A luz

Maio 2015

O que é a luz?

A luz é uma forma de energia procedente de duas componentes:

  • uma onda electromagnética ondulatória
  • um aspecto corpuscular (os fotões)

A luz emitida pelo sol desloca-se a uma velocidade de cerca de 300.000 km/s, a uma frequência de cerca de 600.000 GHz.

Noção de cor

A cor da luz é caracterizada pela sua frequência, ela própria condicionada pelo comprimento de onda e celeridade da onda. Caracteriza-se geralmente o comprimento de onda de um fenómeno oscilatório pela relação :

λ = CT

em que  :
  • λ designa o comprimento de onda
  • C designa a celeridade da onda
  • T designa o período da onda (em segundos)



Chama-se radiação monocromática a uma radiação que comporta um só comprimento de onda e radiação policromática a uma radiação que contém vários. O conjunto dos comprimentos de ondas que compõem uma radiação policromática (e as suas intensidades luminosas respectivas) é chamado espectro.

Contudo, o olho humano não é capaz de distinguir as diferentes componente de uma radiação e percebe apenas a resultante, função do diferente comprimento de ondas que a compõem e da sua intensidade luminosa respectiva.

O olho humano é capaz de ver radiações cujo comprimento de onda está compreendido entre 380 e 780 nanometros. Abaixo dos 380 nm encontram-se radiações como os ultravioletas, enquanto os raios infravermelhos têm um comprimento de onda acima dos 780 nm. O conjunto dos comprimentos de ondas visíveis pelo olho humano chama-se “espectro visível”:

espetro da luz visível pelo olho humano



É possível decompor as cores espectrais com a ajuda de um prisma de cristal.

O funcionamento do olho humano

Graças à córnea (o envelope translúcido do olho) e da íris (que, fechando-se, permite dosear a quantidade de luz), uma imagem forma-se na retina. Esta é composta por pequenas varinhas (em inglês rods) e cones (em inglês cones).

esquema do olho humano


As varinhas, formadas por uma pigmentação chamada rhodopsine e situadas na periferia da retina, permitem perceber a luminosidade e o movimento (visão escotópica), enquanto os cones, situados numa zona chamada fovea, permitem diferenciar as cores (visão fotópica). Existem na realidade três espécies de cones:

  • uma espécie para o vermelho (570 nm), chamada erythrolabes
  • uma espécie para o verde (535 nm), chamada chlorolabes
  • uma espécie para o azul (445 nm), chamada cyanolabes

Assim, quando um tipo de cone tem um defeito, a percepção das cores é imperfeita, fala-se então de daltonismo (ou dicromasia). Distinguem-se geralmente as pessoas que apresentam esta anomalia segundo o tipo de cone defeituoso:
  • Os protanopos são insensíveis aos vermelhos
  • Os deutéranopos são insensíveis aos verdes
  • Os trinatopos são insensíveis aos azuis



Por outro lado, é necessário notar que a sensibilidade do olho humano às intensidades luminosas relativas às três cores primárias é desigual :

representação da percepção da luminosidade




Síntese aditiva e sustractiva

Existem dois tipos de síntese de cor :

  • A síntese aditiva é o fruto da adição de componentes da luz. As componentes da luz são acrescentadas directamente à emissão, é o caso dos monitores ous as televisões a cores. Quando se acrescentam três as componente Vermelha, verde, azul (RVB), obtém-se branco. A ausência de componente dá o preto. As cores secundárias são cyan, a magenta e amarelo porque:
    • O verde combinado com o azul dá cyan
    • O azul combinado com o vermelho dá magenta
    • O verde combinado com o vermelho dá amarelo


síntesis aditiva
  • A síntese subtractiva permite restituir uma cor por subtracção, a partir de uma fonte de luz branca, com filtros que correspondem às cores complementares: amarelo, magenta, e cyan. A adição destas três cores dá pretao e a sua ausência produz branco.

As componente da luz são acrescentadas após reflexão num objecto, ou mais exactamente são absorvidas pela matéria. Este método é utilizado em fotografia e para a impressão das cores. As cores secundárias são o azul, o vermelho e o verde porque:

    • A magenta (cor primária) combinada com cyan (cor primária) dá o azul
    • A magenta (cor primária) combinada com amarelo (cor primária) dá o vermelho
    • O Cyan (cor primária) combinado com amarelo (cor primária) dá o verde


síntesis sustractiva

Duas cores são “complementares” se a sua associação dá branco em síntese aditiva, ou preto em síntese subtractiva.
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A-luz.pdf

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