Óptica – O estudo da Luz.
Autor: Roberto das Neves
Muitas pessoas hoje, não sabem que existem duas hipóteses
sobre o que é a luz, e essas duas hipóteses têm conceitos totalmente antagônicos.
Um deles foi criado por Newton:
Ele acreditava que a luz, é formada
por corpúsculos mínimos, algo totalmente material e baseava esta hipótese nos
textos de Descartes (apesar de tempos depois, abandonar as teorias de
Descartes, ele jamais abandonou e continuou defendendo sua hipótese sobre a luz
ser formada por matéria). Ponto para Descartes!
E o outro conceito, foi criado por
Huygens:
Ele acreditava que a luz era formada por vibrações, ondas
imateriais.
O conceito de Huygens é o conceito que passou a ser ensinado
em física como sendo o correto.
Mas, qual dos dois está certo?
Deixo ao critério de vocês, analisar e defender sua escolha
após lerem meu livro e textos.
Eu defenderei a hipótese de Newton e quero explicar o que é e
qual o comportamento da luz nos objetos “iluminados” pela luz.
Coloco a palavra iluminados em aspas sim.
A questão é que a luz, o que nossos olhos veem realmente, são
as propriedades da reflexão dos objetos ao serem atingidos pela luz.
Para explicar o que acontece:
Partindo do princípio:
Todos os objetos que são atingidos por qualquer tipo de luz,
absorvem e refletem determinadas frequências da luz, ou seja, nós vemos as
frequências da cor que um determinado objeto reflete.
Newton explicou que a luz é branca e esse branco é na
verdade, a junção de todas as frequências da luz refletidas, visíveis ou
invisíveis aos olhos humanos.
Ou seja, em um raio de luz, estão contidas todas as
frequências das cores existentes na luz, todas as suas frequências, visíveis ou
invisíveis.
Só que, para nossa percepção, a luz branca em si, é
transparente, ela é transparente porque ela se espalha em um ambiente aberto.
Só percebemos que a luz é branca, quando, em um ambiente
escuro e isolado, deixamos a luz entrar através de um pequeno orifício.
Podemos ver o feixe de luz branca, do seu início ao entrar
pelo orifício, até o seu fim.
Já, num ambiente totalmente iluminado, são percebemos a luz
branca, porque ela está irradiando por todo ambiente, só percebemos as
frequências dessa luz porque elas são refletidas pelos objetos contidos no
ambiente.
Quando vemos um objeto sendo atingido pela luz em um ambiente
aberto, não vemos a trajetória do “raio” de luz branca atingindo o objeto,
vemos somente as frequências que o objeto refletido da luz em todas as direções
e não absorveu.
Vemos um objeto branco, porque esse objeto tem a
característica de não absorver a grande maioria das frequências da luz, ele, em
vez de absorver, reflete quase todas as frequências dessa luz, assim sendo,
nosso cérebro traduz o objeto como um objeto branco.
Quando vemos, por exemplo, um objeto azul, significa que ele
absorveu todas as frequências da luz, menos uma determinada frequência do azul,
que ele reflete em vez de absorver.
Cada tonalidade de azul significa que o objeto reflete mais
ou menos uma determinada frequência de azul, e cada coloração de um determinado
tom azul, ou, as refrações de uma frequência que possui outras cores, que
possuem juntamente uma determinada frequência de azul, associada a outras
frequências, significa que o objeto refletirá também, algumas frequências de
luz que comporão uma determinada cor da qual a tonalidade azul faz parte.
Por exemplo, um objeto verde. O objeto de cor verde significa
que ele absorve quase todas as outras frequências da luz e reflete determinadas
frequências do azul e do amarelo, as duas juntas refletidas, geram em nossos
cérebros, a percepção da cor verde.
Neste processo de absorção e reflexão, surge um problema não
solucionado pela ciência, no qual Einstein tentou hipotetizar sem sucesso, uma
vez que, ele e todos os outros pesquisadores teóricos, não sabiam e nem faziam
ideia do que é realmente a luz e seus efeitos incidindo sobre os objetos e
daquilo que vemos como resultado, pois, todos eles acreditaram que a hipótese
de Huygens era a correta.
Mas, não. A hipótese correta é a de Newton.
Newton estava certo ao afirmar que a luz é formada por
subpartículas materiais.
As menores subpartículas que existem e que as chamamos de
Fótons, matéria que é absorvida ou refletida pelos objetos.
E é o seu pequeno tamanho que o torna o objeto material da
natureza que maior velocidade consegue atingir, sua velocidade é tão grande que
se torna aparentemente transparente (invisível) para nossos sentidos.
Bom, apesar de não percebermos a luz com todas as suas
frequências emitidas juntas em um ambiente aberto, podemos ver determinadas
frequências refletidas pelos objetos que geram a percepção de cor, só que, eu
pergunto:
Quais as velocidades dessas frequências refletidas pelos
objetos? Elas são iguais às velocidades da luz que as atingiram? Ninguém
conseguiu ou tentou medir as velocidades das frequências refletidas pelos
objetos?
Sim, Newton, indiretamente, e sem perceber, demonstrou.
Newton mostrou que a luz é formada por matéria que possui
frequências que chamamos de cores, frequências que quase sempre podemos
perceber, e através de dois prismas, ele provou que a luz pode ser dividida em
suas frequências e novamente unida em um único feixe.
O que Newton não sabia, era qual a velocidade dessa luz,
pois, ainda não existiam na época, meios para se medir a velocidade dessa luz,
contudo, no seu experimento com dois prismas, ele separou e reuniu o feixe de
luz.
