Blogs de Ciência

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Archive for the luz

Um olhar para além dos sentidos

Coluna Física sem mistério
Ciência Hoje On-line
Publicada em 21 de maio de 2010

Em dias ensolarados é muito gostoso caminhar pelo campus da universidade onde trabalho (Universidade Federal de São Carlos, UFSCar) para sentir o calor do Sol, observar árvores verdinhas, sentir o perfume das flores e ouvir os pássaros que cantam nas ruas do campus (que levam o nome das aves que lá vivem).
Essas agradáveis sensações, percebidas pelos nossos sentidos, modificam nossos sentimentos e provocam diversas reações.
A percepção que temos do mundo à nossa volta é decorrente do contato sensorial. Tudo que é percebido pelos nossos sentidos faz com que construamos uma percepção da realidade. Mas os nossos sentidos, embora muito desenvolvidos, percebem apenas uma parte do mundo à nossa volta.
Por exemplo, os nossos olhos detectam uma pequena parte do espectro eletromagnético. Eles são sensíveis a radiações que tenham um comprimento de onda entre 700 a 400 nm (um nanômetro equivale a um bilionésimo de um metro). Esses limites equivalem respectivamente à cor vermelha (700 nm) e violeta (400 nm), passando pelo amarelo, verde e azul.

Entretanto, somos expostos a outras radiações, que vão desde ondas de rádio – que possuem comprimento de onda de dezenas de metros – até radiações de mais alta energia, ultravioleta e raios-X, que têm comprimento de onda de centésimos de nanômetros.
Temos o conhecimento dessas outras radiações pelo uso de outros “olhos”, desenvolvidos artificialmente. Assim, podemos detectar as ondas de rádio utilizando antenas, e os raios-X com sensores feitos de cristais de silício.
As sensações que temos são interpretadas pelo cérebro e criam diversas reações, como de paz e tranquilidade, na situação descrita acima; ou de medo e apreensão, se estivermos em lugares sujos e escuros. Entretanto, cada pessoa reage aos mesmos estímulos de maneira completamente diferente.
Os estímulos também podem nos remeter a memórias e pensamentos, criando uma infinidade de reflexões. As informações podem ser as mesmas para vários indivíduos, mas a resposta é quase sempre única para cada um.

Moldados  pela natureza

Nossos sentidos funcionam em determinadas regiões do nosso corpo a partir de estímulos que recebemos do meio ambiente. Eles são baseados em “sensores” muito sofisticados que foram desenvolvidos ao longo de milhões de anos, fruto da evolução.
Cada um deles foi

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As cores de uma sombra

Reproduzindo o chamado publicado no Coletivo ácido acético, sobre a paletra "Belas aplicações da Teoria das Cores de Young-Helmholtz: As sombras coloridas e as cores da Lua cheia" a ser realizada dia 18 de maio (terça-feira), às 19h, na Sala Multimeios do Planetário, ministrada pelo Prof. Fernando Lang da Silveira, do Instituto de Física da UFRGS, com entrada franca:

Resumo: A Teoria das Cores de Young-Helmholtz remonta ao início do século XIX e está concretizada, por exemplo, na tela dos nossos televisores e computadores. O preconceito de que as sombras não têm cores é revelado falso quando observamos o interessante efeito das sombras coloridas. Essa é apenas uma das aplicações de um conhecimento cujos fundamentos já possui mais de 200 anos.


Vide uma apresentação sobre as sombras coloridas aqui.

Veja a nota original aqui.

Imagem: as cores da sombra durante um oficina sobre a biofísica da visão e evolução do Olho que ministrei com colegas na Unisinos, ano passado.
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Perguntas que me fazem no Formspring – II

FÍSICA

PERGUNTA: Saudações Rafael! Sou seguidor do seu blog e adoro o trabalho do Marcelo Gleiser. Recentemente tivemos um embate sobre religião no blog Cosmos and Culture (http://www.npr.org/blogs/13.7/). Gostaria de saber qual a sua opinião sobre deus. by Deijivan

RESPOSTA: Eu acredito na existência de Deus. É uma certeza muito pessoal.



Muito se discute sobre a coexistência entre Deus e a verdade científica. Acredito que as tentativas modernas de conciliar religião e ciência são epistemologicamente falhas, como a "inteligência" da natureza e a suposta ligação entre Física Quântica/Teoria das Cordas e o espiritualismo/misticismo.

Marcelo Gleiser, em seu último livro, traz uma abordagem parecida com essa minha concepção. Uma visão monoteísta é nefasta, sob muitos aspectos, ao entendimento da ciência.



Se Deus existe (e é no que acredito - o "se" aqui, é para efeito de silogismo) ele atua de maneira imprevisível e incalculável sobre o universo, chegando a surpreender a nossa mania de racionalidade e prefeição.


