Parte I: a Visão Joaquim Delphino Da Motta Neto Departamento de Química, Cx. Postal 19081 Centro Politécnico, Universidade Federal do Paraná (UFPR) Curitiba, PR 81531-990, Brasil

Neste curso abordaremos aspectos do sentido da visão e como percebemos alguns experimentos de Química... Química da Cor, Parte I

Resumo Por que as cores são interessantes? Primórdios: Kepler, Huygens e Newton Thomas Young... Johann W. von Goethe... .. e Hermann von Helmholtz A Teoria Tricromática Ewald Hering A Teoria dos Processos Oponentes (1872) A percepção da cor / Complementaridade Química da Cor, Parte I

Por que estamos aqui ? O que atrai o ser humano para qualquer atividade? Normalmente não é nenhum aspecto técnico, ou conveniência. Usualmente tem a ver com estética. “Porque é bonito”, é o que vem à nossa cabeça. Química da Cor, Parte I

Geólogos sentem prazer em experimentar a Natureza e observar a beleza de formações geológicas... Jardim dos Deuses, CO Química da Cor, Parte I

Golfistas sentem prazer em jogar em Saint-Andrews e cruzar Swilcan Byrne... Química da Cor, Parte I

Bailarinos sentem prazer em dançar... Maria Alexandrova em “a Filha do Faraó” (Bolshoi, 2004) Química da Cor, Parte I

... e botânicos sentem prazer em experimentar a Natureza e observar a beleza de flores. Química da Cor, Parte I

Aqui fazemos a pergunta: O que nos “atraiu” para a Química? Na maior parte dos casos, as cores tiveram um papel importante. Química da Cor, Parte I

O homem é um animal visual. Mais de 80% da informação sobre o ambiente à nossa volta é recebida pelo sentido da visão. O homem é um animal visual. Química da Cor, Parte I

Porque? Por que é bonito. Só. Não é de espantar que, ao longo da História, grandes cientistas e pensadores se dedicaram a tentar entender os processos da visão e a percepção das cores. Porque? Por que é bonito. Só. Vamos voltar no tempo... Química da Cor, Parte I

Johann Kepler (1571-1630) Em 1596 publicou o Mysterium cosmographicum. Em 1609 e 1619 descobriu as três leis que governam o movimento planetário. Em 1619 descobriu dois novos poliedros regulares. Em 1624 deu a primeira prova de como os logaritmos funcionam. Química da Cor, Parte I

Primeiro modelo cosmológico de Kepler (1596) Química da Cor, Parte I

Em 1604... Química da Cor, Parte I

Christiaan Huygens (1629-1695) Em 1656 descobriu os anéis de Saturno. Em 1659 publicou o Systema Saturnium. Em 1673 publicou o Horologium oscillatorium sive de motu. Propôs a teoria ondulatória da luz no Traité de la Lumière (1690). Química da Cor, Parte I

Química da Cor, Parte I

Além da teoria ondulatória sugerida por Huygens, outra teoria apareceu... Química da Cor, Parte I

Sir Isaac Newton (1642-1727) Partindo da geometria de Descartes, inventou uma forma primitiva de Cálculo em 1664-5. Em 1671 publicou Opticks. Após Halley convencê-lo, em 1687 publicou o Principia Philosophiae. Química da Cor, Parte I

Disco de Newton (1671) Química da Cor, Parte I

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Só no século XIX começaram a aparecer teorias consistentes... Tendo Newton estabelecido sua teoria corpuscular da luz, diversos médicos se dedicaram a explicar os processos fisiológicos da visão. Só no século XIX começaram a aparecer teorias consistentes... Química da Cor, Parte I

Thomas Young (1773-1829) Começou a estudar Medicina em Londres (1792), mudou-se para Edinburgh (1794) e obteve o doutorado em Göttingen (1796). É considerado “o último homem a saber tudo”. Química da Cor, Parte I

Em 1805 deduziu a fórmula de Young-Laplace. Em 1801 descobriu o fenômeno da interferência (o experimento da fenda dupla) que estabeleceu as bases da teoria ondulatória da luz. No mesmo ano propôs um ensaio sobre uma “Teoria Tricromática” (a idéia de que o olho humano é capaz de perceber combinações de três cores primárias). Em 1805 deduziu a fórmula de Young-Laplace. Em 1814 decifrou completamente a pedra de Rosetta. Química da Cor, Parte I

Johann von Goethe (1749-1832) Ainda jovem, foi um dos líderes do romantismo anárquico do movimento Sturm und Drang. Levou 60 anos escrevendo o poema Faust, que termina no caos material e espiritual da Revolução Industrial. Química da Cor, Parte I

Dentre diversas incursões no campo da Física, Goethe estudou as cores e publicou Zur Farbenlehre em 1810. O tratado contem descrições de refração, cores dióptricas e acromatismo. Química da Cor, Parte I

