Qual a cor que um objeto amarelo quando observado em uma sala iluminada com luz monocromática azul será visto?

Cor dos objetos, natureza das imagens e índice de refração são alguns dos conceitos estudados em Óptica que podem gerar dúvidas nos estudantes de Física.

A Óptica é o ramo da Física dedicado ao estudo de fenômenos que envolvem a luz. A formação de imagens em espelhos e lentes, a compreensão de eclipses, arco-íris e miragens são alguns dos inúmeros temas estudados por essa parte da Física.

A seguir, veja três conceitos de Óptica que podem gerar muitas dúvidas nos estudantes de Física.

1. Cor dos objetos

A cor dos objetos pode ser alterada dependendo do tipo de luz que os ilumina. Assim, o comportamento dos objetos iluminados por uma fonte de luz policromática ou luz branca será:

• Objeto colorido: reflete apenas a cor da luz que o define. Objetos amarelos, por exemplo, só refletem a radiação incidente que corresponde à cor amarela. As radiações incidentes que não correspondem à cor do objeto são totalmente absorvidas.

• Objeto branco: reflete todo tipo de luz incidente.

• Objeto preto: absorve todo tipo de luz incidente.

Caso um objeto amarelo seja iluminado por uma luz monocromática vermelha, ele absorverá a radiação incidente e será percebido como um objeto preto. Já os corpos brancos podem apresentar-se com qualquer cor, pois refletem todo tipo de radiação incidente.

A imagem a seguir representa uma planta iluminada pela luz solar, que é policromática. As folhas são da cor verde, ou seja, refletem apenas a luz monocromática verde e absorvem as demais cores que compõem a luz branca. Da mesma forma, a flor vermelha absorve as demais radiações, refletindo apenas a luz monocromática vermelha. Caso essa planta seja iluminada por uma luz amarela, ela vai apresentar-se totalmente na cor preta, uma vez que a radiação amarela é absorvida por todos os seus elementos.

A seguir, um simulador interativo demonstra como funciona a coloração dos objetos.

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2. Imagem real e virtual

Os diferentes tipos de espelhos e lentes podem gerar imagens de duas naturezas: reais ou virtuais.

Imagens virtuais: são formadas a partir da divergência sofrida pela luz após a incidência em determinadas superfícies refletoras ou refratoras. Esse tipo de imagem jamais pode ser projetada, existe apenas “dentro” do elemento que a criou. Além disso, ela é sempre uma imagem direita, que possui a mesma orientação do objeto.

Imagem real: é formada a partir da convergência sofrida pela luz após a incidência em determinadas superfícies refletoras ou refratoras. Essa imagem pode ser projetada, ou seja, pode ser lançada sobre telas ou paredes.

O vídeo a seguir apresenta o caso específico da formação de uma imagem real:

3. O que é índice de refração?

O índice de refração é um indicativo que mostra se a velocidade da luz durante a propagação em determinado meio será muito ou pouco alterada. Essa grandeza, simbolizada por n, é definida pela razão entre a velocidade da luz no vácuo (c = 3,0 x 108 m/s) e a velocidade da luz no meio de propagação em análise (v).

n =  c 
      v

Quando dizemos, por exemplo, que o índice de refração da água é de 1,33, significa que, ao se propagar nesse meio, a velocidade da luz será 1,33 vezes menor que sua velocidade máxima no vácuo.

A tabela a seguir apresenta o índice de refração para determinadas substâncias:

No estudo sobre ondas, vimos que a luz é uma onda eletromagnética que se propaga tanto no vácuo quanto em alguns meios materiais. Quando olhamos para um abacate, enxergamos a cor verde pelo fato de ele absorver todas as outras cores e refletir apenas o verde. Esse fato acontece com todas as cores (vermelha, amarela, azul etc.). Agora, quando um objeto possui cor branca é porque ele reflete todas as cores que incidem sobre ele.

Assim, podemos dizer que a luz proveniente do Sol, e que chega até a Terra, é uma soma de todas as cores. Conhecemos esse conjunto de cores como sendo a emissão de luz branca. Quando o Sol ou uma lâmpada incandescente (aquelas de filamento) emitem luz, dizemos que, nesse caso, é emitida a luz branca.

Por meio de uma simples experiência, podemos evidenciar que tanto a luz que vem do Sol quanto a luz emitida por uma lâmpada de filamento correspondem à soma de cores de luz. Para isso, basta que a luz incida sobre um prisma, para vermos que a luz é decomposta em diversas cores. O mesmo fato acontece na formação do arco-íris.

Esse fenômeno de decomposição da luz branca é explicado pela refração, que ocorre quando a luz toca a superfície do prisma e forma as cores de luz. Entre essas cores, destacam-se sete, as quais também compõem o arco-íris. Assim, seguindo sempre essa ordem de decomposição, são elas: vermelha, alaranjada, amarela, verde, azul, anil e violeta.

A partir da construção do disco de Newton, podemos verificar que a luz branca é um somatório das cores do arco-íris. Na figura acima, temos um exemplo de modelo desse disco. Após construí-lo, basta girá-lo rapidamente para ver que, quando em alta rotação, as diversas cores, juntas, compõem uma única cor branca.

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Classificação da luz

No estudo da luz, podemos classificá-la quanto à quantidade de cores. Dessa forma, damos o nome de luz monocromática àquela que é constituída por uma única cor, como a luz amarela, que é emitida pelo vapor de sódio contido nas lâmpadas com essa substância.

A luz policromática é constituída por duas ou mais cores, como a luz branca do Sol.

Como mencionamos, a luz decompõe-se mediante o fenômeno físico denominado refração. Portanto, cada cor decomposta possui uma velocidade de propagação diferente quando incidida no vidro.

A cor vermelha, por exemplo, é a mais desviada quando sofre refração na superfície do prisma. Em razão disso, é a luz que possui a maior velocidade de propagação. Por outro lado, a luz que menos desvia-se quando sofre refração é a violeta. Sendo assim, dizemos que ela é a luz que tem a menor velocidade de propagação entre as cores do espectro.

A velocidade da luz depende do meio em que essa onda é propagada. Assim, na refração, geralmente ocorre mudança na velocidade de propagação da luz de acordo com o meio de incidência.

Conforme determinações experimentais, a luz, representada pela letra c, propagando-se no vácuo, possui velocidade de aproximadamente:

c=3 x 108 m/s

É de suma importância lembrar ainda que a velocidade de propagação da luz em outros meios apresenta valor menor que a de propagação no vácuo.

Por Joab Silas
Graduado em Física 

Como será visto um objeto amarelo quando observado em uma sala iluminada apenas com com luz monocromática verde Justifique sua resposta?

Quando uma luz monocromática amarela?

Quando um corpo amarelo na luz branca e iluminado com luz monocromática azul o mesmo ficará?

Qual a cor que seria observado se um objeto de cor amarela fosse iluminado por uma luz monocromática vermelha?