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CHAMADA
UNIDADE 3
1 INTRODUÇÃO
O conforto luminoso ou lumínico tem especial importância para o design de interiores, pois a correta iluminação de um ambiente causa uma interferência direta na usabilidade e na praticidade, ou seja, é um dos projetos complementares que ajudarão, de forma muito significativa, no sucesso do seu projeto.
Um erro comum que alguns profissionais cometem é deixar o projeto luminotécnico como uma das últimas etapas da criação do projeto de interiores, quando, na verdade, a etapa deve andar com o projeto, já que a escolha dos efeitos de iluminação e dos tipos de luminárias depende muito do estilo do projeto de design ou decoração, e a iluminação influencia muito no resultado final. “A luz, como meio óptico, é fundamental na criação de efeitos particulares, e deve ser explorada como diferencial no projeto de interiores” (GURGEL, 2018, p. 231).
Esperamos que, com este conteúdo, você consiga fazer seus projetos de iluminação, escolhendo os efeitos ideais para complementar seus projetos residenciais e atender às normas nos seus projetos comerciais e institucionais.
2 ABORDAGEM
A luz vem sendo estudada desde os primórdios da humanidade, pois os homens sempre se perguntaram a respeito da natureza dela.
Os filósofos gregos foram os primeiros a sugerir teorias que tentavam explicar a natureza da luz e esclarecer os fenômenos relacionados a ela. De acordo com Silva (2010, p. 47), “Leucipo (480-420 a.C.) e Demócrito (460-370 a.C.) entendiam a luz como sendo composta por átomos arredondados e velozes que se deslocavam no vazio”.
A física, como ciência, e os físicos, como cientistas, são os responsáveis pelos estudos relacionados à luz, e vêm estudando a sua natureza por vários séculos, criando teorias científicas para explicar esses fenômenos.
Sir Isaac Newton, em 1704, escreveu sua obra mais importante a respeito dos estudos que fez sobre o assunto, chamada de Óptica. Aqui, ele apresenta sua teoria corpuscular a respeito da luz. De acordo com essa ideia, a luz é composta
TÓPICO 1 —
NATUREZA DA LUZ
UNIDADE 3 — CONFORTO LUMINOSO
por partículas denominadas de corpúsculos, que descrevem uma trajetória em linha reta, percorrendo o caminho dos fachos de luz, com uma velocidade limitada.
Através dos estudos que o levaram a escrever esse livro, Newton pode perceber que a luz branca é formada por uma variedade de cores (vermelho, laranja, amarelo, verde, azul, anil e violeta), ou seja, para que visualizemos a luz branca, é preciso que todas as cores do espectro visível estejam presentes.
No século XVII, Christiaan Huygens, outro físico e matemático, propôs uma teoria diferente, a teoria “ondulatória”. Alguns fenômenos da luz, como a difração, não podiam ser explicados pela teoria corpuscular, portanto, era preciso que uma outra teoria fosse formulada, a fim de responder a essas questões. A teoria ondulatória conseguia explicar outros fenômenos. De acordo com essa teoria, a luz se comporta como se fosse uma onda, espalhando-se, de forma tridimensional, em todas as direções, de maneira uniforme.
No final do século XIX, e começo do século XX, após muitos estudos, chegou-se à teoria que é a mais aceita atualmente, formulada pelo físico Albert Einstein, que é a teoria da dualidade onda-partícula. Essa teoria, que busca unificar as teorias anteriores, propõe que a luz se comporta como uma onda, quando está se propagando pelo espaço, e se comporta como uma partícula a partir do momento em que atinge uma superfície qualquer. Essa dualidade ainda é um conceito que incomoda muitos cientistas, pois implica que um elemento possua mais de um estado de existência, mas é a teoria que melhor explica as formas como a luz se comporta.
Uma experiência proposta pelo físico Thomas Young pode nos ajudar a entender essa dualidade. Esse experimento foi utilizado por Albert Einstein, em 1905, para corroborar a sua teoria de dualidade onda-partícula da luz (SILVA, 2010).
A seguir, poderemos ver uma caixa que está emitindo um raio de luz. Esse raio bate em um anteparo que possui uma fenda, o colimador. Um pouco mais atrás desse colimador, existe um anteparo, no qual a luz que passa pela fenda bate. Como podemos notar, no caso dessa experiência, a luz se comporta de uma maneira que podemos entender como partículas sólidas e que vão de encontro ao senso comum, ou seja, existe uma única faixa de interferência, isto é, há uma mancha única, feita pela luz que passa pela fenda.
