Espectro Visível

Por Carlos Alexandre Cavalheiro
Com a evolução da Física ao longo dos anos, os cientistas perceberam que a luz possui um comportamento similar ao das ondas eletromagnéticas, a luz é uma oscilação e se propaga no vácuo com uma certa variação no tempo (frequência). Podemos associá-la como um exemplo para o som, sem caracterizar muitos detalhes o som é uma vibração mecânica do ar, onde frequências diferentes caracterizariam sons graves e agudos. Assim como o som, as frequências determinam as cores para a luz, para uma determinada faixa de frequências podemos observar as cores, e essa faixa de cores é chamada de espectro de luz visível.

Figura 1 – Ilustra a faixa dentro do espectro eletromagnético visível, ou seja, o Espectro Visível, escala em comprimento de onda.

Os limites do espectro visível variam de pessoa para pessoa, mais ou menos, sendo assim, os olhos dos seres humanos tem uma faixa definida, se limitando entre 350nm a 700nm dos comprimentos de ondas para a luz visível.

Podemos dizer então que para cada cor temos uma determinada frequência e comprimento de onda que a distingue das demais, temos por exemplo: a luz vermelha que é uma luz de menor freqüência e consequentemente menor energia, já o violeta é uma luz de maior freqüência e nos submete a maior energia.

Existe a relação entre comprimento de onda (λ) e freqüência (f), cuja relação é inversamente proporcional, onde o comprimento da onda é dado pela divisão da velocidade da onda (no caso a velocidade da luz (c = 3x108m/s)), pela frequência da onda.

λ = c/f

Abaixo segue uma tabela que ilustra bem cada faixa de frequência e comprimento de onda para as faixas de luz visíveis.

Cor Comprimento de onda (nm) Frequência (THz)
Vermelho 625 a 740 480 a 405
Laranja 590 a 625 510 a 480
Amarelo 565 a 590 530 a 510
Verde 500 a 565 600 a 530
Ciano 485 a 500 620 a 600
Azul 440 a 485 680 a 620
Violeta 380 a 440 790 a 680

Os estudos da energia da luz podem ser observados em diversos trabalhos da física, desde Newton com os estudos da separação da luz branca utilizando um prisma, as mais sofisticadas técnicas de análises espectrográfica.

Um exemplo muito próximo de nós que mostra a “força”, ou melhor, a energia das frequências de luz, é o efeito fotoelétrico, que está presente nos shoppings ou estabelecimentos, onde a porta abre sozinha quando nos aproximamos.

Um dos precursores nesse estudo foi Heinrich Hertz em meados 1884, e um outro trabalho muito famoso que explicou satisfatoriamente o efeito publicado em 1905, intitulado “Um ponto de vista heurístico sobre a produção e transformação da luz”, onde ninguém mais que Einstein propôs uma explicação do efeito fotoelétrico e ganhou o prêmio Nobel por isso.

A relação energia (E) e frequência (f), proposta por Einstein, é proporcional e está relacionada por uma constante, a constante de Planck (h), dada pela equação abaixo:

E = hf

Ao observarmos o espectro de radiação por completo as ondas eletromagnéticas tem uma atuação muito presente em nossas vidas, muito mais do que se imagina, a figura abaixo trás as frequências para as ondas e algumas aplicações.

Figura 2 – Gráfico que ilustra o espectro de radiações e todas as frequências. Fonte: GREF - Grupo de Reelaboração do Ensino de Física - http://www.if.usp.br/gref

Claramente percebemos que a faixa do espectro visível é apenas uma pequena porção quando comparada ao vasto mundo das ondas eletromagnéticas que nos rodeiam.

Referências
Halliday, David; Resnick, Robert; Walker Jearl; trad. de Biasi, Ronaldo Sérgio. Fundamentos de Física. vol.4. Rio de Janeiro: LTC, 2003.