Imagens ocultas
Experimento cadastrado por Helder de Figueiredo e Paula em
03/12/2013
Classificação
•••••
(baseado em 0 avaliações)
Total de exibições: 38 (até 10/12/2013)
Palavras-chave: Óptica, Cores, Relação entre a cor de um
objeto e a luz que o ilumina
Onde encontrar o material?
em casa
Quanto custa o material?
até 10 reais
Tempo de apresentação
até 30 minutos
Dificuldade
fácil
Segurança
seguro
Introdução
Observe atentamente a imagem exibida a seguir. Descreva em palavras o que você vê nesta imagem. Depois, dobre um
pedaço de papel celofane vermelho, várias vezes, ou use outro tipo de filtro vermelho que deve ser colocado sobre a imagem.
Feito isto, diga o que você vê! O truque de ocultação de imagens, que você acaba de observar, tem uma explicação
surpreendente. Descubra como explicar este truque nesta atividade.
Nota: a imagem exibida nesta introdução e outra similar a ela pode ser reproduzida em papel se você tiver uma impressora
colorida. Um arquivo em pdf contendo duas figuras com imagens ocultas pode ser acessado aqui.
Materiais necessários
Folha de papel celofane vermelha dobrada várias vezes ou outro tipo de filtro vermelho
Lâmpadas de LED ou lâmpadas fluorescentes nas cores vermelha, verde e azul
Papel A4 com retângulos nas vermelha, verde e azul (padrão RGB)
Passo 1
Efeito da luz vermelha sobre superfícies coloridas
Em um ambiente bem escuro, ligue uma lâmpada vermelha e faça a luz incidir sobre uma folha de papel A4 contendo
retângulos pintados com tinta foscas nas cores vermelha, verde e azul, de acordo com o padrão RGB. O melhor efeito é obtido
com tinta de uso profissional. Qual é cor dos retângulos iluminados apenas por luz vermelha? É fácil distinguir o papel
originalmente branco do retângulo vermelho iluminado com luz vermelha?
Verifique se as cinco afirmações apresentadas no texto a seguir permitem explicar as diferenças nas cores apresentadas pelos
retângulos nas situações em que eles são iluminados por “luz branca” e por luz vermelha. Em caso negativo, diga por que as
afirmações não são suficientes para explicar o que foi observado. Em caso positivo, escreva um texto que utilize as ideias
expressas nas afirmações para explicar o que foi observado.
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Afirmação 1: quando todas as cores do arco-íris alcançam, simultaneamente, o fundo dos nossos olhos, o nosso cérebro
produz a sensação de “luz branca”. Afirmação 2: um objeto que nos parece branco, ao ser iluminado por “luz branca”, reflete
todas as cores do arco-íris para o fundo de nossos olhos. Afirmação 3: um objeto que nos parece “vermelho”, ao ser atingido
por “luz branca”, reflete apenas luz vermelha e absorve a energia associada às outras cores do arco-íris que compõem a “luz
branca”. Afirmação 4: um objeto que parece verde, sob “luz branca”, reflete luz verde e absorve de todas as outras cores.
Afirmação 5: um objeto que parece azul, sob “luz branca”, reflete luz azul e absorve todas as outras cores.
Esquerda: Papel branco iluminado com luz ambiente e com retângulos
coloridos. Direita: o mesmo papel iluminado, exclusivamente, com luz
vermelha. Note como é difícil distinguir o retângulo “vermelho”
Passo 2
Efeito da luz verde sobre superfícies coloridas
Em um ambiente bem escuro, utilize uma lâmpada verde para iluminar a mesma folha de papel A4 usada no Passo 1. As
cores exibidas pelos retângulos são diferentes daquelas observadas quando as mesmas superfícies são iluminadas com luz
vermelha? É fácil distinguir o papel originalmente branco do retângulo verde iluminado com luz verde? As cinco afirmações
apresentadas ao final do Passo 1 permitem compreender os resultados desse novo experimento?
Esquerda: Papel branco iluminado com luz ambiente e com retângulos
coloridos. Direita: o mesmo papel iluminado, exclusivamente, com luz verde.
Note como é difícil distinguir o retângulo “verde” do pap
Passo 3
Efeito da luz azul sobre superfícies coloridas
Em um ambiente bem escuro, utilize uma lâmpada de LED azul para iluminar a mesma folha de papel A4 usada
anteriormente. Responda, novamente, às seguintes questões: (i) as cores exibidas pelos retângulos são diferentes daquelas
observadas quando as mesmas superfícies são iluminadas com luz vermelha ou verde? É fácil distinguir o papel originalmente
branco do retângulo azul iluminado com luz azul? (ii) as afirmações apresentadas ao final do Passo 1 permitem compreender
os resultados deste terceiro experimento?
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Esquerda: Papel branco iluminado com luz ambiente e com retângulos
coloridos. Direita: o mesmo papel iluminado, exclusivamente, com luz azul.
