O que é luz?

A forma de energia que ilumina o mundo é chamada luz. Ela e outras radiações eletromagnéticas são emitidas por objetos energéticos ou quentes. A luz é o único componente do espectro eletromagnético (que inclui as microondas, os raios ultravioletas e os raios X) que pode ser detectado pelo olho humano. Vemos os objetos quando eles refletem a luz em direção a nossos olhos. No vácuo a luz se move a 300.000Km por segundo, e nada pode ser mais rápido. A luz consiste em "pacotes" de energia chamados quanta. Os quanta individuais também podem ser representados por ondas.

Raios e sombras

A passagem da luz é freqüentemente descrita em termos de raios que se propaga e linha reta. Caso haja um objeto na trajetória de alguns desses raios, sua passagem será bloqueada; como a luz não pode se dobrar em trono do obstáculo, isso cria uma área sem luz que chamamos de sombra. As dimensões da sombra de um objeto dependem de dois fatores: o tamanho da fonte de luz e a distância entre ela, o objeto e a sombra.

Silhueta O artista francês Étienne de Silhouette deu seu nome para os desenhos em sombra que criou.

Polarização

As ondas luminosas vibram em várias direções e, sob circunstâncias normais, todas atingem o olho. Um filtro polarizador montado em uma lente permite que passem por ela e atinjam o olho somente as ondas que vibrem em determinada direção. As outras são absorvidas pelo filtro. Lentes polarizadas são encontradas nos óculos escuros.

Filtros polarizadores O primeiro filtro deixa passar somente as ondas luminosos que vibram em uma direção particular. O segundo filtro, por sua vez, bloqueia a passagem dessas ondas.

Difração e Interferência

Difração é o espalhamento das ondas de luz quando atravessam uma pequena fenda ou barreira. A interferência ocorre quando ondas luminosas idênticas se encontram, de modo que ou elas ficam em fase, com suas cristas perfeitamente alinhadas, ou fora de fase, com o pico de uma alinhado com o vale da outra. O cientista inglês Thomas Young fez uma experiência em que a luz sofria uma difração através de uma fenda estreita. As ondas luminosas interferiam umas com as outras, produzindo faixas claras onde se encontravam em fase e faixas escuras onde estavam fora de fase.

 

 

 

 

 

 

 

Cor

As três cores primárias da luz são vermelho, verde e azul. Quando se mistura uma cor primária a outra, em partes iguais, forma-se uma cor composta. Misturadas as três cores primárias, obtém-se a luz branca. A maneira como se cominam as cores da luz se chama processo aditivo.

Mistura de pigmentos

As três cores primárias de pigmentos são magenta, ciano e amarelo (as cores compostas da luz). Misturando duas cores primárias de pigmentos em quantidades iguais, teremos uma cor composta, mas misturando as três cores cores primárias teremos uma cor preta-pardecenta. Ao contrário desta, que adiciona as cores, os pigmentos subtraem cores da cor banca, num processo chamado subtração das cores.

Cores na TV

A imagem de um televisor em cores é constituída de muitas minúsculas faixas das três cores primárias da luz. O brilho dessas faixas apresenta-se em níveis variados. Quando se olha para tela, os olhos misturam as três faixas e formam uma única imagem, com grande variedade de cores.

 

 

Arco-íris

É muito comum ver naturalmente o espectro na forma de um arco-íris, após as chuvas. Suas cores se evidenciam quando a luz solar atravessa gotas de chuva, que se comportam como prismas. O arco-íris aparece quando o sol se encontra em um ângulo acima do horizonte menor que 54. É por isso que só podemos enxergá-lo de manhã cedo ou ao anoitecer.

Reflexão

Raios luminosos, como todas as formas de energia que se movem em ondas, podem ser Refletidos. Raios de luz são refletidos quando atingem uma superfície brilhante ou espelhada, como uma poça de água ou um espelho. A reflexão envolve dois raios luminosos o incidente, que parte de um objeto, e o refletido, emitido pela superfície refletora. Os dois raios formam ângulos idênticos em relação à superfície refletora, cada um em um dos lados de uma linha imaginária.

Lei da Reflexão

Raios de luz são refletidos por todas as superfícies que não sejam negras ou opacas. Quando são refletidos por superfícies brilhantes, como espelhos ou água tranqüila de uma lagoa, nossos olhos seguem os raios refletidos para trás do espelho ou da superfície da lagoa. A imagem de um objeto, portanto, parece estar à mesma distância, atrás da superfície refletora, que o objeto real na frente dela.

Padrão de reflexão

Toda reflexão segue o mesmo padrão, definido pela lei da reflexão. Ela afirma que o raio incidente (a) e o perpendicular (b) estão no mesmo plano. Também afirma que o ângulo de incidência (c) é igual ao ângulo de reflexão (d).

Espelhos côncavos e convexos

Um objeto próximo de um espelho côncavo (curvatura para dentro) produzirá uma imagem na posição correta e ampliada. Um objeto distante produzirá imagem de cabeça para baixo e reduzida. A imagem de um objeto num espelho convexo (curvatura para fora), como nos espelhos retrovisores como dos carros, estará na posição correta, mas será reduzida.

Fibras ópticas

Pode-se fazer a luz percorrer quilômetros por um cabo de fibra óptica. Ela transmite a luz na forma de pulsos de energia, como o cabos comuns transmitem os pulsos da eletricidade. Num processo chamado reflexão total, a luz se reflete nas paredes internas do cabo a ângulos rasos, e assim, se desloca em ziguezague. São usadas na transmissão a longa distância em televisão a cabo, telefonia e dados para computação.

Refração

É uma propriedade de todos os tipos de energia que se movem em ondas, inclusive a luz. As ondas luminosas em geral se propagam em linha reta, mas quando passam de um material transparente para outro, elas refratam, ou se deviam. A refração ocorre por que a luz se move a velocidades diferentes em materiais de diferentes massas específicas ópticas. Quando a luz que se propaga no ar passa para água, sua velocidade se reduz; assim, a não ser que penetrem perpendicularmente na superfície de água, os raio s luminosos vão se curvar.

Lentes

A lente é uma peça de material transparente esmerilhado, curvo e polido. Há dois tipos de lentes: convexas )com curvatura para fora) e côncavas (com curvaturas para dentro). Lentes convexas fazem os raios de luz se unirem, formando imagens ampliadas ou reduzidas, conforme a distância entre elas e o objeto. Lentes côncavas espalham os raios luminosos, produzindo imagens sempre ampliadas. A distância focal de uma lente é indicação de sua potência. Lentes espessas têm pequenas distâncias focais e fazem a luz refratar significamente.

Laser

Essa palavra é a sigla de "light amplification by simulation of radiation". O laser converte luz comum em um feixe estreito e intenso, passando corrente elétrica por um material que pode ser sólido, líquido ou gasoso. Alguns átomos absorvem energia e emitem quantas. Outros átomos são forçados a emitir quanta, que saltam para frente a para trás entre dois espelhos, sendo disparados como luz de um único comprimento de onda.

Hologramas

O holograma é uma imagem em três dimensões produzida com uso de um laser. A luz emitida pelo laser é cindida em dois feixes; com o auxílio de um espelho, um deles é refletido pelo objeto sobre uma placa fotográfica. Com outro espelho, envia-se o segundo feixe para placa sem passar pelo objeto. A placa fotográfica é posta onde os dois feixes se encontram e é revelado. Ao ser iluminada adequadamente, mostra o holograma.