Ora, se você pode separar e reunir o feixe de luz, isso significa
que ao reunir o feixe de luz novamente, ele não sofreu interferência em sua
velocidade inicial.
A velocidade da luz é de 299.792.458 metros por segundo.
Arredondando: 300.000 Kilometros por segundo, para facilitar o entendimento.
Newton, sem saber, provou com seu experimento, que a
velocidade da luz tanto emitida, quanto refletida, era igual, ou seja, era
constante.
Uma vez que o primeiro feixe de luz foi dividido pelo prisma,
o segundo prisma juntou novamente o feixe da luz. Isso significa que o feixe
inicial, ao ser dividido em suas frequências, não alterou a sua velocidade ao
ser reunido novamente.
A outra coisa que Newton não identificou, e na época, não
podia, é que existem frequências na luz que não são percebidas pelos nossos
olhos, mas, que estavam contidas no feixe que ele estudou, por exemplo, o
infravermelho e o ultravioleta.
E outra evidência sobre o funcionamento da luz e a
propriedade dos objetos refletirem a luz, é que, todos os objetos contidos em
uma sala que não contém luz, não podem refletir as frequências da luz, sem luz,
as propriedades dos objetos refletirem a luz serão não existentes, todos os
objetos não terão cor, não serão percebidos por nossos sentidos, sem luz, o
ambiente, apesar de conter muitos objetos, nos parecerá um ambiente vazio, tudo
será negro, não perceberemos suas dimensões e as dimensões dos objetos contidos
no ambiente.
Por que a luz aquece?
Uma vez que a luz é formada por matéria, todo objeto ao ser
iluminado por uma luz, sofre o impacto dessa matéria.
Se você se expõe por muito tempo ao sol, sua pele fica
vermelha, você sofre queimaduras, não por causa de uma radiação da luz, mas
sim, por causa do impacto dessa luz, dessa matéria, sobre você.
A luz estará impactando com a sua pele ininterruptamente, e seus
efeitos serão os mesmos causados, por exemplo, por um estapear contínuo por um
determinado tempo em uma determinada área.
Explico, vamos supor que você pegue duas pessoas, as duas
terão uma determinada área do corpo exposta, uma, pelo sol por 2 horas e a
outra, será estapeada nessa mesma região, por 10 minutos.
As duas áreas ficarão exatamente iguais, receberão
queimaduras, as duas pessoas sofrerão os mesmos efeitos em suas peles.
Ora, mas uma das pessoas não sofreu a exposição causada pela
“radiação” da luz solar.
Esta é uma evidência de que a luz é material e não uma onda
imaterial.
Vamos fazer agora, outro tipo de teste, sobre absorção e
reflexão da luz.
Pegue dois carros, um completamente branco brilhante e o
outro, completamente preto fosco.
Leve-os para um local que sejam totalmente iluminados pelo
sol em um ambiente aberto, deixe-os pelo período de pelo menos 3 horas, em um
horário onde o sol está quase a pino, digamos, entre as 11h00min até as
14h00min.
Depois que acabar esse horário, coloque sobre cada um dos
veículos, termômetros de precisão e meça as temperaturas dos dois.
A temperatura do veículo preto estará muito maior do que a
temperatura do branco.
Isso acontece por que a cor preta absorve a maioria dos raios
emitidos pelo sol, ao passo que, o carro branco refletirá a maioria dos raios
emitidos pelo sol.
Se você cobrir esses dois carros com um tipo de telhado
protetor, o carro branco chegará mais rapidamente à temperatura ambiente do que
o carro preto, o carro preto levará um bom tempo para atingir a temperatura
ambiente na sombra.
Um dia, em um futuro ainda muito distante, poderemos medir o
peso de um objeto antes de ele estar em um ambiente ausente de luz, com o mesmo
objeto em um ambiente com luz.
Feixes de laser
Somente vemos os raios de luz específicos, como é o caso de
um raio de altíssima concentração de luz, no caso, um raio laser vermelho, mas,
não se anime, não pense que você poderá ver o raio, a trajetória do feixe de um
laser vermelho, partindo do emissor até o recebedor. Esses emissores de luz
vermelha tem um poder muito pequeno de condensação e concentração de luz em um
feixe capaz para que você conseguisse ver o caminho que esse feixe percorrerá.
Você só verá o ponto de início no emissor e o ponto de
impacto no receptor, o feixe em si, não será visível.
Já no caso de um potente laser verde. A coisa muda de figura.
A frequência da luz verde pode ser percebida com mais
intensidade por nossos olhos, pois, nossos olhos evoluíram para perceber a frequência do verde, então, podemos ver
o raio do seu início ao seu fim, podemos ver a trajetória completa do laser, de
ponta a ponta.
Faça um teste sobre essa frequência do verde.
Monte quatro caixas em um ambiente totalmente escuro e, em
cada caixa, coloque lâmpadas com a mesma quantidade de watts cada uma, sendo
que, cada uma delas terá cores diferentes, para esse experimento, você pode
usar lâmpadas de 40 watts, por exemplo.
A primeira, na cor vermelha, a segunda, na cor amarela, a
terceira, na cor azul e a quarta, na cor verde.
Apesar de todas as
luzes terem a mesma quantidade de watts, você perceberá que a lâmpada verde,
aparentemente, iluminará mais do que as outras.
Mas, ela não é mais potente. São nossos olhos que evoluíram
para perceber mais intensamente, a luminosidade da frequência do verde.
Encerro aqui a minha defesa sobre a validade da hipótese de Newton.