TÓPICO 1 — NATUREZA DA LUZ
FIGURA 1 – EXPERIMENTO DA FENDA ÚNICA
FONTE: <https://www.infoescola.com/wp-content/uploads/2009/08/dualidade-onda-particula1.
jpg>. Acesso em: 26 mar. 2020.
A segunda parte dessa experiência é semelhante à primeira, como veremos a seguir, mas, no lugar da fenda única, há duas fendas no colimador, onde a luz que é emitida passa.
FIGURA 2 – EXPERIMENTO DA FENDA DUPLA
FONTE: <https://www.infoescola.com/wp-content/uploads/2009/08/dualidade-onda-particu-la3.jpg>. Acesso em: 26 mar. 2020.
Como podemos ver no anteparo que está localizado após as fendas, ao invés de termos duas faixas de interferência, ou seja, duas manchas, temos um conjunto com várias faixas. Todavia, o que isso significa? No caso do experimento com duas fendas, a luz marcou, no anteparo, um padrão de interferência que é característico de uma onda, isto é, surgiram várias manchas no anteparo.
Esse experimento mostra a dualidade da luz, ou seja, como a luz se comporta de formas diferentes, dependendo da experiência.
UNIDADE 3 — CONFORTO LUMINOSO
Outro fato importante a respeito da luz é a necessidade de uma fonte, ou seja, é preciso que exista algum aparato que emita as ondas eletromagnéticas que, quando estiverem no espectro visível, sejam percebidas como luz.
Qualquer corpo que seja capaz de emanar luz é considerado fonte de luz.
Podemos, ainda, dividir esses emissores entre fontes de luz primárias e fontes de luz secundárias.
De acordo com Ferreira (2014, p. 12), “alguns corpos emitem luz própria e, por isso, são denominados de fonte de luz primária”, sendo que essas fontes também podem ser chamadas de corpos luminosos. O sol, por exemplo, é uma fonte primária, ou seja, é um corpo que emite a sua própria luz. Uma lâmpada, como as que utilizamos nas nossas luminárias e em nossos projetos, também é um corpo luminoso e, até mesmo, uma vela ou um fósforo aceso, é uma fonte de luz primária.
As fontes de luz secundárias, de acordo com Ferreira (2014, p. 12), “são corpos iluminados por fontes primárias, ou seja, que não possuem luz própria”.
As fontes secundárias constituem a classe de todos os objetos que, por reflexão, retransmitem a luz que recebem. Essas fontes de luz também são chamadas de corpos iluminados. Em nossos projetos, utilizamos muito essa característica da luz, principalmente, quando queremos utilizar o efeito de luz indireta. Uma nuvem, por exemplo, pode ser considerada como um corpo iluminado, isto é, uma nuvem não tem luz própria, apenas reflete a luz do sol que incide sobre ela. Um teto iluminado ou uma parede iluminada se comporta da mesma forma, refletindo a luz de uma fonte que está incidindo sobre a sua superfície.
Neste tópico, você aprendeu que:
• Existe uma história do estudo da luz.
• Uma das teorias da luz é a corpuscular.
• Uma outra teoria da luz é a onda.
• A teoria mais aceita na atualidade é a da dualidade onda-partícula da luz.
RESUMO DO TÓPICO 1
1 Analise o exposto a seguir:
I- As fontes de luz primárias podem ser chamadas de corpos iluminados.
II- Quando a luz está se propagando pelo espaço, ela se comporta como uma onda.
III- Os filósofos gregos foram os primeiros a sugerir teorias a respeito da natureza da luz.
É CORRETO o que se afirma em:
a) I e II.
b) I e III.
c) II e III.
d) Apenas III.
e) Todas.
2 De acordo com Sir Isaac Newton, em seu livro Óptica, a luz é formada por corpúsculos, e a luz branca é a somatória de várias cores. Qual das alternativas a seguir indica uma dessas cores?
a) Rosa.
b) Preto.
c) Ocre.
d) Verde.
e) Dourado.
AUTOATIVIDADE
UNIDADE 3
1 INTRODUÇÃO
A luz apresenta várias características de natureza física que compõem a forma como a compreendemos, e possui, ainda, uma série de aspectos fisiológicos que são, na verdade, a forma como percebemos esse fenômeno físico e como podemos usá-lo nos nossos projetos.
