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title: "Fontes de luz e propagação"
book: "Física do ensino fundamental"
subject: physics
language: pt
chapter: 49
exercises: 12
source: https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/49-fontes-de-luz-e-propagacao
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# Capítulo 49 — Fontes de luz e propagação

Por que você consegue ler esta página? Uma lâmpada acende — mas a página não é lâmpada nenhuma e, mesmo assim, o seu olho recebe [luz](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/3-luz-e-sombras#def-g1-light-and-shadows-source) de cada linha impressa. Entre as coisas que fabricam [luz](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/3-luz-e-sombras#def-g1-light-and-shadows-source) e as que apenas a repassam existe uma distinção sem a qual a óptica não vive; e com ela vem a resposta completa à pergunta mais antiga deste livro: o que é preciso para enxergar alguma coisa?

## 49.1 Fabricantes e repassadores

**Definição 49.1 (Fontes primárias).**

Uma *fonte primária* fabrica a própria [luz](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/3-luz-e-sombras#def-g1-light-and-shadows-source): o Sol e as [estrelas](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/26-o-sistema-solar#def-g4-solar-system-star), as chamas, os filamentos incandescentes, o aço em brasa branca da forja, os vaga-lumes, os relâmpagos. A [luz](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/3-luz-e-sombras#def-g1-light-and-shadows-source) dela existe brilhando qualquer outra coisa ou não — apague o mundo, e uma fonte primária continua brilhando.

**Definição 49.2 (Objetos difusores).**

Toda outra coisa visível é um *objeto difusor*: ela recebe [luz](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/3-luz-e-sombras#def-g1-light-and-shadows-source) e reenvia — *difunde* — uma parte dela em todas as direções. A página, a maçã, a [Lua](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/11-a-lua-no-ceu#def-g2-moon-in-the-sky-moon), o seu próprio rosto: nenhum deles fabrica um brilho sequer; cada um espalha com generosidade, para todos os lados, a [luz](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/3-luz-e-sombras#def-g1-light-and-shadows-source) que recebeu. Um difusor no escuro é simplesmente invisível.

![A divisão de trabalho: a lâmpada fabrica luz; a maçã, ao recebê-la, espalha um pouco para todas as direções — e é por isso que todo mundo em volta da mesa vê a mesma maçã.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/physics-1/g7-light-sources-propagation/fig-938962b9d18a.svg)

*A divisão de trabalho: a lâmpada fabrica [luz](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/3-luz-e-sombras#def-g1-light-and-shadows-source); a maçã, ao recebê-la, espalha um pouco para todas as direções — e é por isso que todo mundo em volta da mesa vê a mesma maçã.*

**Exemplo 49.3 (Difundir não é espelhar).**

Tanto os [espelhos](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/32-espelhos-e-reflexao#def-g5-mirrors-reflection-reflection) como as páginas devolvem a [luz](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/3-luz-e-sombras#def-g1-light-and-shadows-source) recebida — mas com modos opostos. O [espelho](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/32-espelhos-e-reflexao#def-g5-mirrors-reflection-reflection) quica numa *única* direção disciplinada (ângulos iguais — a sua velha regra do quique), preservando a [imagem](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/32-espelhos-e-reflexao#prop-g5-mirrors-reflection-image); a rugosidade microscópica da página borrifa [luz](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/3-luz-e-sombras#def-g1-light-and-shadows-source) *para toda parte*, destruindo a [imagem](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/32-espelhos-e-reflexao#prop-g5-mirrors-reflection-image) mas se oferecendo a todos os olhos ao mesmo tempo. É por isso que um [espelho](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/32-espelhos-e-reflexao#def-g5-mirrors-reflection-reflection) mostra a lâmpada, enquanto a página mostra apenas a si mesma, de onde quer que você esteja.

