terça-feira, 20 de setembro de 2011

Composição e decomposição da Luz Branca

Estes experimentos sobre composição e decomposição da Luz Branca foram realizados entre os dias 18 e 26 de outubro de 2010, durante o projeto de física "Óptica - Um mundo de luz e cores diante dos nossos olhos", ministrado por mim e pelas minhas colegas de faculdade Cassiana Alves e Silvana Pacheco, juntamente com os alunos da Escola Estadual de Ensino Médio Maria Teresa Vilanova Castilhos (Polivalente). Assim como os experimentos já postados aqui no blog, “Um mundo de Luz e Cores diante dos nossos olhos”, “Teatrinho Mágico” e “Espelho, espelho meu – Experimentos sobre espelhos planos e Óptica geométrica”.


A luz tem cor?

Concepção intuitiva
Por que o arco-íris é visto apenas quando o tempo está úmido ou chuvoso e com a presença dos raios solares?

Experimento:
Material:
  • Uma folha de papel em branco
  • Um copo com água
  • Uma lanterna
Montagem do experimento

O que acontece?
  • Aparece um arco-íris refletido no papel.

Por que acontece?
  • Porque o copo d’água faz com a luz da lanterna exatamente o que a nuvem faz com a luz do sol, ou seja, separa as cores da luz. A luz que parece não ter cor nenhuma, na verdade é uma mistura de cores coloridas. Juntas elas dão a luz invisível ou luz branca. Misturadas, a gente não vê cor nenhuma, mas se você faz passar por alguma coisa que separe as cores, por exemplo, um copo d’água você vai ver as cores separadas ou um arco-íris.

Vídeo exibido sobre a formação do arco-íris
Kika - De onde vem o arco íris?




Curiosidades sobre o Arco-Íris e suas cores
Você já deve ter ouvido a história de que, no final do arco-íris há um pote de ouro. Quem inventou essa história deve ter se inspirado no fato de as pedras preciosas também dispersarem a luz como um prisma. Daí imaginar que um pote dessas pedras deveria mandar aquele colorido todo para o céu foi um passo! Você também  já deve ter se perguntado se o arco-íris tem cinco, seis ou sete cores. Alguns afirmam que são: violeta, azul, ciano, verde, amarelo, laranja e vermelho.
Sendo totalmente indiferentes a convenções, deveríamos dizer que o arco-íris é composto de infinitas cores. Porém, o homem costuma utilizar determinadas convenções para facilitar a comunicação e as atividades do seu dia-a-dia. Dessa forma, Newton, o proponente da atual teoria das cores, ao observar o espectro formado pelo prisma, definiu sete cores, em analogia com sete notas musicais. São elas: violeta, anil, azul, verde, amarela, alaranjada e vermelha.
Essa divisão do espectro luminoso em cores é também influenciada pela sensibilidade do nosso olho às diferentes tonalidades. Em média, distinguimos 128 tonalidades de cores. Algumas pessoas possuem mais acuidade visual para determinadas cores do que para outras. Isso dá a essa divisão em cores certa dose de individualidade.
Irisdecência é um fenómeno óptico que faz certos tipos de surpefícies refletirem as cores do arco-íris. A palavra é derivada do Grego, Íris na Mitologia Grega é a personificação do arco-íris e mensageira dos deuses.
A pena do Beija-flor, alguns insetos, bolhas de sabão, superfício de um compact disc (CD) entre outros tem essa propriedade. As notas de euro de 5, 10 e 20 euros dispõem, como elemento de segurança, de uma banda irisdescente no verso.



Espectroscópio

Materiais:
Uma caixa de fósforos das grandes;
Um CD (compact-disc o CD-rom).

Passo a Passo:
Inicialmente vamos partir o CD em vários pedaços (com o devido cuidado para não cortar-se!). Pode-se usar um tesoura de cozinha ou mesmo uma de cortar finas chapas de ferro para essa tarefa. Necessitaremos de um pedaço de CD de aproximadamente 1/8 do disco.
A seguir, com uma lâmina protegida, vamos abrir uma pequena janela na parte superior da caixa de fósforo. Oriente-se nas figuras abaixo para bem localizar essa janela. Corte e dobre esse pedaço de madeira (ou papelão) de modo a funcionar como uma janela.

