JÁ TENTOU andar por um quarto escuro? Ou já fechou alguma vez os olhos bem apertados e tentou empenhar-se em suas atividades diárias? Talvez tenha verificado que isso é um tanto atemorizante. É verdadeiro alívio ver a luz!
O sol é nossa principal fonte de iluminação. A cada segundo de todo dia, transforma quatro milhões de toneladas de sua matéria em energia. Esta é espalhada em todas as direções, a partir de sua superfície, a mais de 300.000 quilômetros por segundo! Mas, qual é a natureza destas emissões? Como tornam possível a visão? E como é que nos habilitam a ver tão grande variedade de cores?
O Que o Sol Emite
As emissões do sol são chamadas de “energia eletromagnética” ou “radiação”. Esta radiação é freqüentemente considerada como corrente de diminutas partículas. Ao mesmo tempo, porém, considera-se que também se desloca em ondas. Comentando este conceito aparentemente contraditório, o Professor Walter J. Moore pontificou: “Esta indisposição da luz de enquadrar-se numa única moldura tem sido um dos mais perplexos problemas da filosofia natural.”
Ao passo que toda radiação, inclusive a luz, desloca-se do sol à mesma velocidade, nem toda ela é a mesma. Há muitas espécies. Alguns tipos de radiação têm muito longos comprimentos de onda, sendo medidos em quilômetros. Outros têm muito curtos comprimentos de ondas, medidos em diminutas frações de milionésimos, e até mesmo em bilionésimos de centímetros.
As radiações dotadas de maiores comprimentos de ondas incluem as ondas de calor e as bem longas ondas de rádio. E, entre as radiações mais curtas provenientes do sol acham-se os raios ultravioletas, os raios-X, os raios gama e os bem curtos raios cósmicos. Mas, nenhum deles é visível aos olhos humanos, e, assim, são às vezes chamados de luz invisível. No entanto, entre as ondas de calor mais compridas e as ondas ultravioletas mais curtas há um feixe muito estreito de comprimentos de ondas que são visíveis. Assim, a parte que vemos é apenas um feixe bem estreito no meio do amplo espectro de comprimentos de ondas, indo dos raios cósmicos às ondas de rádio e correntes elétricas.
Radiações Que Atingem a Terra
Nem toda radiação que o sol emite para a terra chega até aqui. Isto se dá por causa de a atmosfera terrestre atuar como escudo. Assim, o que atinge a terra são essencialmente os comprimentos de onda da luz visível, junto com uma série restrita de ondas invisíveis. Quão contentes podemos ficar de que nossa atmosfera mantenha afastada a maior parte da radiação invisível, pois se fosse permitido que atingisse a terra, ela nos mataria a todos!
Por outro lado, podemos ser gratos que a luz visível inunda a nossa terra com tamanha abundância. As plantas captam a energia resultante da luz e a empregam para converter o bióxido de carbono e a água em açúcar simples que constitui a base de todo o alimento. Sem esta energia proveniente da luz, as plantas não poderiam crescer, e nada poderia viver na terra.
Comprimentos de Onda Que Dão Cor
Mas, a luz nos fornece muito mais. Abençoa-nos com maravilhosas cores e beleza. O que é tão notável é que a faixa de comprimentos de ondas visíveis que nos dão luz e as muitas cores é tão estreita. Estes comprimentos de onda medem de cerca de trinta e dois milionésimos de polegada (0.80 micra), de um bordo ao outro, que nossos olhos reconhecem como vermelho, a cerca de dezesseis milionésimos de polegada (0.40 micra), que vemos como violeta!
Propagando-se à velocidade da luz, como se propagam estes raios, o número de comprimentos de ondas que atingem o olho varia de 375 a 750 quadrilhões por segundos. Esta vibração, o sistema visual humano interpreta como luz, a cor correspondendo à freqüência das vibrações.
As Numerosas Cores da Luz
Parece-lhe estranho que falemos da luz como sendo composta de diferentes cores? Imaginou que tudo fosse branco? Bem, usualmente parece branco aos nossos olhos, porque todos os comprimentos de onda da radiação visível se propagam juntos. Não estão separados. Mas, quando são separados os comprimentos de onda, podemos ver as cores individuais.