**Exemplo 49.4 (O processo da Lua, encerrado).**

O veredito da infância agora ganha as palavras formais: a [Lua](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/11-a-lua-no-ceu#def-g2-moon-in-the-sky-moon) não é [fonte primária](#def-g7-light-sources-propagation-primary); ela é um [objeto difusor](#def-g7-light-sources-propagation-diffusion) do tamanho de um [planeta](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/26-o-sistema-solar#def-g4-solar-system-planet) — rocha cinzenta espalhando [luz](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/3-luz-e-sombras#def-g1-light-and-shadows-source) do Sol em todas as direções, inclusive na nossa. Então o luar é [luz](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/3-luz-e-sombras#def-g1-light-and-shadows-source) do Sol de segunda mão, e o “lado escuro” é simplesmente a metade que naquele momento não tem [luz](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/3-luz-e-sombras#def-g1-light-and-shadows-source) nenhuma para repassar.

## 49.2 Enxergar, resolvido

**Proposição 49.5 (As duas condições da visão).**

Um olho enxerga um objeto exatamente quando

1. a [luz](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/3-luz-e-sombras#def-g1-light-and-shadows-source) *sai* do objeto — fabricada, se o objeto for [fonte primária](#def-g7-light-sources-propagation-primary) ; difundida, se ele for repassador — e
2. essa [luz](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/3-luz-e-sombras#def-g1-light-and-shadows-source) viaja em linha reta e desimpedida até o olho.

Quebre qualquer uma das condições — um difusor sem iluminação, ou uma parede atravessada na linha de visada — e o objeto não é visto. Todo enigma de visibilidade deste livro se desdobra nessas duas conferências.

**Exemplo 49.6 (O feixe tornado visível).**

No [ar](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/10-o-ar-ao-nosso-redor#def-g2-air-around-us-air) limpo, um [feixe](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/42-propagacao-retilinea-da-luz#def-g6-light-propagation-ray) de lanterna atravessando a sala não pode ser visto de lado — o [ar](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/10-o-ar-ao-nosso-redor#def-g2-air-around-us-air) quase não repassa nada, e nenhuma [luz](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/3-luz-e-sombras#def-g1-light-and-shadows-source) do [feixe](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/42-propagacao-retilinea-da-luz#def-g6-light-propagation-ray) se vira para o seu olho. Sacuda um pano empoeirado: o [feixe](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/42-propagacao-retilinea-da-luz#def-g6-light-propagation-ray) salta à vista. Cada partícula de poeira é um difusor minúsculo, capturando a [luz](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/3-luz-e-sombras#def-g1-light-and-shadows-source) do [feixe](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/42-propagacao-retilinea-da-luz#def-g6-light-propagation-ray) e espalhando um pouco na sua direção — milhares de partículas desenhando para você a linha reta do [feixe](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/42-propagacao-retilinea-da-luz#def-g6-light-propagation-ray). A neblina, a névoa e a fumaça prestam o mesmo serviço aos [feixes](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/42-propagacao-retilinea-da-luz#def-g6-light-propagation-ray) dos faróis e aos projetores de cinema.

## 49.3 Três roupas para a luz

**Definição 49.7 (Transparente, translúcido, opaco).**

Os materiais encontram a [luz](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/3-luz-e-sombras#def-g1-light-and-shadows-source) de três modos:

1. *transparente* : a [luz](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/3-luz-e-sombras#def-g1-light-and-shadows-source) atravessa quase sem perturbação, mantendo a ordem — vidro limpo, água parada, [ar](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/10-o-ar-ao-nosso-redor#def-g2-air-around-us-air) ; as imagens passam intactas;
2. *translúcido* : a [luz](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/3-luz-e-sombras#def-g1-light-and-shadows-source) atravessa, mas embaralhada — vidro fosco, papel vegetal, uma cortina fina; o brilho passa, as imagens não;
3. *opaco* : a [luz](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/3-luz-e-sombras#def-g1-light-and-shadows-source) é detida — absorvida ou difundida de volta — madeira, pedra, metal, a sua mão; atrás de uma coisa opaca fica [sombra](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/3-luz-e-sombras#def-g1-light-and-shadows-shadow) .

