Viver num Mundo Vermelho, Branco e Azul
Com o sol ainda baixo no horizonte do novo semestre, os professores olham para as caras dos seus alunos ainda avermelhadas das férias de verão. Assim, é apropriado investigar a aparência vermelha do sol quando está em baixo no horizonte. O amanhecer começa com o brilho avermelhado do céu na nascente e, depois, o sol perde a sua aparência exótica para se transformar num objecto amarelo-esbranquiçado por volta do meio dia. Ao pôr do sol, o avermelhar voltar.

Um copo de água com algumas gotas de leite ajuda a explicar este fenómeno.

Fase de Exploração. Devida a turma em pequenos grupos. Peça a uma criança em cada grupo para trazer uma forte lanterna para a turma. Peça a um aluno para encher um copo vazio com água e um outro aluno para utilizar um conta-gotas para acrescentar leite à água. Apague as luzes e feche as persianas de forma a que a sala fique o mais escuro possível. Coloque a lanterna numa mesa para que a luz brilhe através da água e sobre uma folha de papel branco, que serve de ecran de projecção, cerca de três centímetros atrás do copo (vide figura 1).

Sempre que uma gota de leite for acrescentada à água, misture a solução e observe o papel. Devagarinho, o papel passa a ter a cor amarela-laranja-vermelha.

Introdução do Conceito. Se possível, mostre fotografias ou um vídeo de um astronauta fora da nave espacial ou andando na lua, juntamente com imagens da terra, tal como vista a partir do espaço. Todas as imagens desse vídeo e/ou fotografias são rodeadas por uma escuridão. O espaço não ter cor. Os astronautas da lua olham para céus que não têm o pôr do sol vermelho, nuvens brancas e o céu azul.

A luz branca é composta de cores vermelha, cor de laranja, amarela, verde, azul e violeta. Antes de esta mistura heterogénea da lanterna focar no papel com cor branca, algumas ondas desaparecem. A solução do leite muito diluído parece vermelho alaranjado porque as outras cores de uma forma ou de outra são dispersas.

Na física, a palavra descrição é utilização para descrever o que acontece nas ondas de luz quando colidem e são momentaneamente absorvidas por moléculas de componente de ar (oxigénio, nitrogénio e água) e partículas de poeira e, então, são re-emitidas em várias direcções.

Quando a sua direcção não é organizada, há uma forma quantitativa pela qual as cores são dispersas. Ondas mais curtas (azul) são dispersas cerca de 7 vezes mais facilmente do que as ondas vermelhas mais compridas; ondas amarelas são dispersas cerca de três vezes mais facilmente do que as vermelhas.

A escala que se segue demonstra a facilidade relativa pela qual as cores diferentes são dispersas: violeta -- 10, azul -- 7, amarela -- 3, cor de laranja -- 2, vermelha -- 1. É por isso que, durante o dia, o céu parece azul a maior parte do tempo. Mas espere apenas um segundo! A violeta é mais espalhado do que o azul, então porque é que o céu não é violeta? Fácil. Porque a retina não é tão sensível àquela cor.

Quando o sol está a um nível baixo do horizonte, as ondas mais longas -- amarela, cor de laranja e vermelha - penetram na atmosfera mais espaçosa ao mesmo tempo que o azul é visto nas regiões perpendiculares às linhas vista. Esta dispersão de ondas específicas é chamada dispersão selectiva.

A figura 2 demonstra que quando o sol ou a lua está no horizonte, a sua luz percorre o ar mais espesso e, nessa altura ocorre mais dispersão e vermelhão.

As ondas circulam fora de uma pedra atirada numa poça, e quando elas encostam uma rolha, esta bate para cima e para baixo com a mesma frequência das outras que passam. Ao mesmo tempo, a direcção da onda é ligeiramente alterada. Esta analogia explica como as ondas da luz percorrem a atmosfera e encontram as suas moléculas e partículas componentes. Depois da colisão, as ondas da luz são enviadas para fora com a mesma frequência (o mesmo que acontece com a rolha) mas numa direcção diferente (espalhado).

Este fenómeno avermelhado é muitas vezes visível durante quatro vezes por dia: no nascer e pôr do sol, e no nascer e pôr da lua. Lembre-se que quando a lua brilha, está simplesmente a reflectir a luz do sol, de forma tal que a satélite da terra também parece cor de laranja na medida em que aparentemente se movimenta acima do horizonte da nascente e, mais uma vez, depois de algumas horas quando estiver a baixar-se no seu poente.

O mesmo resultado final. A passagem da luz solar e da luz lunar através da atmosfera é análoga às ondas carregadas pela bateria da lanterna que passa pela água enleitada. Mas impurezas são impurezas, sejam elas partículas poeirentas e vapor de água na atmosfera, ou na gordura do leite que se espessa no copo de água, de forma que o resultado final é o mesmo.

Os poços petrolíferos durante a Guerra do Golfo de 1991 também levaram a matéria particular muito alto no ar e, de igual forma, resultaram numa intensa coloração vermelha dos céus no nascer e no pôr do sol. Uma referência excelente com diagramas coloridas pode ser encontrada no web site: http://av.yahoo.com/bin/query?p=optics+%2B+sc attering&hc=O&hs=1.

Figura 1: Ilumine uma lanterna através da água com leite e veja uma folha de papel branco a mudar de cor. Esta experiência ajuda a explicar porque é que o sol e a lua têm a cor laranja-avermelhada quando estão no horizonte.

Figura 2: Porque a atmosfera é mais espessa quando o sol estiver no horizonte, há mais dispersão e coloração vermelha.

AUTOR: Michael Leyden.
Michael Leyden é um consultor do Ensino da Ciência, Universidade Oriental de Illinois, Charleston, IL, e um editor do Ensino da K-8.


FONTE: Ensinar PreK-8 v28 p24-5 Outubro/97: O publicador da revista é detentor dos direitos de autor deste artigo, e o mesmo é produzido com permissão. WBN: 9727400438008.