A luz visível, como todos sabem, é uma forma de radiação eletromagnética de curtíssimo comprimento de onda.
A luz pode se propagar no vácuo a uma velocidade próxima de 300 000 quilômetros por segundo.
As propriedades básicas da luz não são muito diferentes das ondas de rádio comuns, exceto pela sua frequência muito mais alta e portanto seu comprimento de onda muito menor.
Assim, a luz branca, na verdade, consiste numa espécie de ruído, onde ondas de muitos comprimentos de onda diferentes estão misturadas.
Se separarmos as radiações de diversos comprimentos de onda, dentro do espectro que podemos ver e que corresponde à luz visível, teremos as diversas cores.
Para medir os comprimentos de onda é comum usarmos duas unidades:
O Angstrom (A) que corresponde a 10-10 metro e o nanômetro (nm) que corresponde a 10 –9 metro.
Podemos então colocar num gráfico, conforme mostra a figura 1, os diversos comprimentos de onda das radiações que podemos ver (luz visível) e as cores correspondentes.
Se passarmos um feixe de luz branca (do Sol, por exemplo) por um prisma de cristal, os diferentes comprimentos de onda se refratam de modos distintos, incidindo em locais diferentes num anteparo, conforme mostra a figura 2.
Isso faz com que apareçam raias de diversas cores ou faixas coloridas que correspondem justamente à decomposição da luz branca, fenômeno descoberto por sir Isaac Newton no século XVII.
A figura 3 ilustra a descoberta de Newton.
Em 1800 o físico inglês William Hershel, fazendo experiências com um termômetro para verificar quais os comprimentos de onda de luz de diversas cores produziam maior quantidade de calor, observou um fato interessante: mesmo colocando o termômetro abaixo do ponto onde incidia a última cor visível, o vermelho, ainda havia aquecimento.
Isso mostrava que naquele local incidia alguma espécie de radiação mas que não podíamos ver.
Essa radiação invisível para nós recebeu o nome de “infravermelho” (infra + abaixo, por ter menor frequência que o vermelho).
Posteriormente, no ano de 1801, o cientista alemão J. W, Ritter realizou uma experiência igualmente interessante, também utilizando a luz decomposta por um prisma.
Ritter colocou no ponto em que incidia a luz decomposta por um prisma um pedaço de papel molhado em cloreto de prata.
Como se sabe, o cloreto de prata escurece quando exposto à luz, sendo a substância básica usada na fabricação de uma chapa fotográfica.
Quanto Ritter examinou o pedaço de papel, verificou com surpresa, que ele havia escurecido mesmo num local que estava além da última cor decomposta: o violeta. Isso mostrava que ali havia alguma espécie de radiação incidindo. Ritter chamou essas radiações de “ultravioleta” (ultra = além). Na figura 5 um desenho de Ritter feito em sua época.
Na figura 4 mostramos como o experimento pode ser realizado usando termômetros que vão aquecer, mesmo quando colocado fora da faixa visível, indicando que neste ponto existe alguma forma de radiação (ultravioleta).
Hoje sabemos que o espectro visível é apenas uma parcela muito pequena do espectro que inclui todas as ondas eletromagnéticas existentes.
Dessa forma, abaixo do vermelho temos uma faixa muito ampla conforme mostra a figura 8 e da mesma forma, acima dos próprios raios ultravioleta temos outras formas de radiação como os raios X, raios gama e raios cósmicos.
Quando nos deslocamos da região das frequências mais baixas para as mais altas nesse gráfico, vamos encontrando radiações cada vez mais “penetrantes”, no sentido de que suas ondas carregam mais energia.
É interessante notar que da mesma forma que usamos o átomo como “unidade” de matéria, ou seja, a menor partícula de matéria, também podemos usar um termo para designar as menores porções de energia na forma de ondas eletromagnéticas.
Trata-se do termo “quantum” que no plural, por sua origem latina, recebe o nome de “quanta”.
Assim, os raios ultravioletas são mais energéticos do que os raios de luz visível no sentido de que seus quanta de energia são maiores. O fato da radiação ultravioleta ser mais energética e ainda de não a podermos ver .
Propriedades da Radiação Ultravioleta
Uma parte das propriedades dos raios ultravioleta é a mesma da luz visível: propagação em linha reta com velocidade próxima de 300 000 km por segundo no vácuo, possibilidade de atravessar certos materiais sólidos, refração, reflexão, etc.
Outras propriedades, entretanto, são um pouco diferentes.
Por exemplo, a radiação ultravioleta não consegue atravessar o vidro comum mas atravessa o quartzo.
A radiação ultravioleta consegue excitar certos materiais obrigando-os a emitir radiação de menor frequência.
Temos então um fenômeno denominado “fluorescência”, aproveitado em diversos dispositivos eletrônicos e elétricos como as lâmpadas de mesmo nome. O que ocorre neste caso, é que a radiação ultravioleta consegue deslocar elétrons dos átomos, levando-os a saltar para níveis superiores de energia, o que corresponde a órbitas mais afastadas dos núcleos.
Quando os elétrons para os níveis originais eles não o fazem num único salto, mas em saltos múltiplos. A cada salto eles devolvem então um pouco da energia absorvida, mas numa frequência menor.
Se uma dessas frequências menores corresponder à luz visível, podemos “ver” essa radiação e o corpo em que isso acontece aparece “aceso”.
Assim, se fizermos incidir um feixe de raios ultravioleta num material que tenha essa propriedade, ele “converterá” a radiação ultravioleta (que não podemos ver), em luz visível, brilhando no escuro, pois não podemos ver a fonte original.
Um exemplo disso é bem conhecido dos leitores que frequentam bailes: a luz negra.
A luz negra é simplesmente uma lâmpada que emite raios ultravioleta. Incidindo em certos objetos, como roupas que tenham cálcio nas fibras, botões, dentes, etc. ocorre o fenômeno da fluorescência e os objetos se tornam brilhantes no escuro.
O pouco que podemos ver da “luz negra” é uma pequena parcela da radiação que cai na região da luz violeta e que nossos olhos conseguem captar.
A radiação ultravioleta, por sua elevada energia, pode também estimular a ocorrência de reações químicas e mesmo causar danos aos seres vivos quando em grande intensidade.
Usamos poderosas fontes de radiação ultravioleta para acelerar processos químicos, pois a energia atuará diretamente sobre as ligações dos átomos que devem reagir no processo.
Uma exposição prolongada pode matar bactérias e outros organismos nocivos a saúde, sendo o processo usado no tratamento de alimentos e mesmo da água.
Ver também:
• Espectro (35)
• Lâmpadas Fluorescentes (270)
• Luz Negra (416)
• Infravermelho (411)
• Radiação Ionizante (412)
• Ionização (134)