PERGUNTA: Se a maior parte das estrelas que vemos são apenas a luz delas que viajou pelo tempo desde quando ainda existiam, o mesmo acontecerá com as luzes que são acesas diariamente aqui na Terra? by Deijivan



RESPOSTA: A luz de uma estrela situada a x anos-luz da Terra demora x anos para chegar à Terra. Atenção: o ano-luz não é uma unidade de tempo, mas sim de comprimento (é a distância que a luz percorre em um ano).



Respondendo à pergunta, a luz das estrelas, que são corpos luminosos (luz natural e, considerando as dimensões das estrelas, mais intensa), pode ser vista de regiões mais distantes do universo. Já a luz da Terra, um corpo iluminado, e portanto, de luz mais fraca (formada pela luz do Sol que a Terra reflete e a luz artificial criada pelo homem)será dificilmente percebida a partir de pontos mais distantes do universo.


Aqui, o conceito de espaço-tempo, definido por Einstein, é muito importante. Calculamos a idade de uma estrela a partir da distância que nos separa dela. Por quê? Porque a luz da estrela que chega até nós viaja pelo universo desde que surgiu. Olhamos para o céu estrelado e não nos damos conta de que estamos olhando para luzes antiquíssimas, talvez até mais antigas do que tudo o que vemos por aqui. Algumas estrelas têm quase a idade do Big Bang (a grande explosão ocorrida a 13,7 bilhões de anos, considerada a "origem"

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UMA NOVA DEFINIÇÃO DE VELOCIDADE: É POSSÍVEL?




Recentemente, estive vasculhando algumas comunidades no Orkut sobre temáticas científicas. E acabei encontrando uma comunidade intitulada Fascinados pela Relatividade. No fórum da comunidade, há um tópico de discussão bastante interessante, que me motivou a escrever esse texto. O tópico propõe uma nova definição para a velocidade.
Aprendemos na Física de colégio que velocidade é uma grandeza vetorial (determinada por módulo, direção e sentido) que mede a variação da distância percorrida por um móvel em função do tempo do movimento. Do conceito de velocidade, deriva a ideia de aceleração, que é uma grandeza, também vetorial, que mede a variação da velocidade de um corpo em função do tempo. Essa conceituação, na qual se baseia a Mecânica Newtoniana (ou mecânica Clássica), é também a base para toda a Física Moderna (incluindo a Teoria da Relatividade de Einstein e a Mecânica Quântica).


Uma nova “velocidade” produziria um impacto profundo em nossos modelos de desenvolvimento tecnológico, pois poderíamos, possivelmente, construir teorias físicas em que a velocidade da luz pudesse ser ultrapassada, em que esta não fosse um limite na natureza. Sabemos que a velocidade da luz (representada pela letra c), cerca de 300 mil Km/s, é a constante mais importante da Física. Nenhuma velocidade pode ser superior a ela (pelo menos, ainda). 



Uma reflexão apurada acerca das implicações do propósito da comunidade nos revela o que significaria uma possível modificação na percepção daquilo que chamamos de velocidade. Por tabela, teríamos que reformular praticamente toda a Física, o que necessariamente afetaria outras áreas do conhecimento, direta ou indiretamente relacionadas a ela. 
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Estudo da reflexão e refracção com o auxílio de animações

Estas duas animações interactivas são bastante úteis para o estudo dos fenómenos da reflexão e refracção.

  • Reflexão

 

  • Refracção

Aplicação da Lei de Snell, também conhecida por Snell-Descartes ou lei da refracção, pode ser enunciada de várias formas.

20aa1e3d192ecb3164ac4f2095c86cd3[3] 855b336741150b679007dd522db12eef[1] 8ea889848aea5ef778754e6623b75c64[1]

 

Na animação anterior ao clicar em Outro tem a opção de inverter o sentido da luz incidente e, dessa forma, estudar o fenómeno de reflexão total.

Mais animações úteis em vários campos da Física podem ser encontradas aqui.

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Campo electromagnético gerado por uma carga oscilante

Esta animação permite visualizar o campo eléctrico e magnético criado por uma carga eléctrica oscilante. Gera-se desta forma uma onda electromagnética que se auto propaga, visto que a variação do campo eléctrico induz um campo magnético que, ao variar, induz um campo eléctrico. Há uma auto-sustentação dos dois campos.

A sua existência foi postulada por James Clerk Maxwell e confirmada experimentalmente por Heinrich Hertz.

 

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Qual a relação entre luz e enxaqueca?





Quem nunca teve uma enxaqueca? Ou ao menos uma dor de cabeça? Ou ao menos uma dor pequenininha que seja?!
Eu sinceramente desconheço quem nunca tenha sentindo ao menos uma vez na vida a cabeça latejar. Sabe aquela sensação desagradável, na qual sentimos vontade de mandar todos ao nosso redor calarem a boca? Quando estamos em períodos difíceis de nossas vidas, uma dor de cabeça consegue dificultar mais ainda a situação. Eu já senti dores de cabeça, as quais precisei largar tudo o que eu estava fazendo, correr para casa, entrar no meu quarto, fechar a janela e desligar a luz! Mas porque desligar a luz? Qual a relação da luz com a enxaqueca? Inúmeras pessoas já verificaram pessoalmente que existe essa necessidade de ficar no escuro quando estamos passando por uma crise de enxaqueca. Por que?

