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Luz e Cores

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Arco-íris

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Se você observar um arco-íris, verá que na verdade são múltiplos arco-íris e que a sequência de cores se desloca: do azul ao vermelho e depois do vermelho ao azul, e assim por diante.

ID:(1844, 0)



O espectro

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Uma vez que o ângulo de refração depende da frequência ou comprimento de onda da luz no vidro, é possível usar um prisma para decompor a luz em suas diferentes cores.

Isso resulta no que chamamos de espectro de luz.

ID:(6972, 0)



Índice de refração

Equação

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O índice de refração, representado como $n$, é definido como a razão entre a velocidade da luz no vácuo, representada como $c$, e a velocidade da luz no meio, representada como $c_m$:

$ n =\displaystyle\frac{ c }{ v }$

ID:(3192, 0)



Frequência e comprimento de Onda dos Fótons

Equação

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Um fóton é descrito como uma onda, e sua frequência $
u$ está relacionada com o comprimento de onda $\lambda$ através da velocidade da luz $c$, de acordo com a seguinte fórmula:

$ c = \nu \lambda $

Uma vez que a frequência é o inverso do tempo de uma oscilação:

$\nu=\displaystyle\frac{1}{T}$



isso significa que a velocidade da luz é igual à distância percorrida em uma oscilação, ou seja, o comprimento de onda, dividido pelo tempo decorrido, que é o período:

$c=\displaystyle\frac{\lambda}{T}$



Em outras palavras:

$ c = \nu \lambda $

Essa fórmula corresponde à relação mecânica que a velocidade é igual à distância percorrida (comprimento de onda) dividida pelo tempo decorrido (a frequência é o inverso do período).

ID:(3953, 0)



Índice de refração e comprimento de onda

Equação

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Se $n$ for o índice de refração em um meio e $\lambda$ for o comprimento de onda no vácuo, então ao se propagar no meio, o comprimento de onda $\lambda_m$ será

$ n =\displaystyle\frac{ \lambda }{ \lambda_m }$

A energia de uma onda ou partícula (fóton) de luz é definida como



Quando essa energia se propaga de um meio, por exemplo, um vácuo com velocidade da luz $c$, para outro meio com velocidade da luz $c_m$, conclui-se que a frequência da luz permanece inalterada. No entanto, isso implica que, uma vez que a velocidade da luz é igual ao produto da frequência e do comprimento de onda, conforme expresso na equação

$ c = \nu \lambda $



o comprimento de onda deve mudar à medida que transita entre meios.

Portanto, se tivermos um comprimento de onda da luz em um meio $\lambda_m$ e em um vácuo $\lambda$, o índice de refração pode ser definido como

$ n =\displaystyle\frac{ c }{ v }$



e pode ser expresso como

$n=\displaystyle\frac{c}{c_m}=\displaystyle\frac{\lambda\nu}{\lambda_m\nu}=\displaystyle\frac{\lambda}{\lambda_m}$



Em outras palavras,

$ n =\displaystyle\frac{ \lambda }{ \lambda_m }$

ID:(9776, 0)



A luz e suas cores

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Um arco-íris nos mostra que a luz que o ilumina é decomposta em múltiplas cores. Na verdade, com uma observação cuidadosa, você pode ver que existem múltiplos arco-íris.

Isso acontece porque cada gota de água age como um pequeno prisma circular, permitindo múltiplas refrações e a criação de vários arco-íris.

ID:(1625, 0)



Espectro newtoniano

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Newton usou um prisma para decompor a luz em seus componentes, acreditando que poderia identificar um número finito de cores:

ID:(1682, 0)



Sir Isaac Newton

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O primeiro a compreender a estrutura da luz como uma entidade física foi Sir Isaac Newton.

Sir Isaac Newton
(1643-1727)

Através de um experimento muito simples, ele demonstrou que a luz branca era composta por cores. No entanto, ele acreditava que o número de cores era discreto, como indicado em seu gráfico que representava suas observações.

ID:(6971, 0)



A realidade das coisas

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As cores que vemos nem sempre correspondem necessariamente à realidade. Nossos olhos captam a luz e geram impulsos elétricos com base na quantidade de luz azul, vermelha e verde que percebemos. No entanto, a intensidade nem sempre reflete as proporções reais, o que faz com que a percepção seja diferente da realidade:

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Vídeo: Luz e Cores