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versªo pr eliminar leituras de física GREF para ver, fazer e pensar óptica

10. Fontes de luz (e de calor) 1. As cores da luz e a sua decomposiçªo 12. As cores e a sua composiçªo 13. As cores e a sua complicaçªo

14. As cores da luz e a sua explicaçªo 15. Imagem quântica no filme e na TV 16. A luz e a cor das Estrelas 17. Laser

Leituras de Física Ø uma publicaçªo do

GREF - Grupo de Reelaboraçªo do Ensino de Física Instituto de Física da USP

Anna Cecília Copelli Carlos Toscano Dorival Rodrigues Teixeira Isilda Sampaio Silva Jairo Alves Pereira Joªo Martins Luís Carlos de Menezes (coordenador) Luís Paulo de Carvalho Piassi Suely Baldin Pelaes Wilton da Silva Dias Yassuko Hosoume (coordenadora)

ILUSTRA˙ÕES: Fernando Chuí de Menezes

MÆrio Kano

GREF - Instituto de Física da USP rua do Matªo, travessa R, 187 Edifício Principal, Ala 2, sala 305 05508-900 Sªo Paulo - SP fone: (011) 818-7011fax:(011) 818-7057 financiamento e apoio: ConvŒnio USP/MEC-FNDE

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junho de 1998

10 Fontes de Luz

(e de calor)

O Sol, a chama da vela, a lâmpada incandescente sªo fontes de luz e calor.

VocΠsaberia dizer que tipo de energia se converte em luz nas diversas fontes de luz?

2. O filamento de uma lâmpada incandescente

Se preferir pode fazer uma montagem usando uma lupa e projetar a imagem do filamento aquecido em uma folha de papel branco.

a- Olhe diretamente para o filamento e descreva o que vocŒ vŒ? É semelhante a chama da vela? c- Olhe para o filamento projetado e descreva o que vocŒ vŒ?

1. A chama de uma vela.

A chama da vela que vocŒ estÆ olhando Ø um todo homogŒneo ou constituída de regiıes distintas?

Descreva-a.

Vamos observar duas fontes de luz muito comuns:

Uma lupa projeta o filamento aquecido numa tela.

Luz de cores diferentes podem ser percebidas na chama da vela

A lâmpada incandescente Ø fonte de luz branco-amarelada.

Fontes de luz (e de calor)10 Chama das velas, lâmpadas incandescentes e aquecedores de ambiente

Uma vela tem vÆrias utilidades, uma delas Ø a de pagar promessas, outra, para diminuir o atrito entre o serrote e a madeira e, uma outra, ainda Ø estar a nossa disposiçªo, junto com uma caixa de fósforo, quando ocorre um blackout.

A chama da vela, como vocŒ deve ter observado, nªo Ø homogŒnea, apresentando regiıes com cores diferentes. Nestas regiıes as temperaturas nªo sªo as mesmas: a azul Ø a regiªo mais quente.

Nas lâmpadas incandescentes o filamento, que Ø aquecido pela corrente elØtrica, emite luz de cor brancoamarelada. Com este tipo de lâmpada dificilmente conseguimos ver outras cores, como as que vemos, por exemplo, na chama de uma vela, pois a temperatura em todo filamento Ø praticamente a mesma.

Podemos ver que o filamento da lâmpada incandescente tem uma tonalidade vermelha ou amarela. O mesmo ocorre com os aquecedores de ambiente que possuem um fio metÆlico na forma espiral. Quando ligado à eletricidade, o fio metÆlico se aquece, adquirindo uma cor avermelhada.

Estes exemplos nos mostram a luz vermelho-amarelada em associaçªo com o calor. AliÆs, o calor Ø transmitido por uma radiaçªo nªo-visível, chamada infravermelha, tambØm associada à luz visível especialmente na ocorrŒncia de altas temperaturas.

A luz visível estÆ entre o infravermelha (calor) e o ultravioleta

A chama da vela e o filamento da lâmpada sªo exemplos de produçªo de luz visível, em razªo das altas temperaturas presentes na combustªo da vela e no filamento com corrente elØtrica. Os aquecedores elØtricos, embora nªo tenham a funçªo de iluminar, devido ao seu alto aquecimento, acabam irradiando luz visível.

As estrŒlas e o nosso Sol

Mas a nossa principal fonte de luz Ø o Sol. A formaçªo do ou seja, a matØria cósmica cai sobre si mesma e Ø compactada, ficando extremamente quente e, por isso, emite vÆrios tipos de radiaçıes. Parte dessa energia Ø luz, como a que ilumina a Terra, nossa Lua e demais planetas e suas luas, no nosso sistema solar!

O Sol tambØm nos envia outros tipos de radiaçªo como o infravermelho, ou como o ultravioleta, tambØm nªo percebida pelos nossos olhos, mas que pode causar sØrios danos à nossa pele.

Abaixo e acima da luz visível

Essas fontes quentes de luz guardam uma relaçªo entre temperatura e cor da radiaçªo emitida. Para cada temperatura hÆ predominância na emissªo de certas cores, enquanto as outras cores podem estar presentes em menor proporçªo.

As radiaçıes que nossos olhos conseguem perceber constituem uma pequena faixa que chamamos de luz visível, que se localiza entre o infravermelho e o ultravioleta.

O funileiro sabe que para soldar ou cortar uma peça de lata ou aço, a temperatura da chamado maçarico a gÆs precisa estar elevada. Para isso, o funileiro regula o maçarico ajustando as quantidades de ar e combustível pela cor da chama. A temperatura maior se obtØm quando a chama emite uma luz azulada.

Mas, afinal, o que produz a luz nas chamas, nos filamentos e em outras fontes como o próprio Sol?

Porque a produçªo de luz ocorre com o aquecimento da fonte e como sªo emitidas diferentes cores? e, pra complicar, como explicar a tela de TV e a lâmpada fluorescente, que brilham mesmo "a frio"?

Em geral, quando um corpo estÆ bem aquecido começa a emitir radiaçªo na faixa do visível, adquirindo uma cor vermelha-alaranjada, depois um vermelho mais brilhante e, a temperaturas mais altas, uma cor branco-azulada.

Isto significa que com o aumento da temperatura o corpo emite mais radiaçªo tØrmica e a cor da radiaçªo mais intensa Ø a que prevalece.

Cor, Energia e Temperatura

JÆ o filamento aquecido de uma lâmpada ou o carvªo em brasa podem ser percebidos tanto pelo tato como pela visªo, pois emitem em proporçıes grandes, tanto radiaçªo visível quanto invisível.

Esta radiaçªo, emitida pelo material devido à sua temperatura, Ø chamada de radiaçªo tØrmica.

Conseguimos ver uma grande parte dos objetos que estªo a nossa volta, porque refletem a luz que incide sobre eles e nªo pela radiaçªo que emitem, jÆ que esta nem sempre Ø visível.

O próprio ferro elØtrico ao ser aquecido , quando atinge altas temperaturas, passa a ter luminosidade própria, emitindo uma luz avermelhada, visível no escuro.

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