**Método 49.8 (Separar materiais à luz da lanterna).**

Um cômodo escuro, uma lanterna, uma página impressa e a amostra no meio:

1. segure a amostra sobre o texto, com a lanterna atrás dela;
2. consegue ler o texto através dela? — [transparente](#def-g7-light-sources-propagation-coats) ;
3. vê brilho mas nenhuma letra? — translúcida;
4. vê escuridão e uma [sombra](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/3-luz-e-sombras#def-g1-light-and-shadows-shadow) do outro lado? — opaca.

Teste com honestidade: muitos materiais mudam de time conforme a espessura — uma lâmina de água é [transparente](#def-g7-light-sources-propagation-coats), o mar profundo é escuro como a noite; uma folha de papel é translúcida, o livro fechado é [opaco](#def-g7-light-sources-propagation-coats).

![Três destinos para um raio: atravessar em boa ordem; atravessar embaralhado; ser detido, com sombra atrás.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/physics-1/g7-light-sources-propagation/fig-16c0b98dda42.svg)

*Três destinos para um raio: atravessar em boa ordem; atravessar embaralhado; ser detido, com [sombra](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/3-luz-e-sombras#def-g1-light-and-shadows-shadow) atrás.*

**Exemplo 49.9 (Os três times da arquitetura).**

Os construtores usam os três de propósito. Vidro [transparente](#def-g7-light-sources-propagation-coats) de janela: vista e [luz](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/3-luz-e-sombras#def-g1-light-and-shadows-source) juntas. Vidros [translúcidos](#def-g7-light-sources-propagation-coats) de banheiro e divisórias foscas de escritório: [luz](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/3-luz-e-sombras#def-g1-light-and-shadows-source) do dia entrando, privacidade mantida — brilho sem imagens é exatamente a descrição do cargo deles. Paredes e venezianas opacas: escuridão sob encomenda. As cúpulas de luminária são translucidez a serviço do conforto: o brilho ofuscante do filamento é embaralhado num clarão suave e sem fonte aparente.

**Observação 49.10 (Nada para repassar, nada para ver).**

Charada: uma astronauta entre as [estrelas](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/26-o-sistema-solar#def-g4-solar-system-star) olha *de lado* para um vazio atravessado por [luz](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/3-luz-e-sombras#def-g1-light-and-shadows-source) do Sol. O que ela vê? Escuridão — embora a [luz](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/3-luz-e-sombras#def-g1-light-and-shadows-source) do Sol jorre passando pelos olhos dela. O espaço não carrega poeira digna de nota: nada difunde a [luz](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/3-luz-e-sombras#def-g1-light-and-shadows-source) que passa na direção dela, e [luz](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/3-luz-e-sombras#def-g1-light-and-shadows-source) que não entra no olho não pinta nada. O céu diurno é azul justamente porque o nosso [ar](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/10-o-ar-ao-nosso-redor#def-g2-air-around-us-air) *de fato* repassa a [luz](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/3-luz-e-sombras#def-g1-light-and-shadows-source) do Sol para baixo, até [nós](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/30-circuitos-em-serie-e-em-paralelo#def-g5-series-parallel-circuits-parallel) — um [planeta](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/26-o-sistema-solar#def-g4-solar-system-planet) inteiro de [difusão](#def-g7-light-sources-propagation-diffusion) suave lá em cima. Sem [ar](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/10-o-ar-ao-nosso-redor#def-g2-air-around-us-air), céu preto, mesmo ao meio-dia: os astronautas da [Lua](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/11-a-lua-no-ceu#def-g2-moon-in-the-sky-moon) ficaram de pé sob o sol, embaixo de uma cúpula preta e sem [estrelas](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/26-o-sistema-solar#def-g4-solar-system-star).

## 49.4 Exercícios

**Exercício 49.1 ★.**

Separe: a chama de uma vela; a [Lua](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/11-a-lua-no-ceu#def-g2-moon-in-the-sky-moon); um vaga-lume; esta página; um semáforo vermelho aceso; o [planeta](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/26-o-sistema-solar#def-g4-solar-system-planet) Vênus ao anoitecer.