2 CARACTERÍSTICAS FÍSICAS DA LUZ
A luz é um fenômeno físico que pode ser definido como um tipo de onda eletromagnética. Essa onda eletromagnética se localiza no espectro visível, ou seja, é um tipo de onda que conseguimos ver. Isso significa que existem várias ondas eletromagnéticas que não conseguimos enxergar, como as ondas de rádio e televisão, por exemplo.
As frequências de onda que conseguimos enxergar são chamadas de espectro visível. De acordo com Sguazzardi (2016, p. 86), “em particular, a luz visível compreende uma faixa de comprimentos de onda que vão de 400 a 700 nm (nanômetros), aproximadamente”.
FIGURA 3 – ESPECTRO VISÍVEL PELO OLHO HUMANO
FONTE: <https://brasilescola.uol.com.br/fisica/luz.htm>. Acesso em: 18 mar. 2020.
TÓPICO 2 —
CARACTERÍSTICAS FÍSICAS E FISIOLÓGICAS DA LUZ
UNIDADE 3 — CONFORTO LUMINOSO
A unidade de medida de onda é o “nm”, ou o “nanômetro”, que equivale a 10-9 metro, ou seja, 0,000000001 metro.
NOTA
Note que existem ondas em muitas outras frequências, que não estão nesse espectro que conseguimos visualizar, mas que são muito utilizadas em nosso dia a dia pelos efeitos que provocam.
Nesse espectro, as ondas que se localizam abaixo de 400 nm, que são chamadas de “ultravioleta”, por estarem abaixo da cor violeta, encontram-se, como os raios-X, que são usados na medicina.
Perceba que os raios-X também são ondas eletromagnéticas, mas que estão fora do espectro que conseguimos visualizar. De qualquer modo, conseguimos enxergar o efeito que é produzido por esses raios ao tirarmos uma radiografia.
As ondas eletromagnéticas que se localizam acima de 700 nm são chamadas de infravermelho. Nesse espectro, localizam-se as ondas de rádio e as ondas que são utilizadas no micro-ondas para aquecer alimentos.
Outra característica física importante da luz é a sua velocidade. De acordo com Young e Freedman (2004, p. 2), “mediante análises realizadas até 1983, o valor mais provável da velocidade da luz até esse ano era: 2,99792458 x 108 m/s”.
A reflexão da luz é um fenômeno óptico, ou seja, é um evento, ou uma interação, observável a olho nu, o resultado da relação entre a luz vinda de uma fonte e a matéria.
A reflexão é a razão pela qual vemos os objetos, isto é, o que vemos é a luz que é refletida por um objeto. Como já vimos no Tópico 1, esses objetos são fontes secundárias de luz, pois apenas estão refletindo a luz que incide. Eles podem ser chamados de corpos iluminados.
Para que consigamos entender o fenômeno da reflexão, vamos imaginar que a luz se propaga como um raio, de forma semelhante ao que estudamos na Unidade 1, com o som. Assim, podemos dividir a reflexão em dois tipos, que dependem da superfície na qual a reflexão ocorre, como veremos a seguir:
TÓPICO 2 — CARACTERÍSTICAS FÍSICAS E FISIOLÓGICAS DA LUZ
• Reflexão regular
Imaginando a luz se propagando em raios e de forma semelhante ao que acontece com os raios sonoros, os raios de luz são refletidos pela superfície atingida, de volta ao meio. Um exemplo conhecido é o espelho, que reflete a luz e a imagem de volta ao ambiente.
A reflexão regular, de acordo com Young e Freedman (2004, p. 3), “acontece em uma superfície lisa, quando existe um único ângulo de reflexão”.
FIGURA 4 – REFLEXÃO REGULAR
FONTE: <https://www.infoenem.com.br/reflexao-da-luz-conheca-todos-os-seus-tipos-e-leis/>.
Acesso em: 26 mar. 2020.
• Reflexão irregular ou difusa
Por outro lado, “quando os raios refletidos são espalhados em diversas direções em uma superfície rugosa, dizemos que ocorre reflexão difusa” (YOUNG;
FREEDMAN, 2004, p. 3). A reflexão difusa também é conhecida como difusão da luz.
Um exemplo que pode deixar esse conceito mais claro é imaginar um lago onde a água esteja se movimentando por causa do vento. Nesse tipo de superfície, é muito mais complexo enxergar a luz e a imagem refletida.
UNIDADE 3 — CONFORTO LUMINOSO
FIGURA 5 – REFLEXÃO DIFUSA
FONTE: <https://www.infoenem.com.br/reflexao-da-luz-conheca-todos-os-seus-tipos-e-leis/>.
