Fontes de luz: tipos e dispositivos que emitem luz - Ciência - 2023

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As fontes de luz são aquelas que emitem radiação eletromagnética em comprimentos de onda entre 380 nm e 750 nm (nanômetros), faixa conhecida como espectro visível, por ser detectável pelo sentido da visão.

A principal fonte de luz da Terra é o Sol, seguido pela Lua, os planetas e as estrelas. Quando as luzes artificiais não existiam, se as noites fossem claras o suficiente, a Via Láctea iluminaria vagamente a noite, lançando sombras no chão.

Em algum momento, estima-se que foi há cerca de 200.000 anos, a humanidade descobriu o fogo e com ele a possibilidade de iluminar a noite, obter calor, afastar predadores e realizar atividades.

Além dos corpos celestes existem outras fontes de luz natural, entre as quais podemos citar os raios ou relâmpagos, que são de curta duração, as lava incandescente e até mesmo animais e plantas capazes de emitir sua própria luz.


A luz está ligada a altas temperaturas, choques elétricos e reações químicas onde ocorre a combustão. Todos esses fenômenos podem ser usados ​​para obter uma fonte de luz estável, durável e transportável, ajustável à vontade para iluminar espaços interiores e facilitar as atividades noturnas.

Tipos de fontes de luz

As fontes de luz são classificadas de várias maneiras. Eles podem ser basicamente:

-Primárias: emitem a luz que produzem.

-Secundárias: refletem a luz produzida por fontes primárias.

O Sol é a fonte de luz primária mais conhecida de todas. O rei do sol, como todas as estrelas, produz grandes quantidades de luz e energia devido às reações que ocorrem em seu núcleo.

Outras fontes primárias são velas, tochas e lâmpadas.

Em vez disso, corpos que não produzem luz por si próprios devem ser iluminados para serem vistos. Eles refletem a luz proveniente das fontes primárias e são, portanto, chamados fontes de luz secundárias.


A Lua e planetas como Vênus, Marte e Júpiter, por exemplo, são fontes secundárias, pois refletem a luz solar.

No entanto, deve-se observar que materiais que não produzem luz por si próprios em circunstâncias normais, podem se tornar luminosos em certas condições, por exemplo, se forem aquecidos: um metal aquecido até o vermelho em brasa emite luz.

A luz do sol

O Sol é a estrela mais importante para a Terra e a mais estudada de todas. Graças à luz e ao calor do Sol a vida se desenvolve no planeta, daí o astro rei despertar o interesse da humanidade desde o início da história.

O Sol é uma enorme bola de gás, em cujo centro são atingidas altas temperaturas que permitem a fusão ou conversão do hidrogênio em hélio, processo que gera grande quantidade de energia na forma de radiação.


Para obter um átomo de hélio, são necessários quatro átomos de hidrogênio, mas uma pequena fração da massa atual é convertida em energia, de acordo com a famosa fórmula de Einstein E = m.c2, Onde E representa energia, m a massa e c a velocidade da luz no vácuo.

Essa energia viaja como uma onda eletromagnética no vácuo e contém vários comprimentos de onda, principalmente na faixa da luz visível. Mas também contém outros comprimentos não perceptíveis ao olho humano, como infravermelho e ultravioleta.

Dispositivos que emitem luz

Lâmpadas

As lâmpadas permitiram ampliar a jornada de trabalho das pessoas e contribuíram para a segurança nas estradas e cidades. No início, as primeiras lâmpadas utilizavam a combustão, como tochas e velas.

Os materiais de combustão usados ​​em diferentes momentos dependiam dos recursos de que as pessoas dispunham: óleo e cera, por exemplo. Essa forma de iluminação perdurou por muito tempo, até que no século XIX o design das lâmpadas melhorou significativamente, produzindo uma luz mais intensa. Nessa época, as lâmpadas a gás eram de uso comum na iluminação pública nas principais cidades europeias.

O advento da luz elétrica trouxe consigo o desenvolvimento de sistemas de iluminação baseados em eletricidade e vários dispositivos emissores de luz.

O princípio fundamental é, como indicado no início, converter algum tipo de energia em luz. Por exemplo, quando os átomos ou moléculas de certas substâncias vão do estado de energia de menor energia para um maior e, em seguida, voltam ao estado básico, eles são emitidos fótons, que são pequenos feixes de energia luminosa.

