga, a variação simultânea dos dois vetores é senoidal. Na luz natural, todas as direções do vetor campo elétrico (e conseqüentemente do vetor campo magnético) são igualmente prováveis. Após passar por um polarizador, apenas uma direção do vetor campo elétrico (e, portanto, do campo magnético) passa a existir. Fica assim definido um plano que contém o vetor campo elétrico e a direção de propagação, que é chamado de plano de polarização. É importante salientar que a melhor expressão é "plano de polarização", já que quando fala-se em "plano de vibração" está referindo-se aos fótons.


Certas substâncias, denominadas opticamente ativas, têm a capacidade de desviar o plano de polarização da luz. Essa interessante propriedade só pode ser observada quando átomos do respectivo composto estão arranjados de tal maneira a formar uma molécula cuja imagem especular não lhe é superponível.