A cor e a visão através dos tempos

1. Universidade de Aveiro – Departamento de Física História da Física – 2003-2004 A cor e a visão através dos tempos Realizado por: Carla Sofia Teixeira nº23001 Maira Alejandra Gomes nº25579

2. A Cor

3. Antiguidade: • Egípcios: • Pintavam os seus corpos com diferentes cores; • Introduziram aspectos da natureza no seu quotidiano; • Cerca de 1550 a.C., pensava-se que as cores tinham poder de curar determinadas doenças; • Hipócrates passou, mais tarde a dedicar-se aos aspectos científicos da cor.

4. Civilização grega: • Platão (427-347 a.C.): • explica a formação do branco do preto e das outras cores a partir da reunião de fogo visual proveniente do olho e dos corpúsculos provenientes dos objectos; • As diferentes cores dos objectos eram perceptíveis uma vez que eram originadas por diferentes impulsos, por sua vez originados por partículas de diferentes tamanhos que existiam na superfície do objecto.

5. Aristóteles (384-322 a.C.): • Para ele, as cores seriam devidas à mistura, em proporções variáveis, de luz e sombra; • As cores fundamentais seriam o vermelho e o violeta; • Experimentalmente, chegou à conclusão de que conseguiria obter o verde através da fusão do azul com o amarelo.

6. Idade Média: • Alhazen (965-1039): • Descobriu as leis da refracção examinando a passagem de luz através de vários meios; • Fez as primeiras experiências sobre a dispersão de luz nas suas cores constituintes; • Num dos seus livros falou sobre: as cores do pôr-do-sol, eclipses, arco-íris, sombras, além de especular sobre a natureza da luz; • Admitiu a possibilidade de as cores terem capacidade de se estender, na ausência de luz, até ao ar envolvente, no entanto as experiências revelam o contrário.

7. Robert Grosseteste (1175-1253): • Tentou explicar o fenómeno do arco-íris a partir da refracção; • Escreveu um livro (De Colore) e nele escreveu que existiam 16 cores que variavam entre o branco e o preto; • Foi o primeiro a fazer a distinção entre cores acromáticas e cromáticas.

8. Idade Moderna: • Johannes Kepler (1571-1630): • Tentou perceber a relação entre luz e cor; • fez incidir luz branca num prato vermelho e a luz que viu sair do prato parecia vermelha; para ele a cor vermelha era puxada e transportada pela luz solar. Não pensou que a cor fosse uma propriedade da luz. • Segundo ele, apenas existia luz branca (como a luz solar).

9. René Descartes (1596-1650): • As diferentes cores são dadas pelas combinações de diferentes velocidades de rotação dos glóbulos (que se encontram comprimidos e em constante oscilação e que, segundo ele, formam a luz) com o seu movimento rectilíneo; • Tentou explicar a formação do arco-íris, mas não o fez satisfatoriamente, não conseguiu explicar a razão de o arco secundário ter as cores na ordem inversa à do principal.

10. Christiaan Huygens (1629-1695): • Tornou-se reconhecido através da teoria ondulatória da luz; • Mostrou que as leis da refracção e reflexão podiam ser explicadas por essa teoria (1670); • Definiu a luz como um movimento de matéria situada entre nós e os corpos luminosos, ela propaga-se por meio de ondas, do mesmo modo que o som. • Robert Hooke (1635-1703): • Defendia que só existiam duas cores: vermelho e azul; • Admitiu que a mistura destas duas cores dava origem a muitas outras;

11. Isaac Newton (1642-1727): • Conseguiu explicar o porquê de a ordem das cores no arco-íris principal ser a ordem inversa das cores no arco-íris secundário; • Descobriu a dispersão de luz num espectro colorido por meio da refracção através de um prisma; • Estudou a difracção e a interferência da luz; • Apresentou a relação entre a luz e a cor numa obra sua, Opticks: ele não considerava a luz branca como sendo uma entidade simples, ao contrário de todos os cientistas até à altura.

12. Experiência de Newton: • Poliu algumas peças de vidro e obteve um prisma triangular; • Escureceu o quarto, fez um pequeno orifício na janela de modo a deixar penetrar uma quantidade conveniente de luz solar; • Colocou um prisma em frente ao orifício, de maneira que a luz, ao se refractar, incidisse na parede oposta.