Pesquisadores da Universidade de Harvard estudaram a relação da luz com dores de cabeça, em dois grupos de pessoas deficientes visuais que sofriam de enxaqueca. Um dos grupos foi formado por pessoas totalmente cegas e o outro grupo por pessoas que eram capazes de apenas detectar a luz. O grupo formado por pessoas cegas, mas capazes de detectar a presença da luz apresentou um aumento na dor de cabeça após a exposição à luz. Esse resultado indicou que o mecanismo envolveria o nervo óptico que é responsável por transmitir os sinais luminosos até o cérebro sendo que, apenas o segundo grupo de pessoas possuíam esse nervo intacto.
A partir deste estudo inicial, experimentos foram realizados injetando melanopsinas (fotopigmentos) nos olhos de ratos. Foi possível detectar que em uma certa região do cérebro (tálamo), houve um grupo de neurônios que receberam um fluxo de sinais elétricos após a exposição à luz. Dessa forma, esses neurônios redistribuem os sinais de dor para o cérebro intensificando a enxaqueca e agravando a sensação de náusea, fadiga e irritabilidade. Na ausência da luz, os neurônios demoram alguns minutos para cessar o envio de estímulos devido a exposição à luz, por isso que apenas após uns 20 minutos no escuro a dor de cabeça começa a diminuir.

Para as pessoas, como eu, que sofrem desse mal indico dois livros para ajudar a controlar esse probleminha. “A dor de cabeça morre pela boca”, autores Pat e Alexandre Feldman; “Enxaqueca, finalmente uma saída” autor Alexandre Feldman

:- D

Fonte: Noseda, R.; Kainz, V.; Jakubowski, M.; Gooley, J. J.; Saper,

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Não pinte sua casa de preto!

Uma notícia da agência FAPESP me chamou a atenção por tratar de pesquisas que trazem algo que pode parecer óbvio: um estudo analisou as tonalidades de cores aplicadas com mais frequência em fachadas de edifícios no Brasil para verificar as diferenças em absorção de calor proveniente da luz solar. O estudo mostra as cores que ajudam a economizar energia elétrica: obviamente, as mais claras. Porém Continue a ler Não pinte sua casa de preto!

Porque a cores tem mais encanto

A imagem seguinte já apareceu no post Espectro electromagnético, mas volto a colocá-la pois acho que está muito boa.

EspectroEM_RadiacaoPara analisar em mais detalhe a zona do visível, aqui fica esta outra imagem (comprimentos de onda em nm). Fonte. As letras são as iniciais das cores em inglês: Violet, Blue, Green, Yellow, Orange, Red.

Linear_visible_spectrum

Devido às diferentes versões do manual existentes na turma, aqui está uma tabela que relaciona as frequências e comprimentos de onda com as diferentes cores. Fonte.

Espectro electromagnético - Visível

espectrosE, para os meus alunos do 10º, aqui está a imagem prometida para que mais facilmente possam realizar o exercício da ficha de trabalho.

Bom trabalho.

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POR QUE SAIMOS COM OLHOS VERMELHOS NAS FOTOS?

vermelho

Algumas vezes nos deparamos com alguns olhos vermelhos enquanto tiramos fotos. Verificávamos esse fato com maior freqüência há alguns anos atrás, com as câmeras fotográficas analógicas, mas isso ainda acontece com as câmeras digitais, porém com menor freqüência, pois as mesmas possuem dispositivos redutores de olhos vermelhos, mas afinal, por que às vezes ficamos com olhos vermelhos nas fotos?

Em nossos olhos existe uma estrutura chamada pupila. A pupila é responsável pelo controle de quantidade de luz que entra em nossos olhos. Quando o ambiente está muito iluminado a pupila se fecha para diminuir a quantidade de luz que esta entrando nos olhos, quando o ambiente está escuro a pupila se abre para maximizar a entrada de luz e permitir que o individuo veja o máximo possível no escuro.

Você já deve ter percebido que a grande maioria das fotos onde alguém saiu com os olhos vermelhos foi tirada de noite ou em algum ambiente pouco iluminado. E você também sabe que só podemos ver alguma coisa porque o mesmo[o objeto] reflete a luz, e a luz refletida chega aos nossos olhos possibilitando enxergamos determinado objeto.

O interior dos nossos olhos é uma estrutura muito vascularizada, ou seja, possui milhares de vasos sanguíneos e quando a foto é tirada em um ambiente pouco iluminado, a pupila do(a) “modelo(a)” está aberta. Com a pupila aberta, a luz do flash entra nos olhos e os vasos sangüíneos refletem para a câmera. Ou seja, aquele ponto vermelho sobre seus olhos nas fotos é o reflexo dos vasos sanguíneos do interior dos mesmos.

*Para evitar os olhos vermelhos nas fotos, basta você olhar para a lente da camera e não para o flash quando for tira-la.

Autores: Diego Galeano
Maísa Caldas

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