Em meados do século XIX, diversos pesquisadores (como Helmholtz e Maxwell) começaram a revisitar as teorias lançadas por Young. Química da Cor, Parte I

Hermann von Helmholtz (1821-1894) Médico alemão, é mais conhecido em Química por seus estudos de Termo-dinâmica (inclusive sua definição da energia livre). Foi também uma figura importante do debate vitalismo vs. materialismo. Química da Cor, Parte I

Helmholtz inventou o oftalmoscópio (possibilitando o exame direto da retina). Entre 1856 e 1867, publicou os três volumes do Handbook of Physiological Optics. Elaborou a Teoria Tricromática. Química da Cor, Parte I

Teoria Tricromática O olho deve conter três tipos de receptores de cor, um para cada uma das cores primárias (vermelho, verde e azul/violeta). A incidência de luz de determinado comprimento de onda estimula em graus variáveis estes receptores, produzindo a sensação de “cor”. Química da Cor, Parte I

Diagrama atualmente aceito da distribuição espectral dos cones e bastonetes. Química da Cor, Parte I

H. Ewald Hering (1834-1918) Obteve seu doutorado em Kiel (1893). Conhecido por sua competência e teimosia, chegou a ser indicado para o Prêmio Nobel de Medicina (por seu trabalho sobre a regulação automática da circulação pelos nervos pressoreceptores). Química da Cor, Parte I

Teoria dos Processos Oponentes Em 1872 Hering propôs que células receptoras reagem a pares de cores opostas (vermelho/verde, amarelo/azul e branco/preto). A teoria não foi aceita inicialmente, mas explicava o fenômeno da persistência de imagens. Vamos fazer um pequeno experimento... Química da Cor, Parte I

Química da Cor, Parte I

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Diversos artistas impressionistas usaram a teoria de Hering Diversos artistas impressionistas usaram a teoria de Hering. Veja o exemplo abaixo: V. van Gogh, The Sower, 1888. Química da Cor, Parte I

A teoria de Hering foi revista em 1970 por Edwin Land, e finalmente aceita como correta. Detalhe: existem receptores de pares de cores opostas. Ao nível da retina só há três receptores de cor (como sugerido por Young e Helmholtz), mas no cérebro as cores são traduzidas em seis por causa dos pares de cores opostas. Química da Cor, Parte I

Percepção da cor O olho humano recebe estímulos em dois níveis: Na retina, tricromática (Young & Helmholtz) No nervo ótico, processos oponentes (Hering) Como estes estímulos se combinam no cérebro? Química da Cor, Parte I

O cérebro processa dois conjuntos de sinais visuais, denominados de “corrente dorsal” e “corrente ventral” (que processa a cor). Química da Cor, Parte I

dá origem às “cores” características do objeto. Espectro visível É a porção do espectro eletromagnético que pode ser detectada pelo olho humano (400-700 nm). Luz incidindo sobre objetos opacos pode ser refletida (como num espelho), espalhada ou absorvida. A combinação dos três processos dá origem às “cores” características do objeto. Química da Cor, Parte I

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Decomposição de cores Existem diversos sistemas. O mais conhecido decompõe a “cor” em três coordenadas: Matiz  comprimento de onda dominante Saturação  intensidade ou concentração Valor  escuro / claro A combinação dá origem às chamadas cores “não-espectrais” (rosa, marrom, magenta) Química da Cor, Parte I

Diagrama de cromaticidade espacial (CIE, 1931) Química da Cor, Parte I

Complementaridade A luz do Sol é branca (a mistura de todos os comprimentos de onda). Se parte desta luz é absorvida por algum objeto opaco, então a luz espalhada pelo objeto é a sua complementar. Por que cenouras são laranja? Por que as folhas das árvores são verdes? Química da Cor, Parte I

Cenouras têm alta concentração de -caroteno Cenouras têm alta concentração de -caroteno. Qual será o espectro de absorção (UV-visível) deste composto? Química da Cor, Parte I

Absorve no azul! Química da Cor, Parte I

Folhas têm alta concentração de clorofila Folhas têm alta concentração de clorofila. Qual será o espectro de absorção (UV-visível) deste composto? Química da Cor, Parte I

Absorve no vermelho e UV ! Por isso é verde! Química da Cor, Parte I

Complementaridade Cenouras tem cor laranja por que elas têm alta concentração de caroteno e derivados, que absorvem no azul (m  450 nm). Folhas das árvores tem cor verde por que elas têm altas concentrações de clorofila, que absorve no vermelho (m  670 nm). Química da Cor, Parte I

Como aparecem experimentos coloridos em Química? Agora que já temos algum conhecimento sobre como percebemos as cores, podemos passar ao que nos interessa... Química. Como aparecem experimentos coloridos em Química? Química da Cor, Parte I

A seguir: Química Analítica Indicadores de pH Eletroquímica E mais !... Química da Cor, Parte I

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