13. Entendia que a luz branca era uma mistura de diferentes tipos de cores que podiam ser refractados em ângulos ligeiramente diferentes e cada tipo de raio produzia uma cor espectral diferente; • Chegou à conclusão de que as cores voltavam a juntar-se ao passar por um segundo prisma e que o feixe resultante era, como inicialmente, de luz branca; • Descobriu que a luz visível era constituída por todas as cores do arco-íris; • Acreditava que a luz era composta por corpúsculos, que eram deflectidos pelo prisma de acordo com o seu tamanho;

14. Idade Contemporânea: • Thomas Young (1773-1829): • Iniciou a teoria das três cores da percepção, aceitando que o olho construía o seu sentido da cor, usando apenas três receptores; • Segundo ele, a luz era um movimento de onda transversal, cujo comprimento de onda determinava a cor; • Realizou experiências para provar que a luz viajava em forma de ondas;

15. Apercebeu-se que as cores são ondas de luz de diferentes comprimentos e que as cores de interferência são originadas no ponto onde as ondas de luz se encontram e se misturam; • Em 1800, mostrou que uma escala larga das cores pode ser gerada através da mistura de três feixes de luz, desde que as suas frequências sejam extensamente separadas. Quando estes feixes se combinam para produzir a luz branca, temos as chamadas cores primárias.

16. James Clerck Maxwell: (1831-1879) • Realizou muitas experiências acerca da mistura de cores entre 1855 e 1860, utilizando como cores base o vermelho, o verde e o azul e colocou as combinações das cores resultantes num triângulo.

17. Herman L.F.Von Helmholtz (1821-1894): • Retomou as pesquisas de Young: mediu os impulsos nervosos confirmando a sua teoria que passou a ser chamada de teoria Young/Helmholtz, sobre a percepção de três receptores sensíveis à luz, que reagem ao vermelho, azul e verde, resultando desse sistema a visão das diferentes tonalidades.

18. A Visão

19. Teorias primordiais: • Demócrito, Leucipo (século V a.C.) Lucrécio (98-55 a.C.) • afirmavam que a sensação visual era causada por contacto entre o olho e o objecto visível. Este contacto era efectuado por uma emanação material transmitida do objecto para o olho; • A luz tinha propriedades de partícula indivisível, isto é, tinha uma natureza corpuscular propagando-se em linha recta num fluxo constante.

20. Platão (427-347 a.C.): • O olho do observador emitia o quid que se fundia com a luz do sol formando um “corpo homogéneo” que se propagava do olho para o objecto visível. Este “corpo” seria o intermediário entre o olho e o objecto; • O choque entre o que emanava do objecto e o “corpo homogéneo” produzia impulsos que seriam transmitidos à alma do observador onde iria surgir a sensação de visão.

21. Aristóteles (384-322 a.C.): • Defendia que o meio era fundamental para que a visão ocorresse; • Sugeriu que um corpo transparente comunica ao observador a cor e forma dos objectos; • A visão devia-se a uma sucessão de perturbações efectuadas sobre o meio que eram comunicadas ao observador rectilínea e instantaneamente; • Considerava que o olho era constituído fundamentalmente por água que também era transparente e, portanto, receptiva à luz e à cor.

22. Galeno (131-201): • Foi o primeiro a descrever a fisiologia do olho e a referir-se à sua anatomia e ao nervo; • Na sua teoria explica que o pneuma óptico era enviado do cérebro através dos nervos ópticos para o olho. Ao atingir a superfície do olho excitaria imediatamente o ar envolvente, como que dotando-o de visão.

23. Teorias Matemáticas: • Euclides (300 a.C.): • Definia o processo visual como um conjunto discreto de raios rectilíneos provenientes do olho, formando um cone cujo vértice se encontra no olho e a base é o campo visual do observador; • Os objectos na zona central do campo visual são percepcionados com maior nitidez por serem interceptados por um maior número de raios adjacentes do que os objectos na periferia do campo visual.