Poderá verificar isto por si mesmo alguma vez. Poderá segurar um disco fonográfico long-playing diante da luz e olhar ao longo de sua superfície de finíssimas estrias. A luz será difratada e poderá ver as várias cores da luz. Ou talvez tenha observado, depois duma chuvarada, como as diminutas gotículas de água no ar separaram a luz solar em suas cores básicas — violeta, azul, verde, amarelo, laranja e vermelho — produzindo lindo arco-íris.
Isto não quer dizer que à luz pode ser separada apenas nestas poucas cores. Pode realmente ser dividida em dezenas de milhares de diferentes comprimentos de ondas, cada um produzindo diferente tonalidade ou nuança das cores básicas! O olho, contudo, não consegue distinguir entre a cor de uma onda de luz e a cor de outra onda, se forem muito similares no comprimento.
Estudos revelam que o olho humano pode distinguir cerca de 128 nuanças separadas da cor na luz visível. Mas, a fim de distinguir tantas, um comprimento de onda de luz tem de ser projetado numa tela, e antes de ser removido, outra, de ligeiramente diferente comprimento de onda, tem de ser projetada junto a ela. Apenas pela comparação visual delas pode o olho dizer qual é a diferença entre mais de cem cores na luz visível.
A Fonte de Toda Cor
Por um instante, levante os olhos da página impressa, e olhe de perto para certas coisas ao seu redor — talvez uma estante de livros, uma escrivaninha ou até mesmo o chão. Não é surpreendente a grande variedade de cores que existe? Mas, de onde todas essas cores procedem?
A cor não existe na escrivaninha, no chão, ou em qualquer outro objeto para o qual esteve olhando. Na verdade, talvez falemos destas coisas como sendo de certa cor. Mas a verdade é, não vivemos num mundo de objetos coloridos. A cor das coisas reside realmente na luz que brilha sobre elas. A luz é a única fonte de cor, e sem luz, nem sequer existem as cores mais desmaiadas.
Ver a Luz
Mas, como é que podemos ver a luz com seus inúmeros comprimentos de onda de cor?
A luz não pode ser vista à medida que se propaga pelo espaço, assim como não o podem as ondas da rádio ou outra radiação. O que faz com que a luz se torne visível ao olho são as substâncias materiais sobre as quais incide.
Por exemplo, se estivéssemos num quarto sem quaisquer partículas de pó ou até de ar, não poderíamos ver o raio ou trajeto de luz de uma lanterna, se ligássemos uma. Um raio de luz no vácuo é bem invisível. Assim, quando os astronautas no espaço olhavam para fora pela sua janela, só podiam ver o sol brilhante, mas o céu era preto. Preto é a ausência de luz ou cor. O sol não iluminou o céu porque o espaço não contém substâncias sobre as quais a luz solar possa incidir. Só podemos ver a luz quando atinge algum objeto que reflita suas ondas para os nossos olhos.
Bem, então, o que faz que um objeto pareça ter certa cor? Porque a maioria das plantas e árvores são verdes e o céu é usualmente azul? E por que o céu, às vezes, torna-se fortemente alaranjado ou vermelho próximo do horizonte ao anoitecer?
Produzindo Cor no Céu
Nosso céu está cheio de ar, bem como de diminutas partículas de vapor e pó. Já mencionamos antes que a atmosfera protege-nos da radiação mortífera. Age qual gigante espelho, refletindo a maior parte de tal radiação de volta para o espaço. No entanto, a luz penetra por esse escudo, mas, ao assim fazer, muitas de suas ondas são espalhadas pelas partículas de ar. O tamanho destas partículas é tal que as ondas azuis, mais curtas, são espalhadas bem mais do que as outras.
Mas, quando o sol se aproxima do horizonte, pode ser diferente. O ângulo mais horizontal da luz solar que brilha através da atmosfera carregada de pó tende a espalhar as ondas mais longas da luz, fazendo com que o céu assuma um aspecto alaranjado e avermelhado forte. Assim, lá em 1883, depois que o vulcão Krakatoa entrou violentamente em erupção e espalhou partículas de pó pela atmosfera terrestre, o mundo usufruiu uma série de notavelmente belos nascer e por do sol.
Como a Maioria das Cores É Produzida
Entretanto, a difusão de certos comprimentos de ondas de luz não é o principal meio de se produzir a cor. Muitos objetos adquirem sua cor em resultado de absorverem certos comprimentos de onda de luz e de sua reflexão dos outros.
