Parte I: a Visão
Joaquim Delphino Da Motta Neto
Departamento de Química, Cx. Postal 19081
Centro Politécnico, Universidade Federal do Paraná (UFPR)
Curitiba, PR 81531-990, Brasil
Neste curso abordaremos
aspectos do sentido da visão
e como percebemos alguns
experimentos de Química...
Química da Cor, Parte I
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Resumo
Por que as cores são interessantes?
 Primórdios: Kepler, Huygens e Newton
 Thomas Young...
 Johann W. von Goethe...
 .. e Hermann von Helmholtz
 A Teoria Tricromática
 Ewald Hering
 A Teoria dos Processos Oponentes (1872)
 A percepção da cor / Complementaridade

Química da Cor, Parte I
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Por que estamos aqui ?
O que atrai o ser humano para qualquer atividade?
Normalmente não é nenhum aspecto técnico, ou
conveniência. Usualmente tem a ver com estética.
“Porque é bonito”, é o que vem à nossa cabeça.
Química da Cor, Parte I
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Geólogos sentem prazer
em experimentar a
Natureza e observar a
beleza de formações
geológicas...
Jardim dos Deuses, CO
Química da Cor, Parte I
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Golfistas sentem prazer em jogar em
Saint-Andrews e cruzar Swilcan Byrne...
Química da Cor, Parte I
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Bailarinos sentem prazer em dançar...
Maria Alexandrova em “a Filha do Faraó” (Bolshoi, 2004)
Química da Cor, Parte I
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... e botânicos sentem prazer em experimentar
a Natureza e observar a beleza de flores.
Química da Cor, Parte I
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Aqui fazemos a pergunta:
O que nos “atraiu” para a
Química?
Na maior parte dos casos,
as cores tiveram um
papel importante.
Química da Cor, Parte I
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Mais de 80% da informação
sobre o ambiente à nossa volta é
recebida pelo sentido da visão.
O homem é um animal visual.
Química da Cor, Parte I
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Não é de espantar que, ao longo
da História, grandes cientistas e
pensadores se dedicaram a
tentar entender os processos da
visão e a percepção das cores.
Porque? Por que é bonito. Só.
Vamos voltar no tempo...
Química da Cor, Parte I
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Johann Kepler (1571-1630)
Em 1596 publicou o
Mysterium cosmographicum.
Em 1609 e 1619 descobriu as
três leis que governam o
movimento planetário.
Em 1619 descobriu dois novos
poliedros regulares. Em 1624
deu a primeira prova de como
os logaritmos funcionam.
Química da Cor, Parte I
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Primeiro modelo cosmológico de Kepler (1596)
Química da Cor, Parte I
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Em 1604...
Química da Cor, Parte I
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Christiaan Huygens (1629-1695)
Em 1656 descobriu os
anéis de Saturno. Em 1659
publicou o Systema
Saturnium. Em 1673
publicou o Horologium
oscillatorium sive de motu.
Propôs a teoria ondulatória
da luz no Traité de la
Lumière (1690).
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Química da Cor, Parte I
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Além da teoria ondulatória
sugerida por Huygens,
outra teoria apareceu...
Química da Cor, Parte I
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Sir Isaac Newton (1642-1727)
Partindo da geometria de
Descartes, inventou uma forma
primitiva de Cálculo em 1664-5.
Em 1671 publicou Opticks.
Após Halley convencê-lo, em
1687 publicou o Principia
Philosophiae.
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Disco de Newton (1671)
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Química da Cor, Parte I
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Tendo Newton estabelecido sua
teoria corpuscular da luz, diversos
médicos se dedicaram a explicar
os processos fisiológicos da visão.
Só no século XIX começaram a
aparecer teorias consistentes...
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Thomas Young (1773-1829)
Começou a estudar Medicina
em Londres (1792), mudou-se
para Edinburgh (1794) e
obteve o doutorado em
Göttingen (1796).
É considerado “o último
homem a saber tudo”.
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Em 1801 descobriu o fenômeno da interferência
(o experimento da fenda dupla) que estabeleceu
as bases da teoria ondulatória da luz.
No mesmo ano propôs um ensaio sobre uma
“Teoria Tricromática” (a idéia de que o olho
humano é capaz de perceber combinações de três
cores primárias).
Em 1805 deduziu a fórmula de Young-Laplace.
Em 1814 decifrou completamente a pedra de
Rosetta.
Química da Cor, Parte I
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Johann von Goethe (1749-1832)
Ainda jovem, foi um dos líderes
do romantismo anárquico do
movimento Sturm und Drang.
Levou 60 anos escrevendo o
poema Faust, que termina no
caos material e espiritual da
Revolução Industrial.
