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Sentido da visão

Todos os animais estariam perdidos se não pudessem captar com os sentidos grande parte do que acontece à volta. Sem a capacidade de receber estímulos provenientes do exterior, não poderiam caçar nem vigiar os seus inimigos, nem encontrar par para assegurar a sobrevivência da espécie. Os animais captam os estímulos exteriores por meio de células sensoriais e através de células nervosas enviam-nos ao sistema nervoso central, onde são elaboradas as respostas.

De todos os processos relacionados com a elaboração de sinais, o da visão é aquele que foi melhor estudado. Tanto no homem como nos restantes mamíferos, a luz atravessa a córnea, o cristalino, o corpo vítreo e duas camadas de células nervosas, antes de ser captada, na parte posterior do olho, pelas células fotossensoriais. Estas células contêm pigmentos que absorvem os quanta de luz.

O homem conta com dois grupos de pigmentos visuais, a rodopsina e três  variedades de iodopsina. Cada um destes pigmentos capta comprimentos de onda diferentes. A rodopsina absorve a luz de baixa densidade, como, por exemplo, a crepuscular. As células fotossensoriais que a contêm, transmitem apenas imagens a preto e branco. A iodopsina, pelo seu lado, é responsável pelas imagens a cor. Os quatro pigmentos possuem uma antena idêntica para captar os quanta de luz. Esta parte da molécula é um derivado da vitamina A e recebe o nome de cis-retinal. Os pigmentos diferenciam-se unicamente pelo elemento proteínico associado ao retinal, a opsina, responsável pela seleção do comprimento de onda = luz violeta, verde ou vermelha – que deve captar-se. Apenas os quanta dos comprimentos de onda que podem ser captados por estas moléculas são para nós luz “visível”. A gama alcançada vai de 400 a 720 nanómetros

As células que contêm rodopia chamam-se bastonetes, e cones as que contêm qualquer das três variedades de iodopsina. Cones e bastonetes estão irregularmente distribuídos pela retina. Na zona da retina com maior resolução – o prolongamento do cristalino em linha reta – abundam os cones, enquanto na periferia, isto é, até ao cristalino, aparecem, preferencialmente, bastonetes.

Tanto nuns como noutros, os pigmentos alojam-se em feixes formados por 1500 lâminas membranosas empilhadas que ocupam por completo, o interior das células fotossensoriais.

O processo visual propriamente dito, consiste em que as impressões ambientais captadas pelas células fotossensoriais são decompostas múltiplas vezes e, enquanto não se realiza toda uma série de comparações e abstrações, não se forma o que identificamos como “imagem”.

O primeiro passo está a cargo das células ganglionares da retina onde, de momento, se analisam os contrastes espaciais. A retina é formada por muitas centenas de campos receptivos de pequeno tamanho e forma arredondada onde estão contidas as células visuais. Cada um destes campos é composto por uma parte central que estimula o gânglio seguinte, e por uma camada exterior que provoca o efeito contrário, quer dizer, ao ser ativada, inibe o gânglio anterior. Outros campos receptivos reagem exatamente ao contrário.

O funcionamento combinado dos dois tipos de campos receptivos intensifica os contrastes entre os claros e escuros na imagem da retina.

Uma das ideias não menos interessantes é a reação dos animais às cores. Numa corrida de toiros a cor vermelha é uma imagem de marca. Contudo, esta cor só é vista pelos espectadores e não pelo toiro. Este é incitado pelos movimentos dos toureiros e não pela cor, pois os toiros, como quase todos os mamíferos, não distinguem as cores. Os seus olhos só contêm bastonetes, responsáveis pela visão a branco e preto, e não têm cone.

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Fonte da imagem: https://pt.slideshare.net/jifonseca/sessao7-som-luz

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A luz e a Astronomia

Na reta final do Ano Internacional da Luz convém olhar para a importância desta área do conhecimento na Astronomia. Desde sempre que a observação do Espaço teve como ferramenta primordial o telescópico, instrumento que assenta em fenómenos óticos.

Mas a necessidade de conhecer cada vez mais e melhor o Universo que nos rodeia, aguçou o engenho dos cientistas e foram criados novos instrumentos de observação que recolhem dados que utilizam outras regiões do espetro magnético, que não apenas a zona do visível, como por exemplo as ondas de rádio, o infravermelho, o ultravioleta ou os raios gama.

A parte do rádio do espetro eletromagnético é a maior, com comprimentos de onda muito grandes entre 1 mm e 30 m. A radioastronomia teve origem em 1931/1932, quando o radioastrónomo Karl Jansjy descobriu, para sua surpresa que o próprio céu parecia emitir ondas de rádio – na verdade, a emissão vinha da Via Láctea. Hoje em dia, a radioastronomia é uma área de investigação imensa. No Universo existem vários fenómenos que emitem ondas de rádio, como as radiogaláxias, os pulsares ou a fundo cosmológico, chamado cmb (cosmic microwave background) que podem ser estudados a partir da Terra uma vez que a atmosfera terrestre é transparente às ondas de rádio a qualquer hora do dia. Um dos exemplos desta metodologia é a antena de rádio de Arecibo, inaugurada em 1963, que ocupa 8 hectares com 305 m de diâmetro e 51 m de profundidade. A superfície recetora é constituída por cerca de 40 000 painéis de alumínio com curvatura esférica – em vez da habitual forma parabólica muitas vezes usada em antenas de rádio. Devido às suas grandes dimensões e a estar fixo no solo, o disco não pode ser orientado em diferentes direções. Como é natural, isto limita o número de objetos que pode observar. Em vez disso, o poderoso telescópio explora uma faixa de céu, que gira em seu torno.