Note como é difícil distinguir o retângulo “azul” do papel
Passo 4
Revisitando a imagem exibida na introdução desta atividade
A imagem apresentada na introdução desta atividade contem linhas avermelhadas (tons de vermelho e laranja), além de um
fundo branco. O filtro vermelho colocado sobre essa imagem permite que apenas luz vermelha incida sobre a tela ou o papel
que serve de suporte para a imagem. Outras cores são “absorvidas” pelo filtro e, por essa razão, não incidem sobre a
superfície de suporte. Baseado nas observações e raciocínios realizados nos passos anteriores desta atividade, responda: (i) é
fácil distinguir as áreas brancas e vermelhas do suporte que sustenta a imagem, quando nós observamos esse suporte com
um filtro vermelho? (ii) é possível ver a cor das linhas verdes distribuídas sobre a imagem, quando essas linhas são vistas
através do filtro vermelho? (iii) afinal, qual é a cor (ou quais são as cores) que está (ou que estão) sendo ocultada(s) pelo filtro
vermelho?
Passo 5
O que acontece
De acordo com as ciências, a luz é um fenômeno de propagação (ou de radiação) de energia que, ora exibe características
corpusculares, ora exibe características ondulatórias.
Do ponto de vista corpuscular, cada uma das diferentes cores visíveis aos olhos humanos é constituída por “corpúsculos”,
“partículas” ou “pacotinhos” que contêm uma quantidade específica de energia (as “partículas”, os “corpúsculos” ou os
“pacotinhos” de energia são chamados de fótons). Luz vermelha é aquela cujos fótons contêm a menor quantidade de
energia, dentre as cores contidas no espectro do arco-íris. Dentro do mesmo espectro, a luz violeta é aquela cujos fótons
contêm a maior quantidade de energia.
Do ponto de vista ondulatório, cada uma das diferentes cores visíveis aos olhos humanos se propaga na forma de uma onda
que tem um comprimento de onda ou uma frequência bem específicos. Luz vermelha é aquela cujo comprimento de onda (0,7
milionésimos de metro) é o maior de todos, dentre as ondas associadas às cores contidas no espectro do arco-íris. Dentro do
mesmo espectro, a luz violeta é aquela cujo comprimento de onda (0,4 milionésimos de metro) é o menor de todos. Se
compararmos as frequências das ondas contidas no espectro do arco-íris, teremos o vermelho, em um extremo, com a menor
frequência (400 trilhões de vibrações por segundo), enquanto o violeta fica no outro extremo com a maior frequência (400
trilhões de vibrações por segundo).
Apesar de parecer uma ideia desafiadora, essa “dupla identidade” da luz como onda ou como partícula segue uma regra
básica: (i) quando se propaga, de um ponto a outro do espaço, a luz sempre se comporta como onda; (ii) quando é absorvida
ou emitida pelos átomos que compõem os materiais, a luz sempre se comporta como partícula, isto é, como um “pacotinho de
energia” que recebe o nome de fóton.
Seguindo essa regra básica, explicaremos o que acontece no experimento que você acabou de realizar, ao admitir que a luz se
comporte como um conjunto de partículas. Nós acreditamos que a luz branca emitida pelo Sol ou por uma lâmpada de “luz
branca” é constituída por todas as cores do arco-íris. Assim, um objeto verde, quando iluminado por “luz branca”, absorve os
fótons (partículas ou corpúsculos de luz) associados às todas as outras cores e reflete (ou reemite) apenas fótons associados à
cor verde. A energia dos fótons associados às outras cores será, inicialmente, absorvida pelos átomos que compõem o objeto
colorido e, posteriormente, reemitida ao ambiente na forma de fótons de infravermelho, incapazes de sensibilizar os olhos
humanos.
Aplicando esse modelo ao raciocínio à imagem exibida na introdução desta atividade, podemos dizer que os fótons associados
à cor vermelha são os únicos que atravessam o filtro colorido vermelho que nós colocamos sobre a imagem. Quando atingem
os pigmentos verdes que compõem os desenhos registrados nessa imagem, esses “fótons vermelhos” são absorvidos, sendo,
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posteriormente, reemitidos como “luz infravermelha”. Os pigmentos avermelhados e o fundo branco que compõem a mesma
imagem são igualmente capazes de refletir ou reemitir os “fótons vermelhos”. Por isso, os pigmentos avermelhados e o fundo
branco se confundem, impedindo que nós possamos distingui-los. As linhas verdes que compõem a imagem, por outro lado,
tornam-se pretas e, assim, sobressaem sobre um fundo difuso e vermelho. Eis a solução do mistério. A cor verde também é
oculta no processo. Contudo, são justamente as linhas verdes que se tornam “visíveis”, por contraste, ao se mostrarem como
linhas escuras sobre um fundo avermelhado.
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