6.1 Efeito fotoelétrico e espalhamento Compton

Início ／ Capítulo 6: Domínio quântico

Na Teoria dos Fios de Energia (EFT), a luz é um pacote de perturbação de tensão no Mar de Energia (Energy Sea). Um envelope estável só se forma ao cruzar um limiar local de tensão; de modo análogo, um receptor só “toma” o pacote quando cruza seu limiar de fechamento. Assim, a “granularidade” não implica bolinhas: ela nasce de limiares discretos de empacotamento e de absorção. As “porções” vêm dos limiares, enquanto a propagação e a interferência decorrem da natureza ondulatória do campo na maré.

I. Um mecanismo, três limiares, três discretizações
Podemos dividir uma “ida e volta da luz” em três etapas; os três limiares explicam por que o intercâmbio ocorre em porções:

• Limiar de fonte — formação do pacote: tensão e fase se acumulam no emissor. Ao atingir a porta de liberação, a energia armazenada sai como envelope coerente. Abaixo, nada vaza; no limiar, sai um pacote inteiro. A emissão fica discretizada.
• Limiar de trajeto — transmissibilidade: a maré não “deixa passar” qualquer perturbação. Só perturbações suficientemente coerentes, dentro de janelas transparentes e alinhadas a canais disponíveis, viajam longe como envelopes estáveis; as demais se termalizam ou se espalham perto da fonte. O trajeto é filtrado.
• Limiar do receptor — fechamento: um detector ou elétron ligado precisa cruzar sua porta material para que haja absorção/emissão. A porta é indivisível: ou não basta, ou há fechamento completo. A detecção torna-se discreta.
  Em resumo: o limiar de fonte discretiza a emissão, o de trajeto decide quem viaja longe e o de receptor discretiza a absorção. Os limiares unem a onda que abre caminho e a “porção” que se troca.

II. Dois clássicos vistos pela cadeia de limiares

1) Efeito fotoelétrico: cor limiar, sem espera, a intensidade muda a contagem
Panorama: Hertz (1887) notou faíscas sob UV; Lenard (1902) fixou três leis —cor limiar, emissão imediata, intensidade altera o número e não a energia por elétron—; Einstein (1905) propôs “porções de energia”; Millikan (1914–1916) confirmou com precisão.

• Cor limiar: um elétron ligado precisa vencer a porta do material para sair. A “força” de um pacote é definida pela cadência da fonte — sua cor. Muito vermelho, um pacote não basta; mais brilho abaixo do limiar não ajuda.
• Sem espera observável: não há acúmulo lento; se o pacote atinge o limiar, o fechamento é instantâneo.
• Intensidade muda “quantos”, não “quanto por elétron”: a intensidade define pacotes por unidade de tempo e, portanto, a corrente; a energia do pacote depende da cor, não da intensidade.
• Por que “um a um”: há discretização nas duas pontas: a fonte emite pacotes inteiros e o receptor engole pacotes inteiros. A propagação é ondulatória; a transação ocorre em porções indivisíveis.

2) Espalhamento Compton: um pacote negocia uma vez com um elétron
Panorama: Compton (1923) espalhou RX monocromáticos por elétrons quase livres; ângulos maiores deram luz mais vermelha; interpretou como troca unitária com um elétron; Nobel (1927).

• Troca um-para-um: um pacote de tensão fecha com uma subestrutura eletrônica elegível, cedendo energia e direção; a luz emitida desloca-se ao vermelho, mais quanto maior o ângulo.
• Eventos discretos: a porta do receptor impõe fechamento completo em cada colisão — nada de “meia porção” para dois elétrons.
• A onda continua esculpindo: antes e depois, o envelope obedece às regras de onda; a discreção surge apenas no ponto de transação.

III. Corolário: nem toda perturbação chega longe
Muita “luz” morre na fonte ou não sai do campo próximo, por causa do limiar de trajeto:

• Coerência insuficiente: o envelope se desfaz no nascimento e não viaja como pacote.
• Janela inadequada: a frequência cai em bandas de forte absorção e é engolida em curto alcance.
• Canal não acoplado: sem corredor de baixa impedância ou com orientação ruim, a energia se dissipa rápido.
  Para ir longe, o pacote precisa formar-se limpo, residir em janela transparente e acoplar a um canal.

IV. Acordo com as teorias vigentes

• Concordamos com a quantização: a energia do fóton depende da frequência. A EFT ancora a discreção em limiares de formação e de fechamento, sem entidades extras.
• Não há conflito com a eletrodinâmica quântica, que trata o fóton como quantum de campo: a EFT fornece um mapa material — a maré define propagação e fase; fios e matéria definem portas e fechamentos.
• Interferência e difração clássicas são plenamente recuperadas: a onda traça e molda; os limiares fazem a contabilidade. Ambos coexistem.

V. Ideias-chave

• A luz é um pacote de onda que se propaga e interfere como onda no mar.
• As porções nascem de limiares: formação na fonte e fechamento no receptor.
• O efeito fotoelétrico expõe a rigidez da porta receptora: a cor decide se o pacote cruza o limiar; a intensidade regula o fluxo de pacotes.
• O espalhamento Compton mostra a geometria um pacote–um elétron: ângulos maiores significam maior cessão de energia e mais vermelho.
• Nem toda perturbação vira “luz”: só pacotes bem formados, em janelas transparentes e acoplados a canais viajam longe; os demais se apagam junto à fonte.

Nesta cadeia de limiares, o corpuscular e o ondulatório não colidem: a onda abre caminho, o limiar fixa a porção. Vemos a onda ao longo da rota e ouvimos os cliques no ponto de transação.