**Solução de Exercício 49.1.**

[Fontes primárias](#def-g7-light-sources-propagation-primary): a chama da vela, o vaga-lume, o semáforo vermelho aceso. Difusores: a [Lua](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/11-a-lua-no-ceu#def-g2-moon-in-the-sky-moon), esta página, Vênus — o [planeta](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/26-o-sistema-solar#def-g4-solar-system-planet) brilha por [luz](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/3-luz-e-sombras#def-g1-light-and-shadows-source) do Sol difundida, por mais parecido com [estrela](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/26-o-sistema-solar#def-g4-solar-system-star) que ele seja.

**Exercício 49.2 ★.**

O que um [objeto difusor](#def-g7-light-sources-propagation-diffusion) faz com a [luz](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/3-luz-e-sombras#def-g1-light-and-shadows-source) que recebe — e o que acontece com ele num cômodo escuro?

**Solução de Exercício 49.2.**

Ele reenvia parte da [luz](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/3-luz-e-sombras#def-g1-light-and-shadows-source) recebida em todas as direções. Num cômodo escuro ele não recebe nada, não repassa nada — e fica invisível.

**Exercício 49.3 ★.**

Enuncie as duas condições da visão e use-as: por que você não consegue enxergar a *própria* superfície de um [espelho](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/32-espelhos-e-reflexao#def-g5-mirrors-reflection-reflection) perfeitamente limpo, apenas as coisas que ele reflete? (Cuidado — pergunta fina; responda com simplicidade: o que o polimento dele se recusa a fazer com a [luz](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/3-luz-e-sombras#def-g1-light-and-shadows-source)?)

**Solução de Exercício 49.3.**

A [luz](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/3-luz-e-sombras#def-g1-light-and-shadows-source) precisa sair do objeto na direção do olho. Um polimento perfeito se recusa a *difundir*: ele reenvia a [luz](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/3-luz-e-sombras#def-g1-light-and-shadows-source) numa única direção disciplinada, então nenhuma [luz](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/3-luz-e-sombras#def-g1-light-and-shadows-source) diz “aqui está a superfície” a todos os pontos de vista — o olho recebe apenas as imagens redirecionadas de outras coisas.

**Exercício 49.4 ★.**

Por que todo mundo em volta da mesa vê a mesma maçã, enquanto apenas uma posição de olho afortunada pega o reflexo da lâmpada numa colher?

**Solução de Exercício 49.4.**

A maçã difunde para todas as direções ao mesmo tempo — cada olho recebe uma parte. O polimento da colher manda a [luz](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/3-luz-e-sombras#def-g1-light-and-shadows-source) da lâmpada numa única direção, e só uma posição de olho fica nessa estrada única.

**Exercício 49.5 ★.**

Por que um [feixe](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/42-propagacao-retilinea-da-luz#def-g6-light-propagation-ray) de lanterna é invisível de lado no [ar](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/10-o-ar-ao-nosso-redor#def-g2-air-around-us-air) limpo e visível na névoa? Diga o nome do processo.

**Solução de Exercício 49.5.**

O [ar](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/10-o-ar-ao-nosso-redor#def-g2-air-around-us-air) limpo quase não repassa nada para os lados, então nenhuma [luz](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/3-luz-e-sombras#def-g1-light-and-shadows-source) do [feixe](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/42-propagacao-retilinea-da-luz#def-g6-light-propagation-ray) entra num olho fora do caminho dele. A névoa enche o [feixe](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/42-propagacao-retilinea-da-luz#def-g6-light-propagation-ray) de difusores minúsculos, cada um espalhando uma parte na sua direção: a [difusão](#def-g7-light-sources-propagation-diffusion) desenha a linha.

**Exercício 49.6 ★.**

Classifique: vidro de janela; papel vegetal; um tijolo; água limpa e rasa; o bulbo fosco de uma lâmpada; papel-alumínio.

**Solução de Exercício 49.6.**

[Transparentes](#def-g7-light-sources-propagation-coats): o vidro de janela e a água limpa e rasa. [Translúcidos](#def-g7-light-sources-propagation-coats): o papel vegetal e o bulbo fosco. [Opacos](#def-g7-light-sources-propagation-coats): o tijolo e o papel-alumínio.

