Conteúdos
Luz e Cor
Objetivos
Compreender os fenômenos de absorção e reflexão da luz;
Determinar a cor de objetos a partir das frequências de luz absorvidas e refletidas;
Diferenciar cor-luz de cor-pigmento.
Assim como as ondas sonoras se traduzem por meio da audição e o toque e o calor são percebidos pelo tato, a luz visível nos permite conhecer o mundo por meio da visão. Há outras faixas de frequências da luz que estão fora do alcance da nossa visão, como infravermelho (frequências menores que a da luz vermelha) e ultravioleta (frequências maiores que a da luz violeta). Ondas de rádio, micro-ondas, raios X e raios gama completam o espectro das ondas eletromagnéticas. Podemos então considerar nossos olhos como uma ”antena” capaz de captar somente uma estreita faixa de ondas eletromagnéticas desse espectro.
Em um ambiente escuro não podemos perceber nem a forma nem as cores dos objetos… Isso acontece, pois, para enxergar, precisamos que a luz chegue até nossos olhos e, para distinguir formas e cores, essa luz deve ser proveniente de um objeto luminoso ou iluminado. Se o objeto for iluminado, então, ele reflete parte da luz nele incidente e é essa luz refletida que chega aos nossos olhos. Dessa forma, as cores dos objetos dependem tanto das frequências que compõem a luz que nele incide, quanto das frequências que compõem a luz que é refletida. Imagine um objeto que, iluminado com a luz solar, é amarelo. Se esse objeto for iluminado com luz azul, ele ficará preto, mas se for iluminado com luz vermelha, ficará vermelho. Será que todos compreendem por quê?
O objetivo deste plano de aulas é levar os alunos a compreender as cores dos objetos como uma combinação de frequências da luz por eles refletida, e, a partir daí, prever as cores dos objetos quando iluminados por diferentes cores de luzes.
1ª Etapa: Opcional: Exercícios de vestibulares
Nesta etapa os alunos podem testar seus conhecimentos por meio de questões de vestibular. Segue abaixo uma pequena seleção. As respostas corretas estão em vermelho.
1. (Fgvrj 2011) Sob a luz solar, Tiago é visto, por pessoas de visão normal para cores, usando uma camisa amarela, e Diana, um vestido branco. Se iluminadas exclusivamente por uma luz azul, as mesmas roupas de Tiago e Diana parecerão, para essas pessoas, respectivamente,
a) verde e branca.
b) verde e azul.
c) amarela e branca.
d) preta e branca.
e) preta e azul.
2. (G1 – cps 2004) Os versos a seguir lembram uma época em que a cidade de São Paulo tinha iluminação a gás:
"Lampião de gás!
Lampião de gás!
Quanta saudade
Você me traz.
Da sua luzinha verde azulada
Que iluminava a minha janela
Do almofadinha, lá na calçada
Palheta branca, calça apertada"
(Zica Bergami)
Quando uma "luzinha cor verde azulada" incide sobre um cartão vermelho, a cor da luz absorvida é:
a) verde e a refletida é azul
b) azul e a refletida é verde
c) verde e a refletida é vermelha
d) verde azulada e nenhuma é refletida
e) azul e a refletida é vermelha
3. (Ufrn 2002) Ana Maria, modelo profissional, costuma fazer ensaios fotográficos e participar de desfiles de moda. Em trabalho recente, ela usou um vestido que apresentava cor vermelha quando iluminado pela luz do sol.
Ana Maria irá desfilar novamente usando o mesmo vestido. Sabendo-se que a passarela onde Ana Maria vai desfilar será iluminada agora com luz monocromática verde, podemos afirmar que o público perceberá seu vestido como sendo
a) verde, pois é a cor que incidiu sobre o vestido.
b) preto, porque o vestido só reflete a cor vermelha.
c) de cor entre vermelha e verde devido à mistura das cores.
d) vermelho, pois a cor do vestido independe da radiação incidente.
4. (Ufv 2001) Em uma situação, ilustrada na figura 1, uma lâmpada e um observador têm, entre si, uma lâmina de vidro colorida. Em outra situação, ilustrada na figura 2, ambos, a lâmpada e o observador, encontram-se à frente de uma lâmina de plástico colorida, lisa e opaca. Mesmo sendo a lâmpada emissora de luz branca, em ambas as situações o observador enxerga as lâminas como sendo de cor verde.
Pode-se, então, afirmar que, predominantemente:
a) o vidro reflete a luz de cor verde, absorvendo as outras cores, e o plástico transmite a luz de cor verde, absorvendo as outras cores.
b) o vidro absorve a luz de cor verde, transmitindo as outras cores, e o plástico absorve a luz de cor verde, refletindo as outras cores.
c) o vidro transmite a luz de cor verde, absorvendo as outras cores, e o plástico absorve a luz de cor verde, refletindo as outras cores.
d) o vidro transmite a luz de cor verde, absorvendo as outras cores, e o plástico reflete a luz de cor verde, absorvendo as outras cores.
e) o vidro absorve a luz de cor verde, transmitindo as outras cores, e o plástico reflete a luz de cor verde, absorvendo as outras cores.
5. (Ufes 1996) Um objeto amarelo, quando observado em uma sala iluminada com luz monocromática azul, será visto
a) amarelo.
b) azul.
c) preto.
d) violeta.
e) vermelho.
6. (Unirio 1995) Durante a final da Copa do Mundo, um cinegrafista, desejando alguns efeitos especiais, gravou cena em um estúdio completamente escuro, onde existia uma bandeira da "Azurra" (azul e branca) que foi iluminada por um feixe de luz amarela monocromática. Quando a cena foi exibida ao público, a bandeira apareceu:
a) verde e branca.
b) verde e amarela.
c) preta e branca.
d) preta e amarela.
e) azul e branca.