24. Ptolomeu (100-175): • Para ele, o olho humano emitia um fluxo cónico contínuo, pois só assim se pode ver os objectos inteiramente num olhar; • Esse fluxo visual tinha a mesma natureza que a luz externa e o vértice do cone visual situava-se no centro da curvatura do olho; • A nitidez com que os objectos são percepcionados depende da quantidade de energia transmitida ao fluxo.

25. Teorias desenvolvidas no Mundo Islâmico: • Al-Kindi (século VIII): • Defendeu a teoria da extramissão , criticando a análise matemática feita por Euclides; • Adopta da teoria de Galeno, que os raios visuais resultam de uma transformação efectuada pelo poder visual emitido dos olhos sobre o ar envolvente; • O cone visual é contido e não composto por raios discretos como tinha concluído Euclides; • Percepciona-se uma imagem contínua e não punctiforme.

26. Alhazen: • Refutou a teoria da extramissão e criou a teoria da intromissão incorporando aspectos anatómicos, físicos e matemáticos; • O olho é constituído por quatro camadas e três humores; • A sua teoria indica que é a forma da luz e cor que é transmitida do olho para o cérebro e interpretada por este. Esta teoria inclui também a explicação da variação da nitidez com que é percepcionado o campo visual.

27. Leonardo da Vinci (1452-1519): • Baseou a sua teoria na teoria da radiação e no cone radiante; • Segundo ele, a radiação existe e tem um percurso rectilíneo, é intersectada por um objecto opaco e regressa ao olho conduzindo a imagem do objecto; • Os animais que vêem de noite, usam a pequena quantidade de luz presente ou então têm um grande diâmetro de pupila.

28. Experiência de Da Vinci: • Comparou o olho com uma câmara escura: • A câmara era um quarto estanque à luz que possuía um orifício de um lado e uma parede pintada de branco à sua frente; • Quando o objecto era posto diante do orifício, do lado de fora do compartimento, a sua imagem era projectada invertida sobre a parede branca; • Concluiu que os raios de várias partes do campo visual se interceptam dentro da pupila e assim apresentam uma vista invertida, a menos que seja levada a interceptar uma segunda vez, por reflexão ou refracção; • Acabou com a teoria do cone visual.

29. René Descartes: • Luz propaga-se instantaneamente por pressões transmitidas entre partículas ao meio. • Johannes Kepler: • Chega à conclusão que a teoria perspectivista era defeituosa do ponto de vista anatómico e inconsistente para eliminar radiação supérflua; • Conceptualizou a radiação vinda do objecto em termos de uma infinidade de cones que se intersectam na pupila e neste momento a imagem é invertida.

30. Conclusão: • Hoje sabe-se que a cor é o efeito causado por radiação electromagnética visível de diferentes comprimentos de onda nos órgãos visuais; • O desenvolvimento do conceito de visão esteve sempre dependente dos novos conhecimentos no que toca à anatomia do olho; • Foram muitos os físicos e pensadores que deram o seu contributo para o desenvolvimento dos conceitos de cor e visão.

31. Bibliografia: • Ø     Apontamentos das aulas de história da física 2003-2004 • Ø      Crombie, A.C., Science Art and Nature in Medieval and Modern Thought, Londres, Hambledon Press, 1996 • Ø      Einstien, Albert, A evolução da física: o desenvolvimento das ideias desde os primitivos conceitos até à relatividade e aos quanta, Lisboa, Livros do Brasil • Ø      Gnaydier, Pierre, História da Física, lisboa, Edições 70, 1984 • Ø      Lindberg, D.C., Theories of vision from al-Kindi to Kepler, Chicago, University of Chicago Press, 1976 • Ø      Sarton, George, A History of science, Cambridge, Harvard University Press, 1959 • Ø      Sir James Jeans, O.M., The growth of physical Science, Cambridge, University Press, 1947 • Ø      Wolf, Abraham, A History of science technology and philosophy in the 16th, 17th and 18thcenturies, Bristol, Thoemmes Press, 1999

32. Páginas da Web: • Øhttp://www.alaba.es/webport/articulosport2.htm • Øhttp://users.hotlink.com.br/marielli/matematica/geniomat/huygens.html • Øhttp://www.ajc.pt/cienciaj/n16/estorias2.php3 • Øhttp://www.colorsystem.com • http://books.mirror.org