Acesso em: 26 mar. 2020.
De acordo com Young e Freedman (2004, p. 3), “quando uma onda de luz atinge uma superfície lisa, separando dois meios transparentes”, acontece a refração, como do ar para a água, ou do vidro para a água. Como esses meios podem ter índices de refração diferentes, pode haver uma variação na velocidade da propagação da luz. O índice de refração é uma razão entre a velocidade da luz no vácuo e a velocidade da luz no meio pelo qual ela está se propagando.
Com a passagem de um meio para outro, a luz pode sofrer, além da mudança de velocidade, mudanças de direção. Um exemplo interessante poderá ser visto a seguir. A luz passa do ar para a água, dando a impressão de que os lápis estão tortos, quando, obviamente, eles são retos. Durante uma pescaria, também é interessante notar como os peixes aparecem nadando na água em uma posição diferente da qual eles realmente estão.
FIGURA 6 – REFRAÇÃO
FONTE: <https://brasilescola.uol.com.br/fisica/a-refracao-luz.htm>. Acesso em: 26 mar. 2020.
TÓPICO 2 — CARACTERÍSTICAS FÍSICAS E FISIOLÓGICAS DA LUZ
Alguns corpos, ao invés de refletirem ou difundirem, absorvem toda a luz ou absorvem parte dela. É a absorção que nos permite ver o mundo colorido.
Quando a luz incide sobre um objeto, pode existir o fenômeno de reflexão, que já estudamos, ou pode acontecer a absorção. Certos pigmentos são capazes de absorver todas as frequências de onda, absorvendo toda a luz ou algumas frequências específicas, refletindo uma única frequência ou, até mesmo, refletindo todas as frequências de onda, emitindo a luz branca.
Vamos entender isso melhor? Como já vimos, o que acontece é que a luz incide sobre os objetos e é refletida, assim, conseguimos enxergar. Alguns objetos possuem a capacidade de absorver certos comprimentos de onda da luz branca e de refletir outros comprimentos de onda. Esses comprimentos de onda específicos, que são refletidos, é que são percebidos por nossos olhos como cores.
Quando todos os comprimentos de onda são refletidos, vemos a luz branca. Quando todos os comprimentos de onda são absorvidos, não temos luz nenhuma e, portanto, nenhuma cor, o que é entendido, por nosso cérebro, como a cor preta. Os outros comprimentos de onda entre esses dois extremos fazem com que vejamos as outras cores do nosso espectro visível.
FIGURA 7 – ABSORÇÃO DE LUZ
FONTE: <https://www.chiefofdesign.com.br/teoria-das-cores/>. Acesso em: 23 mar. 2020.
3 CARACTERÍSTICAS FISIOLÓGICAS DA LUZ
As características fisiológicas da luz, como você deve imaginar, estão relacionadas com aspectos do nosso corpo e da nossa fisiologia. Aliás, esse tema tem interessado a humanidade desde os seus primórdios. Na Antiguidade, Platão formulou uma concepção a respeito de como enxergávamos. De acordo com Silva (2010, p. 47), “a visão de um objeto era devida a três jatos (raios) de partículas: um proveniente dos olhos, outro do objeto e, o último, da fonte iluminadora”.
UNIDADE 3 — CONFORTO LUMINOSO
Conseguimos ver o mundo através da luz que chega em tudo e que é refletida para nossos olhos, ou seja, o ato de enxergar está relacionado a dois fatores: aos olhos e à luz. Isso significa que, para que possamos distinguir as características de um objeto, é preciso que ele esteja iluminado, ou seja, que ele esteja refletindo a luz que incide sobre ele e que esteja no nosso campo visual.
Para entender como vemos, é importante entender o órgão responsável pela visão, ou seja, é preciso estudar nossos olhos e como eles funcionam e, para isso, podemos dividir o olho humano em duas partes: a parte exterior e a parte interior.
A parte exterior do olho é formada pela pálpebra, que é responsável pela proteção dos olhos. Além disso, com os movimentos de abrir e fechar das pálpebras quando piscamos, acontecem a lubrificação e a limpeza da córnea, através da lágrima. Na borda da pálpebra, temos os cílios, que servem para proteger os olhos de materiais que estejam em suspensão no ar, como a poeira.
Temos, ainda, a córnea, que ajuda a proteger a parte interna do olho.