**Exercício 49.7 ★.**

Que serviço a translucidez presta numa janela de banheiro e numa cúpula de luminária? O que passa e o que é detido?

**Solução de Exercício 49.7.**

O brilho passa; as imagens são detidas (embaralhadas). A janela do banheiro admite a [luz](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/3-luz-e-sombras#def-g1-light-and-shadows-source) do dia e nega a vista aos curiosos; a cúpula converte um filamento pontual e ofuscante num clarão largo e suave.

**Exercício 49.8 ★.**

A [Lua](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/11-a-lua-no-ceu#def-g2-moon-in-the-sky-moon) é iluminada pelo Sol — e, mesmo assim, os astronautas lunares viam um céu preto ao meio-dia. Explique com a [Observação 49.10](#rem-g7-light-sources-propagation-space) e diga por que o céu de meio-dia da Terra, em vez disso, é de um azul brilhante.

**Solução de Exercício 49.8.**

A [Lua](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/11-a-lua-no-ceu#def-g2-moon-in-the-sky-moon) não tem [ar](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/10-o-ar-ao-nosso-redor#def-g2-air-around-us-air): nada acima dos astronautas difundia a [luz](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/3-luz-e-sombras#def-g1-light-and-shadows-source) do Sol que passava na direção dos olhos deles, e por isso o céu não oferecia nada para ver — preto ao meio-dia. O [ar](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/10-o-ar-ao-nosso-redor#def-g2-air-around-us-air) da Terra repassa uma parte da [luz](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/3-luz-e-sombras#def-g1-light-and-shadows-source) do Sol vinda de todas as direções do céu: a nossa cúpula azul brilhante é [difusão](#def-g7-light-sources-propagation-diffusion) lá em cima.

**Exercício 49.9 ★★.**

Uma única folha de papel brilha, morna, na frente de uma lanterna; o livro fechado detém a [luz](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/3-luz-e-sombras#def-g1-light-and-shadows-source) por completo. O que a espessura faz com a filiação de time de um material? Dê um segundo exemplo de material que troca de time.

**Solução de Exercício 49.9.**

Cada camada acrescentada embaralha e rouba um pouco mais: os times dependem da espessura. A água é o segundo exemplo do capítulo — [transparente](#def-g7-light-sources-propagation-coats) num copo, opaca em oceano. (Papel fino, [translúcido](#def-g7-light-sources-propagation-coats); livro fechado, [opaco](#def-g7-light-sources-propagation-coats).)

**Exercício 49.10 ★★.**

Truque de cinema: os [feixes](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/42-propagacao-retilinea-da-luz#def-g6-light-propagation-ray) dos projetores são invisíveis num salão limpo e, mesmo assim, os filmes os mostram cortando o [ar](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/10-o-ar-ao-nosso-redor#def-g2-air-around-us-air) de forma dramática. O que a equipe de cena precisa acrescentar ao [ar](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/10-o-ar-ao-nosso-redor#def-g2-air-around-us-air), e que física eles estão comprando?

**Solução de Exercício 49.10.**

Alguma coisa em que o [feixe](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/42-propagacao-retilinea-da-luz#def-g6-light-propagation-ray) possa bater: fumaça cênica ou névoa artificial — multidões de difusores minúsculos que capturam a [luz](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/3-luz-e-sombras#def-g1-light-and-shadows-source) do [feixe](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/42-propagacao-retilinea-da-luz#def-g6-light-propagation-ray) e espalham uma parte para cada poltrona. Eles estão comprando [difusão](#def-g7-light-sources-propagation-diffusion), o único jeito de um olho de lado enxergar um [feixe](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/42-propagacao-retilinea-da-luz#def-g6-light-propagation-ray).

**Exercício 49.11 ★★.**

Você enxerga o rosto de um colega junto a uma fogueira. Percorra a viagem completa da [luz](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/3-luz-e-sombras#def-g1-light-and-shadows-source) — fonte, [difusão](#def-g7-light-sources-propagation-diffusion), linhas retas — e conte quantos difusores existem na cadeia se você *também* enxergar esse rosto refletido no lago.