Montagem do Experimento
Cole, a seguir, o pedaço de CD no centro da gaveta da caixa de fósforos. Isso deve ser feito de modo que, abrindo-se ligeiramente a gaveta para permitir a entrada da luz solar, o pincel refletido e difratado saia pela janela praticada na face superior.

Aluna observando o espectro das luzes

            A luz que incide sobre o CD separa a luz branca, ocorrendo o fenômeno de difração produzido, neste caso, por 'espelhinhos' microscópicos para a leitura do laser em um disco compacto (CD). Em um CD típico há 1000 pontos de difração para cada milímetro do disco, o que permite separar muito bem as cores elementares. O CD funciona como um prisma.


            O espectro eletromagnético

Chamamos luz visível, ou simplesmente luz, as ondas eletromagnéticas com frequência entre: 
E as restantes não? É simples, o homem, não é de hoje, tenta ser o centro do Universo. Portanto, estabelece a si mesmo como referencial para definir o que o cerca. E as ondas nessa faixa nos sensibilizam nossos olhos. As outras não são percebidas. A luz, então, é uma onda eletromagnética que, juntamente com outras radiações, tais como raios X, infravermelho e microondas, pode ser localizada na figura abaixo. As radiações estão organizadas em um esquema chamado espectro eletromagnético.



As frequências do espectro eletromagnético diferem de acordo com a natureza da fonte de radiação. Quanto maior a energia, maior a frequência. É importante observar que, de todo espectro eletromagnético, apenas uma pequena faixa é possível de ser percebida pelo nosso olho.
O que distingue duas cores, como a luz vermelha e a luz verde, é um número, denominado frequência da luz. Cada cor simples possui sua frequência que é seu número de identificação.


          Cada uma dessas radiações possui uma energia definida, que está relacionada com a sua frequência. Se a radiação for à faixa da luz visível, então cada cor terá sua frequência característica, que por sua vez corresponderá, também, a uma determinada energia.



Disco de Newton

Concepção Intuitiva
Que cores compõem a luz branca?

Materiais
Cartolina;
Cola;
EVA coloridos;
Tesoura;
Barbante;
Alfinetes;
CD ou pedaço de papelão
Botão.

Profª Cassiana mostrando o seu Disco de Newton


Passo a Passo:
Recorte 3 discos de papelão, de mais ou menos 15 cm de diâmetro ou um CD. Cubra suas faces com setores do EVA colorido. Gire o Disco.
Para isso, faça um furo central, pegue dois botões, passe o barbante de forma que suas duas pontas fiquem do mesmo lado a linha vai e volta. Cole os botões bem ao centro acima do furo central, um em cada lado. Segurando as pontas dos barbantes dos dois lados do disco, faça o disco contorcer os barbantes. Basta agora forçá-los, esticando-os. O disco é colocado a girar pelos barbantes que desenrolam.



Aluna montando o Disco de Newton

Newton explicou que a luz que consideramos branca é, na verdade, uma luz composta de várias cores. Em primeiro lugar, decompôs a luz solar. Por volta de 1666, mediante um prisma triangular de cristal atravessado por um feixe luminoso, obteve o que hoje chamamos de espectro, devido ao diferente índice de refração ou desvio de cada uma das cores que compõem a luz branca.
A divisão de um raio de luz em seus componentes devido á sua diferente refração, denomina-se dispersão da luz.
Falta então recompor a luz branca através da soma das cores. Isto se consegue por um aparelho que é chamado disco de Newton. Este disco que é pintado com as mesmas cores que compõem o espectro de luz branca, adquire quando girado velozmente e recebendo uma iluminação intensa, uma cor uniformemente branca. À medida que aumenta a velocidade do disco, as cores vão-se somando, o matiz geral aparece acinzentado e, finalmente, só se observa um círculo uniforme esbranquiçado.


Montagem sugerida pelos alunos




Um comentário:

  1. Wonderful blog & good post.Its really helpful for me, awaiting for more new post. Keep Blogging!


    Luzes LED Tube

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