Química da Cor, Parte I
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Dentre diversas incursões no campo da Física,
Goethe estudou as cores e publicou Zur
Farbenlehre em 1810. O tratado contem descrições
de refração, cores dióptricas e acromatismo.
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Em meados do século XIX,
diversos pesquisadores
(como Helmholtz e Maxwell)
começaram a revisitar as teorias
lançadas por Young.
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Hermann von Helmholtz (1821-1894)
Médico alemão, é mais
conhecido em Química por
seus estudos de Termodinâmica (inclusive sua
definição da energia livre).
Foi também uma figura
importante do debate
vitalismo vs. materialismo.
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Helmholtz inventou o oftalmoscópio (possibilitando o
exame direto da retina). Entre 1856 e 1867, publicou os
três volumes do Handbook of Physiological Optics.
Elaborou a Teoria Tricromática.
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Teoria Tricromática
O olho deve conter três tipos de receptores de cor,
um para cada uma das cores primárias (vermelho,
verde e azul/violeta).
A incidência de luz de determinado comprimento
de onda estimula em graus variáveis estes
receptores, produzindo a sensação de “cor”.
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Diagrama atualmente aceito da distribuição
espectral dos cones e bastonetes.
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H. Ewald Hering (1834-1918)
Obteve seu doutorado em
Kiel (1893). Conhecido por
sua competência e teimosia,
chegou a ser indicado para o
Prêmio Nobel de Medicina
(por seu trabalho sobre a
regulação automática da
circulação pelos nervos
pressoreceptores).
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Teoria dos Processos Oponentes
Em 1872 Hering propôs que células receptoras
reagem a pares de cores opostas (vermelho/verde,
amarelo/azul e branco/preto).
A teoria não foi aceita inicialmente, mas explicava
o fenômeno da persistência de imagens.
Vamos fazer um pequeno experimento...
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Diversos artistas impressionistas usaram a
teoria de Hering. Veja o exemplo abaixo:
V. van Gogh, The Sower, 1888.
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A teoria de Hering foi revista em 1970 por
Edwin Land, e finalmente aceita como correta.
Detalhe: existem receptores de pares de cores
opostas. Ao nível da retina só há três receptores
de cor (como sugerido por Young e Helmholtz),
mas no cérebro as cores são traduzidas em seis
por causa dos pares de cores opostas.
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Percepção da cor
O olho humano recebe estímulos em dois níveis:
Na retina, tricromática (Young & Helmholtz)
No nervo ótico, processos oponentes (Hering)
Como estes estímulos se combinam no cérebro?
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O cérebro processa dois conjuntos de sinais
visuais, denominados de “corrente dorsal” e
“corrente ventral” (que processa a cor).
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Espectro visível
É a porção do espectro eletromagnético que pode
ser detectada pelo olho humano (400-700 nm).
Luz incidindo sobre objetos opacos pode ser
refletida (como num espelho), espalhada ou
absorvida. A combinação dos três processos
dá origem às “cores” características do objeto.
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Química da Cor, Parte I
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Decomposição de cores
Existem diversos sistemas. O mais conhecido
decompõe a “cor” em três coordenadas:
Matiz
 comprimento de onda dominante
Saturação  intensidade ou concentração
Valor
 escuro / claro
A combinação dá origem às chamadas cores
“não-espectrais” (rosa, marrom, magenta)
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Diagrama de cromaticidade espacial (CIE, 1931)
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Complementaridade
A luz do Sol é branca (a mistura de todos os
comprimentos de onda). Se parte desta luz é
absorvida por algum objeto opaco, então a luz
espalhada pelo objeto é a sua complementar.
Por que cenouras são laranja?
Por que as folhas das árvores são verdes?
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Cenouras têm alta
concentração de caroteno. Qual será o
espectro de absorção
(UV-visível) deste
composto?
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Absorve no azul!
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Folhas têm alta
concentração de
clorofila. Qual será o
espectro de absorção
(UV-visível) deste
composto?
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Absorve no vermelho e UV ! Por isso é verde!
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Complementaridade
Cenouras tem cor laranja por que elas têm
alta concentração de caroteno e derivados,
que absorvem no azul (m  450 nm).
Folhas das árvores tem cor verde por que
elas têm altas concentrações de clorofila,
que absorve no vermelho (m  670 nm).
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Agora que já temos algum
conhecimento sobre como
percebemos as cores, podemos
passar ao que nos interessa...
Química.
Como aparecem experimentos
coloridos em Química?
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A seguir:
Química Analítica
 Indicadores de pH
 Eletroquímica
 E mais !...

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