**Solução de Exercício 49.11.**

O fogo ([fonte primária](#def-g7-light-sources-propagation-primary)) $\to$ linha reta até o rosto $\to$ o rosto difunde $\to$ linha reta até o seu olho: um difusor na cadeia. Pelo lago: a [luz](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/3-luz-e-sombras#def-g1-light-and-shadows-source) difundida pelo rosto viaja reto até a água parada, quica como num [espelho](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/32-espelhos-e-reflexao#def-g5-mirrors-reflection-reflection) (não é difundida — o lago é polido) e segue reto até o seu olho: continua sendo um *difusor*, mais um quique de [espelho](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/32-espelhos-e-reflexao#def-g5-mirrors-reflection-reflection) — o rosto e depois a dobra disciplinada do lago.

**Exercício 49.12 ★★★.**

O espetáculo de [luz](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/3-luz-e-sombras#def-g1-light-and-shadows-source) da própria natureza: num dia claro, o céu longe do Sol é azul e o disco do Sol é de um branco ofuscante — e, no [pôr do sol](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/4-dia-e-noite-o-sol#def-g1-day-and-night-daynight), o Sol baixo fica alaranjado enquanto as nuvens lá em cima pegam um tom rosado. Usando apenas “o [ar](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/10-o-ar-ao-nosso-redor#def-g2-air-around-us-air) difunde um pouco da [luz](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/3-luz-e-sombras#def-g1-light-and-shadows-source) que o atravessa, e tanto mais quanto mais longo for o caminho”, explique por que o sol baixo é roubado de parte da [luz](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/3-luz-e-sombras#def-g1-light-and-shadows-source) dele — e quem recebe a parte roubada. (A história completa das cores é o capítulo de espectros do ano que vem; raciocine aqui só com mais caminho, mais [difusão](#def-g7-light-sources-propagation-diffusion).)

**Solução de Exercício 49.12.**

A [luz](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/3-luz-e-sombras#def-g1-light-and-shadows-source) do Sol atravessando o [ar](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/10-o-ar-ao-nosso-redor#def-g2-air-around-us-air) perde uma parte para a [difusão](#def-g7-light-sources-propagation-diffusion) ao longo de todo o caminho — quanto mais longo o caminho, maior o roubo. No [pôr do sol](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/4-dia-e-noite-o-sol#def-g1-day-and-night-daynight) a [luz](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/3-luz-e-sombras#def-g1-light-and-shadows-source) do Sol raspa a [atmosfera](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/36-pressao-do-ar-e-o-tempo#def-g5-air-pressure-weather-pressure) pela estrada mais comprida dela, e por isso o [feixe](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/42-propagacao-retilinea-da-luz#def-g6-light-propagation-ray) direto chega até você roubado e enfraquecido — o disco alaranjado e domado. A parte roubada não sumiu: ela foi espalhada pelo caminho, entregue a outros céus como a [luz](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/3-luz-e-sombras#def-g1-light-and-shadows-source) do dia deles — e uma parcela, espalhada mais tarde, pinta de rosa as nuvens altas. (Quais cores são roubadas primeiro é a história do ano que vem.)

## 49.5 Problema: Iluminar o museu

**Problema 49.1.**

Problema de fim de semana — a nova sala de esculturas; o turno da noite de um projetista de iluminação; fontes, difusores e três tipos de vidro

A nova sala do museu abre na segunda-feira: uma estátua de mármore, quadros nas paredes, uma vitrine de vidro e um curador nervoso. Você ajuda o projetista de iluminação.

**Parte I — Princípios básicos no local.**

1. O curador pergunta por que a estátua, “tão brilhantemente branca”, ainda precisa de luminárias. Responda com as duas condições da visão.
2. Liste as [fontes primárias](#def-g7-light-sources-propagation-primary) e os difusores da sala depois de as luminárias serem ligadas: luminárias, estátua, quadros, visitantes, o vidro da vitrine.
3. O mármore parece brilhar de toda parte, sem nenhum ponto ofuscante. Qual modo de devolver a [luz](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/3-luz-e-sombras#def-g1-light-and-shadows-source) está em ação, e por que toda posição de visitante o recebe?
4. Uma placa polida de latão, ao contrário, joga um único reflexo ofuscante de uma luminária. Diga o nome do outro modo e enuncie a regra que governa para onde vai esse ofuscamento.