Outro componente muito importante da parte externa do olho é a esclera, ou esclerótica, que, de acordo com Coelho (2006, p. 2), é a “capa externa, fibrosa, branca e rígida que envolve o olho”, que ajuda a proteger as partes internas e mais delicadas. Essa parte do olho dá o formato ao globo ocular.
Temos, ainda, as glândulas lacrimais, que são responsáveis pela produção das lágrimas, ou do fluido lacrimal, que limpa e hidrata todos os componentes que compõem a parte externa do olho.
Agora que conhecemos as estruturas que compõem a parte externa do olho, e antes de começarmos a estudar quais são e como se comportam as peças que formam a parte interna do olho, veja o exposto a seguir:
TÓPICO 2 — CARACTERÍSTICAS FÍSICAS E FISIOLÓGICAS DA LUZ
FIGURA 8 – OLHO HUMANO
FONTE: <https://hob.med.br/como-funciona-o-olho-humano/>. Acesso em: 19 mar. 2020.
Podemos ver a parte mais externa dos olhos, com seus mecanismos de proteção, como pálpebras e cílios, e um corte do globo ocular mostrando a parte interna do olho, até o nervo ótico, que faz a ligação da retina com o cérebro.
Na parte interna do olho, para começar, temos a iris, “a porção visível e colorida do olho, logo atrás da córnea” (COELHO, 2006, p. 2), que é um tecido muscular e é a parte responsável pelo que chamamos de “cor dos olhos”.
A seguir, temos a pupila, ”que é a abertura central, através da qual a luz passa para alcançar o cristalino” (COELHO, 2006, p. 2). A pupila é responsável por controlar a entrada de luz no olho, dilata-se em ambientes de pouca luz, e se contrai em ambientes com muita luz. Esse movimento controla a quantidade de luz que penetra no interior do olho, permitindo que enxerguemos de forma semelhante, independentemente da quantidade de luz que esteja no ambiente, e protege a retina quando a luz externa é muito forte.
UNIDADE 3 — CONFORTO LUMINOSO
A próxima parte da estrutura interna do olho é o cristalino. O cristalino é uma “lente” flexível, que se localiza na parte posterior da pupila. A função do cristalino é a mesma de uma lente em uma câmera fotográfica, ou seja, focalizar os objetos em várias distâncias diferentes, permitindo que consigamos focar os objetos. O mecanismo que provoca esse ajuste do cristalino é chamado de
“acomodação”.
Depois que a luz passa pela pupila e pelo cristalino, ela se foca na retina. As funções da retina são receber a luz e transformá-la em impulsos nervosos. Aqui, acontece algo que é surpreendente e fascinante ao mesmo tempo: as imagens que estamos observando viram de cabeça para baixo. As imagens chegam ao fundo do olho e são transportadas pelos nervos da retina que, no ponto, juntam-se em um feixe. Esse feixe se encontra com o nervo ótico, e esse nervo transporta essas imagens ao cérebro. O nervo ótico, na verdade, é o prolongamento das células nervosas que compõem a retina.
De acordo com Coelho (2006, p. 2), o nervo ótico “transporta os impulsos elétricos do olho para o centro de processamento do cérebro para a devida interpretação”. No cérebro, essas imagens são colocadas na posição correta. Aqui, também, essas imagens são processadas e interpretadas.
Na retina, existem as células fotorreceptoras, chamadas de “cones”
e “bastonetes”. Essas células conseguem captar diferentes comprimentos de onda de luz, que são as informações relacionadas à cor, ou seja, essas células conseguem captar as informações relativas às cores. A seguir, será possível ver uma ampliação da retina, mostrando a presença dos cones, que são sensíveis às cores, e dos bastonetes, sensíveis à luz.
FIGURA 9 – CÉLULAS FOTORRECEPTORAS
FONTE: <https://www2.ibb.unesp.br/Museu_Escola/2_qualidade_vida_humana/Museu2_quali-dade_corpo_sensorial_visao2.htm>. Acesso em: 3 abr. 2020.
TÓPICO 2 — CARACTERÍSTICAS FÍSICAS E FISIOLÓGICAS DA LUZ
Também é possível ver outras partes que compõem a parte interna do olho. É interessante que você perceba que nosso olho é um órgão extremamente complexo, com muitas pequenas partes e que precisa de um ajuste muito sutil
Também é possível ver outras partes que compõem a parte interna do olho. É interessante que você perceba que nosso olho é um órgão extremamente complexo, com muitas pequenas partes e que precisa de um ajuste muito sutil