Existem várias maneiras de fazer com que os átomos façam isso. O mais conveniente é fazer passar uma corrente elétrica pelo material, seja sólido ou gasoso.

Algumas das lâmpadas mais comumente usadas hoje, baseadas na eletricidade, são descritas abaixo. As duas formas pelas quais a luz é emitida pela passagem da corrente são a incandescência e a luminescência.

No processo de brilho os átomos do material são excitados pelo aumento da temperatura causado pela corrente. Em vez disso, no luminescência a energia é absorvida pelo material e emitida novamente acompanhada por fótons.

  • Lâmpadas incandescentes

Consistem em um bulbo ou cápsula de vidro transparente ou colorido, e resistente à temperatura, com um filamento metálico em seu interior, geralmente de tungstênio, elemento muito apropriado devido ao seu alto ponto de fusão. Além disso, o bulbo é preenchido com um gás inerte, como argônio, por exemplo.

Quando a corrente elétrica passa pelo filamento, ela o aquece e ele emite energia, a maior parte na forma de calor, mas uma pequena porcentagem dela se transforma em luz.

Embora sejam fáceis de produzir e tenham um custo acessível, têm baixo desempenho e por isso vêm sendo substituídas há algum tempo por outros tipos de lâmpadas mais eficientes e duráveis.

  • Lâmpadas halógenas

O princípio de funcionamento das lâmpadas halógenas é o mesmo da lâmpada incandescente comum, apenas o interior é preenchido com um gás halógeno, geralmente bromo. A adição de gás halogênio melhora muito o desempenho da lâmpada e prolonga a vida útil do filamento.

  • Lâmpadas de descarga

Eles consistem em um gás encerrado em um tubo, cujas partículas são excitadas (mudam para um estado de maior energia) quando a corrente passa. Quando os elétrons do gás retornam ao seu estado original, eles emitem luz, cuja cor depende do gás usado na lâmpada.

Originalmente a corrente vinha da descarga de um capacitor, daí o nome dado a este tipo de lâmpada.

  • Lâmpadas fluorescentes

Eles consistem em um tubo, que além de um gás mercúrio em seu interior, contém uma camada de material que também emite luz por fluorescência, quando seus átomos são excitados pela corrente.

A radiação emitida pelos átomos de mercúrio quando voltam ao estado original é quase toda ultravioleta, porém o revestimento de material fluorescente aumenta a emissão na faixa de luz visível, mas sua eficiência é maior que a das lâmpadas incandescentes.

  • lampadas de led

Eles são construídos com diodos emissores de luz, cujos elétrons são excitados temporariamente pela passagem da corrente. Quando voltam ao seu estado fundamental, emitem uma luz intensa e de muito bom desempenho, por isso estão substituindo os tipos tradicionais de lâmpadas.

O laser

É uma fonte de luz monocromática, ou seja, de um único comprimento de onda, ao contrário das fontes descritas anteriormente, que contêm uma variedade de comprimentos de onda.

A palavra "laser" é uma sigla, formada pelas iniciais do nome em inglês:Amplificação de Luz por Emissão Estimulada de Radiação. A tradução é "amplificação da luz por emissão por radiação estimulada".

A luz laser é de alta potência e pode ser manipulada para produzir uma variedade de efeitos na matéria, não apenas na iluminação. São utilizados em aparelhos de CD, para transmissão de informações e na área da saúde.

Outros objetos e materiais que emitem luz

  • Uma lanterna.
  • Um isqueiro.
  • Uma lâmpada.
  • Uma fogueira.
  • Uma partida.
  • Uma vela.

Referências

  1. Fundação Espanhola de Ciência e Tecnologia. Unidade Didática: Ciência com luz própria. Recuperado de: fecyt.es.
  2. Giambattista, A. 2010. Física. 2ª Ed. McGraw Hill.
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  4. O'Donnell, B. Fontes luminosas. Recuperado de: edutecne.utn.edu.ar.
  5. Serway, R., Jewett, J. (2008). Física para Ciência e Engenharia. Volume 2. 7º. Ed. Cengage Learning.