A luz visível ou espectro visível, é o conjunto de ondas eletromagnéticas que, ao penetrar em nossos olhos, pode sensibilizar a retina e desencadear o mecanismo da visão. Essas ondas, como qualquer outra radiação eletromagnética, são originadas por cargas elétricas oscilantes.
No caso da luz, os elétrons presentes nos átomos que constituem a matéria, ao receberem energia por colisões, excitam-se e passam a ocupar níveis energéticos mais altos. Ao retornarem aos níveis energéticos originais, a energia que haviam recebido é devolvida ao meio sob a forma de luz, capaz de impressionar nossas retinas.
Isaac Newton percebeu que a luz se propagava em linha reta e descobriu, também, que, ao atravessar um prisma de vidro, a luz solar branca sofria dispersão e se decompunha, nas cores do arco-íris. Newton defendia a hipótese de que a luz era constituída por partículas que obedeciam às leis da Mecânica. A ideia de que a luz é constituída por atividade oscilatória de um meio não-identificado levou o físico e astrônomo holandês Christian Huygens (1629-1695) a propor, em 1687, a teoria ondulatória da luz. (Se informe mais em: Cor da Luz).
Em 1801, o físico inglês Thomas Young (1773-1829) realizou experimentos que reforçaram essa teoria. O comprimento de onda da luz visível, determinado por ele, colocava esse tipo de radiação do espectro eletromagnético na faixa entre 4,0 • 10-7 m e 7,5 • 10-7 m. Considerando que a velocidade de propagação da luz é de 3,0 • 108 m/s e usando a equação das ondas, podemos obter os correspondentes valores de frequências que situam a luz visível na faixa entre 7,5 • 1014 Hz e 4,0 • 1014 Hz.
A sensação visual de cor que a luz visível provoca nos seres humanos está relacionada ao comprimento de onda da radiação ou, o que é equivalente, à sua frequência. Assim, ondas luminosas com comprimentos de onda diferentes provocam sensações visuais de cores diferentes.
A luz visível de maior comprimento de onda — portanto, com a menor frequência — provoca a sensação visual do vermelho, e a luz visível de menor comprimento de onda — portanto, com a maior frequência — provoca a sensação visual do violeta.
Como as frequências das ondas do espectro eletromagnético variam de modo contínuo, temos naquela faixa do espectro infinitas frequências, o que corresponde a um número infinito de cores variando em degrade. Nesse degrade contínuo de cores destacam-se sete regiões, com as cores que podem ser vistas em um arco-íris.
O diagrama ao lado mostra os intervalos de comprimentos de onda presentes em cada uma dessas sete regiões do espectro e suas respectivas frequências.
A luz branca solar resulta da superposição das infinitas cores do espectro visível, e isso pode ser evidenciado quando um raio de luz branca do Sol atravessa um prisma de vidro. A decomposição da luz branca é explicada pela diferença no valor da velocidade de propagação de cada luz colorida em meios materiais: a velocidade de propagação, nos meios materiais, aumenta do violeta para o vermelho. Assim, nos meios materiais, temos:
Como a velocidade de propagação varia de cor para cor, os correspondentes valores de índices de refração também variam e, pela lei de Snell-Descartes, cada cor será retratada sob determinado ângulo.
A luz visível permite o funcionamento de muitos instrumentos ópticos, desde um simples espelho até um sofisticado microscópio. Entretanto, uma das aplicações mais técnicas da luz visível ocorreu em 1960, quando o físico norte-americano Theodore Harold Maiman desenvolveu o primeiro laser, nome que abrevia a expressão do inglês light amplification by stimulated emissíon of radiation (luz amplificada por emissão estimulada de radiação), um tipo de luz que só pode ser obtido com equipamentos especiais. O laser obtido por Maiman produzia pulsos de luz vermelha, com comprimento de onda de 694 nm, a partir de um bastão de rubi e empregava a luz de um cintilador como fonte de energia.
A luz visível origina-se em geral quando elétrons saltam de níveis mais energéticos para níveis menos energéticos (saltos quânticos) e, nesse caso, a luz comum, mesmo que de uma só cor, é uma mistura de diferentes frequências. No caso da luz laser, todos os saltos quânticos correspondem a uma mesma variação de energia e, assim, um feixe de laser apresenta uma única frequência, ou seja, uma mesma única cor. Além disso, nele as ondas eletromagnéticas propagam-se paralelamente umas às outras e são produzidas em fase, ou seja, todas as cristas e todos os vales se deslocam juntos (luz coerente), como pode ser observado na figura abaixo.
Luz comum (mistura de várias frequências) e luz laser (uma única frequência).
Por: Renan Bardine
Veja também:
- Radiação Solar
- Radiação Ultravioleta
- Radiação Eletromagnética
- Radiação Infravermelha
- Efeito Doppler
- Holografia