7 – (ENEM 2011)
a) Azul
b) Verde
c) Violeta
d) Laranja
e) Vermelho
2ª Etapa: Problematização: Disco de Newton e Mistura de Tintas
Nesta etapa os alunos devem levantar hipóteses acerca das combinações que resultam em diferentes cores. A sala deve ser dividida em pelo menos dois grupos. Metade deles construirá um disco de Newton e a outra metade fará uma mistura de tintas guache.
DISCO DE NEWTON
Modo de fazer: recorte 2 círculos de 10cm de raio e cole um sobre o outro para obter um disco rígido. Pinte conforme as cores indicadas.
Cole o disco colorido sobre o disco de papelão. No centro deles faça um pequeno furo e introduza um lápis de modo a fazer um pião.
MISTURA DE TINTAS
Num pote devem ser adicionadas as tintas das cores listadas em igual proporção. Com o palito a mistura deve ser homogeneizada.
Uma vez prontos o disco e a mistura, os grupos devem se reunir para observarem:
• Que cor é visualizada quando o disco é posto para girar?
• Que cor tem a mistura de tintas das mesmas cores que compõem o disco?
O disco tende a ficar branco ao girar, mas a mistura de tintas fica escura. A ideia é que perguntas e hipóteses surjam a partir dessas observações. Por que as mesmas cores quando misturadas de diferentes formas resultam em efeitos diferentes? As mistura das cores resulta em branco ou em preto (ou quase isso…) afinal?
Ficar com essas perguntas na cabeça, ainda sem respostas muito precisas, faz parte do processo de aprendizagem. Peça para que os grupos registrem suas observações, perguntas e hipóteses.
3ª Etapa: Cor-luz versus Cor-pigmento: pesquisa e atividade
Proponha aos alunos que assistam aos vídeos Mago da Física – Luz e Cores (Primárias e Secundárias) e Cor luz e cor pigmento para pesquisar sobre as cores-pigmento primárias.
Proponha também que utilizem as simulações disponíveis em http://phet.colorado.edu/en/simulation/color-vision que auxiliarão na apuração dos conceitos importantes.
Na sequência proponham que preencham uma tabela com as conclusões, como o modelo abaixo (em vermelho as respostas corretas):
É importante que, uma vez identificadas as cores primárias e secundárias tanto para luz como para pigmento, se entenda porque a teoria das cores-luz é chamada de aditiva e das cores-pigmento de subtrativas. É igualmente interessante que os alunos identifiquem os padrões RGB e CYM para as cores e os associe respectivamente com cor-luz e cor-pigmento.
Seguem abaixo algumas perguntas que podem ser feitas para direcionar o trabalho:
• Quais são as cores primárias que compõem a luz? Se todas as cores primárias estiverem presentes na mesma intensidade, como será a luz resultante?
• Quais são as cores primárias que compõem pigmentos? Aos misturar pigmentos de cores primárias de mesma intensidade, que cor se obtém?
• As cores foram objeto de estudo de dois grandes pensadores: Isaac Newton (1642-1727) e Johann Wolfgang Goethe (1749-1832). Para Newton, a sobreposição de cores primárias resulta no branco. Já para Goethe a sobreposição de cores resultaria no preto. A teoria de Newton é baseada na adição de cores, enquanto a de Goethe na subtração de cores. Expliquem como ambas as teorias da “cor-luz” e da “cor-pigmento” podem estar corretas e se complementam. Exemplifiquem.
• Como as teorias da composição das cores aditivas de Newton e das cores subtrativas de Goethe podem ajudar na escolha de cores para a pintura de um ambiente com iluminação artificial?
• Qual desses padrões é utilizado em impressoras coloridas? Como é possível obter tantas cores diferentes utilizando, além da tinta preta, somente outras três cores?
• Como é possível mudar a cor de objetos em cenários de shows?
Depois de explorar e discutir esse conceitos, os alunos devem estar aptos a retomar as discussões sobre o disco de Newton e a mistura das cores. Os registros das explicações com correção conceitual elaborados nesta etapa devem ser comparadas com as hipóteses iniciais escritas na 1ª etapa. Tais hipóteses podem ser refutadas ou ratificadas.
Materiais Relacionados
Reveja conceitos sobre luz, cores e visão em:
http://www.seara.ufc.br/especiais/fisica/coresluz/coresluz3.htm http://www.if.ufrj.br/teaching/luz/cor.html
http://www.faac.unesp.br/graduacao/di/downloads/cores/Teoria_das_Cores.pdf
Assista ao vídeo Mago da Física – Luz e Cores (Primárias e Secundárias), disponível em http://www.youtube.com/watch?v=0DaXxKzQHP0 que mostra como as cores-luz se combinam;
Assista ao vídeo Cor luz e cor pigmento em http://www.youtube.com/watch?v=aAY17gfme7E (potuguês de Portugal)
Utilize a simulação disponível em http://phet.colorado.edu/en/simulation/color-vision (em inglês) para testar a visão de misturas de luzes primárias em diferentes proporções. Também é possível experimentar a ação de filtros.
Peça aos alunos que providenciem os seguintes materiais:
Para o disco de Newton: papelão, compasso, tesoura, cola, papel branco, lápis, lápis de cor ou caneta hidrocor;
Para a atividade da mistura de cores: tinta guache das cores azul (dois tons, um mais claro e um mais escuro), verde claro, laranja, vermelho e violeta ou magenta, um pote e palito de sorvete para misturar (veja, na sequência, a utilização prevista, para prever as quantidades.
Antes de iniciar as etapas abaixo consulte a aba Para Saber Mais.
Idealização e Edição Final NET EDUCAÇÃO | Plano de aula : Luz e Cor: Profa. Dra Viviane Moraes Alves