**Parte II — Domando o ofuscamento.**

5. As lâmpadas nuas ofuscam os olhos dos visitantes. O projetista envolve cada uma num globo fosco. A que time de material o globo pertence, e o que ele faz com a [luz](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/3-luz-e-sombras#def-g1-light-and-shadows-source) do filamento?
6. Os quadros precisam ser iluminados, mas nenhuma luminária pode aparecer *refletida* no verniz deles a partir do ponto principal de observação. Usando a regra do [espelho](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/32-espelhos-e-reflexao#def-g5-mirrors-reflection-reflection) , onde o projetista coloca as luminárias em relação ao quadro e ao observador?
7. O vidro limpo da vitrine é quase invisível — até a manga branca de um visitante aparecer nele como um fantasma. Por que o vidro limpo transmite e ao mesmo tempo espelha de leve? O que o nicho de paredes pretas atrás da vitrine, escolhido pelo projetista, consegue?
8. Partículas de poeira às vezes flutuam pelos [feixes](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/42-propagacao-retilinea-da-luz#def-g6-light-propagation-ray) dos holofotes, desenhando fios brilhantes no [ar](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/10-o-ar-ao-nosso-redor#def-g2-air-around-us-air) . Curador: “Que lindo! Mantenha.” Projetista: “Isso quer dizer [ar](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/10-o-ar-ao-nosso-redor#def-g2-air-around-us-air) sujo.” Quem está certo sobre a física, e o que são os fios?

**Parte III — O teste noturno.**

9. [Luzes](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/3-luz-e-sombras#def-g1-light-and-shadows-source) apagadas, venezianas fechadas: o guarda relata que a sala fica “absolutamente preta — nem sequer a estátua branca”. Explique com as duas condições por que a brancura é impotente no escuro.
10. Propõe-se uma claraboia: vidro fosco lá em cima. O que ela vai entregar durante o dia, e o que ela vai se recusar a entregar (vistas das nuvens, ofuscamento direto do sol)?
11. O curador teme que a [luz](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/3-luz-e-sombras#def-g1-light-and-shadows-source) do sol desbote os quadros e pede “ [luz](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/3-luz-e-sombras#def-g1-light-and-shadows-source) sem nenhum sol”. O projetista sorri: de dia, até a [luz](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/3-luz-e-sombras#def-g1-light-and-shadows-source) suave das janelas voltadas para o norte *é* [luz](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/3-luz-e-sombras#def-g1-light-and-shadows-source) do Sol. Explique — quem a repassou?
12. Escreva o relatório do projetista: três frases — uma sobre por que a [difusão](#def-g7-light-sources-propagation-diffusion) é a melhor amiga do museu, uma sobre onde os reflexos do modo [espelho](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/32-espelhos-e-reflexao#def-g5-mirrors-reflection-reflection) precisam ser vigiados e uma sobre o time de vidro escolhido para cada função.

