Trabalho de Biofisica. Vera Oliveira

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Características físicas da luz visual, ultravioleta e infravermelha.
A Luz é uma onda eletromagnética, cujo comprimento de onda se inclui num determinado intervalo dentro do qual o olho humano é a ela sensível. Trata-se, de outro modo, de uma radiação eletromagnética que se situa entre a radiação infravermelha e a radiação ultravioleta.
As três grandezas físicas básicas da luz são herdadas das grandezas de toda e qualquer onda eletromagnética: intensidade (ou amplitude), frequência e polarização (ângulo de vibração).
No caso específico da luz, a intensidade se identifica com o brilho e a frequência com a cor.
Deve ser ressaltada também a dualidade onda-partícula, característica da luz como fenômeno físico, em que esta tem propriedades de onda e partículas, sendo válidas ambas as teorias sobre a natureza da luz.
A luz pode ser:
 Absorvida		 Refletida 
 
 Transmitida 	 	Refratada
 
	Unidades de medida da luz:
Intensidade: Candela (cd) 
Intensidade luminosa é a medida da percepção da potência emitida por uma fonte luminosa em uma dada direção.
A unidade SI para medida de Intensidade luminosa é a candela, do latim vela, e tem como símbolo cd. 
Uma candela é definida no SI como "a intensidade luminosa emitida por uma fonte, em uma dada direção, de luz monocromática de freqüência 540 x 10¹² Hertz e cuja intensidade de radiação em tal direção é de 1/683 watts por esferorradiano".
Essa freqüência é percebida como luz verde, para a qual o olho humano possui a melhor capacidade de absorção.
A candela pode ser definida em termos da radiação de corpo negro emitida por 1/60 de cm2 de platina quando em seu ponto de fusão. Uma vez que esse experimento é de difícil realização em altas temperaturas, em 1979 o SI apresentou a definição de candela usada atualmente.
Fluxo: Lúmen (lm) 
Lúmen (lm) é a unidade SI de medida de fluxo luminoso.
Um lúmen é o fluxo luminoso dentro de um cone de 1 esferorradiano, emitido por um ponto luminoso com intensidade de 1 candela em todas as direções.
Iluminamento: Lux (lx) 
Lux (lx) é a unidade SI de medida de iluminamento, que mede a incidência perpendicular de 1 lúmen em uma superfície de 1 metro quadrado.
Iluminamento ou iluminância é uma grandeza de luminosidade, representada pela letra E, que faz a relação entre o fluxo luminoso que incide na direção perpendicular a uma superfície e a sua área.
Luminância: nit 
Nit  é a medida da luminância – a quantidade de luz emitida por uma superfície de 1 metro quadrado.
1 nit = 1 cd/m²
Luminância é uma medida da densidade da intensidade de uma fonte de luz. Também utilizada como sinônimo de brilho.
Luz visível
A luz 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.
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.
Radiação
Energia radiante é aquela que se propaga na forma de ondas eletromagnéticas, dentre as quais se pode destacar as ondas de rádio, TV, micro-ondas, raios X, raios gama, radar, raios infravermelho, radiação ultravioleta e luz visível.
Uma das características das ondas eletromagnéticas é a sua velocidade de propagação, que no vácuo tem o valor de aproximadamente 300 mil quilômetros por segundo, ou seja:
Radiação ultravioleta
A radiação ultravioleta, também referida na literatura como radiação UV é uma das emitidas pelo sol, e entre elas, é a mais energética. É um tipo de radiação eletromagnética que possui um comprimento de onda entre 200 e 400 nm e com uma frequência maior que a da luz visível. Deste fato, inclusive, é que deriva o seu nome, uma vez que violeta é a cor que possui maior frequência dentre as que os olhos humanos conseguem enxergar.
Características e classificação
A radiação eletromagnética que recebe o nome de UV é a mais forte e, portanto, oferece muitos perigos para os seres vivos presentes na Terra. No entanto, a superfície terrestre recebe uma incidência menor desses raios graças à camada de ozônio, que acaba por nos proteger de seus malefícios. A camada possui entre 12 e 32 km na atmosfera terrestre atuando como um escudo.
Os três diferentes tipos de classificação dos raios ultravioletas possuem características distintas e, por isso, faz-se necessário, ao falar delas, dividi-las.
UVA: com comprimento de onda entre 320 e 400 nm, os raios UVA são os que mais incidem na superfície terrestre. Isso acontece devido ao fato de que estes não são absorvidos pela camada de ozônio.  Os raios desse tipo incidem igualmente durante todas as estações do ano, dias e diferenças climáticas, ou seja, os raios atingem da mesma forma em um dia ensolarado e um dia de chuva.
UVB: os raios UVB são parcialmente absorvidos pela camada de ozônio e, com comprimento de onda entre 280 e 320 nm, são mais incidentes durante o verão. Além disso, em regiões de altitudes elevadas e próximas à linha do equador, assim como entre os horários entre 10h e 16h. É por isso que costumamos ouvir em dias de verão que não se deve permanecer no sol, mesmo quando for à praia, entre esse horário.
UVC: o comprimento de onda dos raios UVC é de 100 a 280 nm. Com isso, concluímos que é a que menos se aproxima da luz visível. Apesar de serem muito nocivos à biosfera, estes raios não atingem a superfície terrestre, já que são absorvidos completamente pela camada de ozônio. Sua reprodução é feita artificialmente para processos de tratamento da água e de esterilização de materiais.
Radiação infravermelha
A radiação infravermelha é uma radiação invisível no espectro magnético, não ionizante, que está adjacente aos comprimentos de ondas longos. Descoberta em 1800 por William Herschel, astrônomo inglês, a radiação é muito utilizada na troca de informações entre computadores, celulares e outros eletrônicos. Herschel, em seus estudos, colocou um termômetro de mercúrio no espectro obtido por um prisma de cristal, buscandomedir o calor emitido por cada uma das cores. Ao lado do vermelho, na parte escura, o astrônomo descobriu que o calor era mais forte, observando que ali não havia luz.
As radiações infravermelhas situam-se dentro daquela porção do espectro eletromagnético que gera calor, ao ocorrer à absorção pela matéria. As radiações caracterizam-se por comprimentos de ondas de 0,78 - 1000μm, estando num nicho do espectro entre as micro-ondas e a luz visível. É importante observar que muitas fontes emissoras de luz visível ou radiação ultravioleta também emitem IR.
Todos os corpos emitem infravermelho quando acima do zero absoluto (–273ºC). Do mesmo modo, uma pedra de gelo ou um iceberg emitem infravermelho.
A comissão internacional de iluminação (CIE) descreve a radiação infravermelha em termos de três faixas biologicamente significativas, que diferem no grau em que são absorvidas pelos tecidos, e, portanto no seu efeito sobre os tecidos:
IR-A: valores espectrais de 0,78 - 1,4 μm;
IR-B: valores espectrais de 1,4 - 3,0 μm;
IR-C: valores espectrais de 3,0mm - 1,0mm.
Conclusão
A luz é uma onda eletromagnética, e o comprimento de onda que se inclui em um determinado intervalo, o olho humano e sensível a ela. Esta ciência auxiliou o desenvolvimento ramo especial da Física aplicada: a Óptica. Esta ciência estuda os fenômenos relacionados à luz e à visão, incluindo também o desenho dos instrumentos ópticos.
Bibliografia
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