Luz e Óptica

A Regra do Brilho

Procure coisas que brilham sob uma lanterna UV e depois ache a regra que todas elas obedecem sem exceção: a luz que sai sempre tem menos energia que a luz que entra.

Fácil · 45 minutos

Introdução

Algumas coisas completamente comuns escondem uma cor. Água tônica, tinta de marca-texto, sabão em pó, algumas meias brancas e a tira de segurança de uma cédula parecem banais até a luz ultravioleta cair sobre elas.

Encontrá-las é divertido por uns dez minutos. A regra por baixo é a parte que vale guardar, e acaba sendo uma regra sem exceções.

O Porquê

A luz ultravioleta é feita de fótons que carregam mais energia do que qualquer cor que o seu olho consegue ver. Quando um deles é absorvido pelo tipo certo de molécula, ele levanta um elétron até um nível de energia mais alto. O elétron solta um pouco dessa energia como calor, depois volta a cair e emite um fóton próprio. Como perdeu energia no caminho, o fóton emitido sempre carrega menos do que o que foi absorvido, e menos energia significa comprimento de onda maior, o que significa uma cor mais avermelhada. É por isso que entra ultravioleta e sai azul, e por isso você nunca vai achar algo que recebe vermelho e devolve azul. Esse degrau para baixo tem até nome: o deslocamento de Stokes.

Instruções Passo a Passo

1
Apague as luzes e deixe os olhos se ajustarem por uns dois minutos. Depois passe a lanterna UV devagar pelo cômodo e anote tudo que acender.
2
Ponha água tônica num copo transparente e ilumine pela lateral. Compare com água comum num copo idêntico, para ter certeza de que não é o copo que está brilhando.
3
Rabisque bastante um marca-texto amarelo em papel branco e coloque sob a lanterna. Anote a cor que sai, não a cor que a tinta tem na luz normal.
4
Espalhe um pouco de sabão em pó em papel escuro e ilumine. Os sabões levam clareadores de propósito, para que a roupa devolva azul extra e pareça mais branca que branca.
5
Anote a cor da própria lanterna ao lado da cor que saiu de cada coisa que você achou, compare as duas colunas e procure qualquer coisa que tenha quebrado o padrão.
6
Teste as estrelas que brilham no escuro. Carregue-as sob a lanterna por dez segundos e depois desligue. Ao contrário de tudo o mais na sua lista, essas continuam.
7
Cronometre quanto tempo as estrelas ficam visíveis. Depois carregue por um minuto inteiro, cronometre de novo e anote os dois números.

Registro de Brilhos

Uma linha por coisa encontrada. As duas colunas de cor são o ponto da tabela inteira, então compare as duas quando ela estiver cheia.

Objeto	Cor na luz normal	Cor que entra	Cor que sai	Continua brilhando com a lanterna desligada?
Linha 1, Objeto	Linha 1, Cor na luz normal	Linha 1, Cor que entra	Linha 1, Cor que sai	Linha 1, Continua brilhando com a lanterna desligada?
Linha 2, Objeto	Linha 2, Cor na luz normal	Linha 2, Cor que entra	Linha 2, Cor que sai	Linha 2, Continua brilhando com a lanterna desligada?
Linha 3, Objeto	Linha 3, Cor na luz normal	Linha 3, Cor que entra	Linha 3, Cor que sai	Linha 3, Continua brilhando com a lanterna desligada?
Linha 4, Objeto	Linha 4, Cor na luz normal	Linha 4, Cor que entra	Linha 4, Cor que sai	Linha 4, Continua brilhando com a lanterna desligada?
Linha 5, Objeto	Linha 5, Cor na luz normal	Linha 5, Cor que entra	Linha 5, Cor que sai	Linha 5, Continua brilhando com a lanterna desligada?
Linha 6, Objeto	Linha 6, Cor na luz normal	Linha 6, Cor que entra	Linha 6, Cor que sai	Linha 6, Continua brilhando com a lanterna desligada?
Linha 7, Objeto	Linha 7, Cor na luz normal	Linha 7, Cor que entra	Linha 7, Cor que sai	Linha 7, Continua brilhando com a lanterna desligada?
Linha 8, Objeto	Linha 8, Cor na luz normal	Linha 8, Cor que entra	Linha 8, Cor que sai	Linha 8, Continua brilhando com a lanterna desligada?
Linha 9, Objeto	Linha 9, Cor na luz normal	Linha 9, Cor que entra	Linha 9, Cor que sai	Linha 9, Continua brilhando com a lanterna desligada?
Linha 10, Objeto	Linha 10, Cor na luz normal	Linha 10, Cor que entra	Linha 10, Cor que sai	Linha 10, Continua brilhando com a lanterna desligada?

Com a tabela cheia, confira linha por linha: a luz que saiu alguma vez carregou mais energia, ou seja, ficou mais azul, que a luz que entrou? Escreva a sua resposta embaixo.

Lista de Materiais

Uma lanterna UV, de 395 nm, que é a versão barata mais comum e mais segura
Água tônica, que contém quinino
Marca-textos, principalmente amarelo e verde
Sabão em pó ou detergente de roupa
Estrelas ou adesivos que brilham no escuro
Papel branco e algumas folhas de papel colorido
Um cômodo escuro

Segurança em Primeiro Lugar!

Nunca olhe dentro da lanterna UV, nunca aponte para os olhos de ninguém nem de um animal, e não deixe encostada na pele por muito tempo. Compre uma lanterna de 395 nm, que fica logo depois do violeta. Evite completamente as de 254 nm, do tipo germicida, porque essas realmente machucam olhos e pele. Peça antes de usar uma cédula ou um documento e devolva na hora.

Modo Desafio

Saia procurando a exceção e não a encontre. Tudo na sua lista recebeu um fóton de alta energia e devolveu um de energia menor, então a cor sempre andou na direção do vermelho. Procure especificamente algo que faça o contrário. Quando não achar, você terá descoberto uma regra em vez de juntado uma lista de coisas brilhantes, e regras são do que a física é feita. Depois descubra por que as estrelas que brilham no escuro conseguem continuar emitindo por minutos enquanto todo o resto para no instante em que a lanterna desliga.