Por exemplo, a maioria das plantas e árvores são verdes devido ao arranjo especial de moléculas pigmentares na clorofila. Quando a luz solar incide sobre a clorofila, a maioria das ondas mais curtas de luz, violetas e azuis, são absorvidas, como também o são a maioria das ondas vermelhas mais longas. Estes comprimentos de ondas de luz são usados pelas plantas e árvores na fabricação de alimento. Contudo, primariamente, as ondas verdes de luz são refletidas, e é por isso que vemos as plantas e árvores como sendo verdes.
As cores das coisas feitas pelo homem, tais como tintas para pintar, corantes e tintas para escrever, são produzidas da mesma forma. Suas moléculas pigmentares absorvem certos comprimentos de ondas — ou, podemos dizer que subtraem certa parte da estreita faixa de luz. Daí, refletem a parte não absorvida, ou subtraída. Assim, é a combinação dos comprimentos de onda refletidos — isto é, a mistura de todas as cores de luz não absorvidas — que dão colorido à maioria dos objetos que vemos.
Assim, o vestido vermelho é vermelho porque o corante absorve, ou subtrai, os outros comprimentos de ondas e reflete a luz vermelha. O asfalto é preto porque as moléculas de seu pigmento absorvem todos os comprimentos de ondas, e refletem pouquíssimo qualquer um deles. Por outro lado, vemos um objeto como sendo branco quando reflete igualmente todas as cores de luz, que juntas constituem o branco.
Os pigmentos realmente refletem pelo menos alguns comprimentos de onda de todas as cores. Teoricamente, se duas cores refletissem cada uma apenas um comprimento de onda, então, quando misturadas, resultaria o preto. Mas, como se dá, podemos misturar a tinta azul e a amarela e obter a tinta verde. Isto se dá porque a tinta azul também reflete a luz verde, e a tinta amarela também reflete a luz verde. Assim, quando misturadas, a luz azul é absorvida pelo pigmento amarelo, e a luz amarela é absorvida pelo pigmento azul. Isto deixa a luz verde, comum a ambas, ser refletida, produzindo a tinta verde!
A variedade nas combinações de luz, à medida que é refletida das coisas que nos cercam confunde nossa imaginação. Visto que nenhum comprimento de onda é plenamente absorvido, vemos o mundo ao redor de nós como maravilhosa plêiade de cores. Calcula-se que existem cerca de dez milhões de cores!
Um fator na cor de um objeto, além de como absorve e reflete a luz, é a natureza da própria luz. A energia da luz solar é distribuída igualmente por todas as cores, mas isto não se dá com a luz artificial. As lâmpadas fluorescentes não raro usadas em lojas são fortes na luz azul. No entanto, as lâmpadas incandescentes não contêm os comprimentos de ondas azuis, e, assim, emitem uma luz amarelada. Isto pode influir em suas compras.
Por exemplo, talvez compre um vestido vermelho numa loja que tenha lâmpadas fluorescentes. Mas, quando sai para a luz solar, talvez fique surpresa de ver quão mais vermelho o vestido realmente é. Isto se dá porque as lâmpadas fluorescentes, tendo uma concentração da luz azul, não produziram suficiente quantidade de comprimentos de ondas vermelhos para serem refletidos pelo vestido. Ou, numa loja iluminada pelas lâmpadas incandescentes, talvez ache que está comprando um terno preto. Mas, quando sai do lado de fora, para a luz solar, verifica que é azul! Na loja, a luz incandescente não forneceu nenhum comprimento de ondas azuis a refletir, e visto que o terno absorveu todos os outros comprimentos de ondas, parecia ser preto.
Cores por Outro Método
Existe outro método importante ainda de se produzirem cores, e este é pela estrutura superficial de alguns objetos. Muitas das mais lindas cores expostas pelas coisas vivas resultam da forma em que seus corpos separam a luz em suas ondas componentes.
Considere, por exemplo, a borboleta que parece ter a cor azul metálico quando vista de cima, mas parece carmesim quando olhada ao longo da superfície da asa. As diferentes cores são produzidas pela forma em que a luz é difratada pela superfície finamente entalhada de sua asa. Isto pode ser demonstrado. Cera macia pode ser comprimida contra a asa azul, e a cera adquirirá a cor da borboleta. Mas, quando a superfície da cera é alisada, a cor desaparece!
Na verdade, a luz nos abençoa com tantas coisas boas. A própria vida depende das radiações provenientes do sol que banham nosso planeta. Mas, que maravilhoso abono recebemos da luz em sua multidão de cores deslumbrantes!
in Despertai de 22/12/1971 pp. 9-12
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