Absorção da luz

Física

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A absorção da luz é um processo pelo qual a luz que incide sobre um corpo é convertida em energia. Ela pode ocorrer por qualquer corpo ou substância, no entanto, a forma como a luz é absorvida depende de sua frequência bem como da natureza dos átomos do corpo que é iluminado.

Quando a luz é absorvida, os elétrons passam a oscilar e emitir calor, para que isso aconteça, a luz que incide sobre um material em particular precisa ter uma frequência de oscilação próxima da frequência na qual os elétrons dos átomos desse material vibram.

A cor dos objetos iluminados, ou seja, que não produzem sua própria luz, depende da frequência que eles são capazes de absorver — um objeto de cor azul, por exemplo, não é capaz de absorver a luz cuja frequência corresponde à cor azul, por isso, essa luz é refletida e o objeto é visto em tal coloração.

Veja também: Como se formam as auroras polares?

O que é absorção da luz?

Absorção da luz é um fenômeno óptico que ocorre quando a radiação eletromagnética visível incide sobre a superfície de algum material, de forma que alguma parcela da energia carregada por essa luz permaneça retida nele. Os materiais capazes de absorver a luz visível são chamados de opacos.

Os elétrons dos átomos que formam os meios opacos absorvem certas frequências de luz, desde que a energia presente nela seja próxima à energia dos elétrons. Depois de absorvida, a luz faz com que os elétrons fiquem mais agitados até que, quando relaxam, eles emitem novas ondas eletromagnéticas de menor frequência, produzindo, assim, um fraco aquecimento do meio.

Atualmente, a teoria corpuscular da luz permite-nos entender que o fenômeno de absorção da luz trata-se, na verdade, de um fenômeno corpuscular, no qual a luz comporta-se como um conjunto de partículas conhecidas como fótons. Nesse tipo de fenômeno, só são absorvidos os fótons que apresentem uma quantidade de energia exatamente igual à diferença de energia entre dois ou mais estados excitados dos elétrons.

Alguns meios ópticos são capazes de absorver um grande espectro de frequências de luz visível. Visivelmente falando, esses meios são pretos, já que toda, ou grande parte, da radiação que os ilumina é refletida ou captada por seus átomos e elétrons, sendo consequentemente transformada em agitação térmica.

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Absorção da luz e cor do objetos

Pode-se dizer que os corpos que não produzem a própria luz não têm uma cor própria. A cor desses objetos, conhecidos como fontes secundárias ou corpos iluminados, depende diretamente da forma como eles interagem com a luz incidente.

Se algum material absorve igualmente todas as frequências de luz, então ele nos parecerá preto, entretanto, se não for capaz de absorver algum intervalo de frequência da luz visível, como o vermelho, esse material será visto na cor vermelha, uma vez que toda a radiação vermelha que incidir sobre ele não será absorvida, mas sim refletida.

É por esse motivo que objetos escuros, ou pintados de preto, tendem a esquentar mais — são capazes de absorver um grande intervalo de frequências da luz visível, e, com isso, seus elétrons tornam-se mais excitados e produzem ainda mais agitação térmica do que um objeto refletor.

Objetos iluminados e brancos, como uma parede pintada, por exemplo, não absorvem uma frequência de luz com mais eficiência que outros, por isso, todas as frequências de luz incidente sobre eles são refletidas da mesma maneira.

Os objetos pretos absorvem toda a luz visível incidente, por isso, vemo-los nessa cor.
Os objetos pretos absorvem toda a luz visível incidente, por isso, vemo-los nessa cor.

Assim, poderíamos pensar: o que aconteceria se iluminássemos um tapete verde com uma lâmpada vermelha e monocromática? A reposta é: veríamos esse tapete na cor preta, uma vez que toda a luz que incide sobre ele é absorvida. Ademais, se o iluminássemos com luz verde, veríamos um grande brilho esverdeado emanando de sua superfície. Saiba mais sobre a relação tratada neste tópico lendo: Absorção da luz e as cores dos objetos.

Espectro de absorção e emissão

Espectro de absorção é o nome que se dá ao conjunto de frequências absorvidas pelos átomos. O espectro de absorção é exatamente o oposto do espectro de emissão. Este corresponde a todas as frequências que podem ser emitidas por um átomo e que, portanto, serão refletidas por ele, caso seja iluminado por uma fonte de luz policromática, ou seja, que contenha várias frequências distintas.

Por meio da análise dos espectros de absorção e emissão, é possível identificar os tipos de átomos presentes nas estrelas. No brilho delas existem faixas de emissão que correspondem a elementos, como hidrogênio, hélio etc.

 

Por Rafael Helerbrock
Professor de Física

Gostaria de fazer a referência deste texto em um trabalho escolar ou acadêmico? Veja:

HELERBROCK, Rafael. "Absorção da luz"; Brasil Escola. Disponível em: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/absorcao-da-luz.htm. Acesso em 27 de novembro de 2020.