**Solução de Problema 49.1.**

**1.** O mármore não fabrica [luz](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/3-luz-e-sombras#def-g1-light-and-shadows-source): enxergar exige [luz](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/3-luz-e-sombras#def-g1-light-and-shadows-source) saindo do objeto na direção do olho, e um difusor sem iluminação não manda nada. Branco é uma promessa sobre *repassar*, sem valor nenhum sem uma entrega. **2.** [Fontes primárias](#def-g7-light-sources-propagation-primary): só as luminárias. Difusores: a estátua, os quadros, os visitantes — e, de leve, o vidro da vitrine (que sobretudo transmite). **3.** A [difusão](#def-g7-light-sources-propagation-diffusion): a superfície do mármore espalha a [luz](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/3-luz-e-sombras#def-g1-light-and-shadows-source) recebida para todas as direções, então cada posição da sala é servida e nenhuma é ofuscada. **4.** O reflexo do modo [espelho](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/32-espelhos-e-reflexao#def-g5-mirrors-reflection-reflection): o latão polido quica a [luz](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/3-luz-e-sombras#def-g1-light-and-shadows-source) da luminária em ângulos iguais para uma única direção — o ofuscamento cai apenas onde essa estrada única chega. **5.** [Translúcido](#def-g7-light-sources-propagation-coats): o globo deixa passar o brilho e embaralha a [imagem](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/32-espelhos-e-reflexao#prop-g5-mirrors-reflection-image) — o ofuscamento pontual do filamento vira uma bola suave de [luz](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/3-luz-e-sombras#def-g1-light-and-shadows-source). **6.** Pela regra do quique, uma luminária aparece no verniz quando a luminária e o observador ficam em ângulos iguais dos dois lados da superfície do quadro. O projetista põe as luminárias no alto e bem inclinadas, para que a estrada quicada delas mergulhe no chão à frente do quadro — nunca nos olhos do ponto principal de observação. **7.** O vidro sobretudo transmite, mas sempre quica como [espelho](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/32-espelhos-e-reflexao#def-g5-mirrors-reflection-reflection) uma parte fraquinha — janelas limpas são [espelhos](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/32-espelhos-e-reflexao#def-g5-mirrors-reflection-reflection) fracos, vistos contra a escuridão que houver atrás. O nicho preto dá à vista transmitida um fundo escuro, para que os reflexos fracos não possam competir — as mangas fantasmas desaparecem. **8.** Os dois: fisicamente, os fios são [difusão](#def-g7-light-sources-propagation-diffusion) pelas partículas de poeira — [luz](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/3-luz-e-sombras#def-g1-light-and-shadows-source) do [feixe](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/42-propagacao-retilinea-da-luz#def-g6-light-propagation-ray) espalhada até os olhos dos visitantes; e [ar](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/10-o-ar-ao-nosso-redor#def-g2-air-around-us-air) empoeirado é realmente o que os torna possíveis. A física está com o projetista; a poesia, com o curador. **9.** Sem fonte, nenhuma [luz](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/3-luz-e-sombras#def-g1-light-and-shadows-source) sai, e não há nada para receber: a brancura é uma alta taxa de repasse aplicada a nada. A condição um falha para todos os objetos ao mesmo tempo. **10.** [Luz](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/3-luz-e-sombras#def-g1-light-and-shadows-source) do dia suave, uniforme e sem [sombras](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/3-luz-e-sombras#def-g1-light-and-shadows-shadow) por toda a sala — brilho sem imagens: nada de vistas das nuvens e nada de ofuscamento direto do sol sobre o mármore. **11.** O próprio céu: o [ar](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/10-o-ar-ao-nosso-redor#def-g2-air-around-us-air) difundindo a [luz](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/3-luz-e-sombras#def-g1-light-and-shadows-source) do Sol. A [luz](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/3-luz-e-sombras#def-g1-light-and-shadows-source) do norte é [luz](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/3-luz-e-sombras#def-g1-light-and-shadows-source) do Sol repassada por um hemisfério de [ar](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/10-o-ar-ao-nosso-redor#def-g2-air-around-us-air) — suave, sem fonte aparente e ainda assim solar; só o [feixe](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/42-propagacao-retilinea-da-luz#def-g6-light-propagation-ray) direto foi recusado. **12.** Por exemplo: “A [difusão](#def-g7-light-sources-propagation-diffusion) é a nossa melhor amiga: ela entrega cada obra a cada visitante sem um único ofuscamento. As superfícies do modo [espelho](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/32-espelhos-e-reflexao#def-g5-mirrors-reflection-reflection) — verniz, latão, vidro de vitrine — precisam ser vigiadas, porque entregam luminárias aos olhos por estradas exatas e previsíveis. E cada vidro serve pelo time dele: [transparente](#def-g7-light-sources-propagation-coats) para se enxergar através, [translúcido](#def-g7-light-sources-propagation-coats) para o ofuscamento e a claraboia, [opaco](#def-g7-light-sources-propagation-coats) para o escuro.”