Logo a seguir ao espetro visível para os seres humanos vem, no domínio do espetro eletromagnético, a gama do infravermelho. Embora não possamos ver os infravermelhos, conseguimos detetá-los, sob a forma de calor. Entre os objetos astronómicos que emitem esta radiação quente estão objetos muito frios, como regiões de formação de estrelas, discos protoplanetários e núcleos de algumas galáxias ativas. A astronomia de infravermelhos é importante, mas a investigação com base no solo é dificultada pela atmosfera. Assim, para levarem a cabo o seu trabalho de investigação com mais eficácia, os astrónomos têm de recorrer aos satélites de infravermelhos.

Já o ultravioleta, como o nome sugere, é uma forma de radiação eletromagnética com comprimentos de onda para lá do extremo violeta do espetro, visível e não visível para o olho humano. Muitos objetos – incluindo galáxias ativas, supernovas e o Sol – emitem radiações perigosas. Para os astrónomos, a astronomia de ultravioletas apenas pode ser levada a cabo com a ajuda de satélites. A astronomia de ultravioletas começou com uma série de satélites no final dos anos 60, mas só em 1978 o International Ultraviolet Explorer mostrou realmente aos astrónomos que havia de facto muitas fontes de ultravioletas nos cosmos.

Por fim, na direção do azul do espetro eletromagnético e do ultravioleta está a zona dos raios X, com comprimentos de onda muito pequenos, até aos 0,01 nanómetros. Iniciando-se nos curtos comprimentos de onda (os raios X) e estendendo-se para as ainda mais curtas ondas (os raios gama). Os raios X e os raios gama são as formas de energia mais energéticas, emitidas por processos físicos extremos muito violentos – por exemplo, pelos discos de acreção que rodeiam os buracos negros nalgumas estrelas binárias.

A influência da luz não se fica pelo mundo das grandes dimensões, também para explorar o mundo microscópico é essencial a presença de luz, sem esquecer as aplicações tecnológicas que se têm produzidos ao longo das últimas décadas tais como, a fibra ótica e exames complementares de diagnósticos

Lentes polarizadas

Este Verão já vai a meio! Já compraram os vossos óculos de sol?

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Provavelmente, na compra dos óculos, perguntaram-vos se queriam óculos de sol com lentes polarizadas (como aparece na imagem), mas o que é isso de lentes polarizadas?

Primeiro, vamos tentar explicar o conceito de polarização.

A luz, geralmente, é não polarizada:, é um fenómeno ondulatório em que as vibrações (elétricas e magnéticas) se dão em todas as direções de propagação da radiação.

Luz a rodar em todas as direções.
Luz a rodar em todas as direções.

Quando a luz solar reflete numa superfície lisa -como a água, a neve, a estrada, etc.-,  a luz, ou parte dessa radiação, passa a rodar numa única direcão.

Quando a luz roda numa única direção, diz-se que a luz está polarizada. Esta luz polarizada provoca imenso brilho e reflexo, dificultando a nossa visão.

As lentes polarizadas contêm um filtro que apenas deixa passar a luz polarizada numa certa direção e que, por isso, permite minimizar ou mesmo eliminar o efeito do clarão e do reflexo do sol nas diversas superfícies

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Na imagem seguinte, retirada daqui, podemos ver as diferenças entre as lentes polarizadas e as lentes normais.

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Espero ter conseguido esclarecer um pouco sobre as lentes polarizadas.

Agora vão lá comprar uns óculos de sol…

Só não sei se os óculos de sol da Natércia Barreto eram com lentes polarizadas ou não!

ANO INTERNACIONAL DA LUZ – 2015

2015 foi declarado o Ano Internacional da Luz.

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Esta iniciativa pretende  “reconhecer a importância das tecnologias associadas à luz na promoção do desenvolvimento sustentável e na busca de soluções para os desafios globais nos campos da energia, educação, agricultura e saúde”.

Porque se escolheu 2015? Segundo a Assembleia Geral das Nações Unidas, esta data coincide com a comemoração de algumas descobertas importantes na área das tecnologias da Luz, tais como:

– os trabalhos em ótica de Ibn Al-Haytham em 1015;
– o comportamento ondulatório da luz, proposto por Fresnel em 1815;
– a teoria eletromagnética da luz, proposta por Maxwell em 1865;
– os trabalhos de Einstein sobre o efeito fotoelétrico (1905) e sobre o vínculo entre a luz e a cosmologia no contexto da Relatividade geral (1915);
– a descoberta da radiação cósmica de fundo em micro-ondas por Penzias e Wilson em 1965 e
– os trabalhos de Charles Kao (1965) a respeito do uso de fibras óticas nas comunicações.

A sessão de abertura ocorrerá no dia 19 de janeiro. Podem consultar aqui o programa.

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