Cada pessoa vê as cores de forma diferente

A retina do olho humano tem células sensíveis à intensidade da luz (bastonetes) e à cor (cones). Os cones são sensíveis ao vermelho/laranja, ao verde/amarelo e ao azul/violeta. A informação cromática chega através desses 3 canais, não os 6 ou 7 esperados para o número de cores do arco-íris em uma eventual equivalência. Por esse motivo, sistemas com três cores primárias são "suficientes" para traduzir as cores do mundo, transmiti-las e entendê-las. Mas, a quantidade e a proporção de cones é individual. O azul que um vê não é o mesmo que outros olhos veem.

Cada nome de luz dita monocromática em português, em inglês e letra inicial em inglês é, da menor frequência para a maior:

R - RED - vermelho
O - ORANGE - laranja
Y - YELLOW - amarelo
G - GREEN - verde
B - BLUE - azul
I - INDIGO - anil
V - VIOLET - violeta

Uma luz policromática importante é o W - WHITE - branco. Ele também é a ausência de pigmento.
W = R + O + Y + G + B + I + V.

Para pigmentos, são importantes também:

C - CYAN - ciano
M - MAGENTA - magenta
K - KEY/BLACK - chave/preto

A inicial em inglês acaba por ser distinta para cada cor. Daí, o uso desse idioma nesse assunto.

Um sistema comum na pintura é aquele em que as cores primárias são o vermelho, o amarelo e o azul, referido aqui como RYB. Outro sistema para pigmentos, utilizado em impressoras é o CMYK. O pigmento K é mais vantajoso que a combinação de C+M+Y que poderia encharcar o papel de tinta. Além disso, sai mais barato.

Os sistemas de cores para pigmentos são subtrativos. Um pigmento R (vermelho) iluminado com luz branca subtrai (absorve) O, Y, G, B, I, V e reflete em direção ao olho apenas R. Sem pigmento no papel branco, nenhuma luz será subtraída. Com todos os pigmentos no mesmo ponto, toda luz será absorvida.

Já os sistemas para luzes, como as da tela de um televisor são aditivos. Quanto mais luzes, mais branco. A quantidade de pigmento ou luz pode ser expressa de forma equivalente de 0,0 a 1,0 de 0 a 100 % ou de 0 a 255. O sistema RGB é facilmente identificado nos televisores de tubo. Há pequenos pontos na tela que emitem essas luzes.

RGB e CMYK funcionam relativamente bem juntos com informações para a tela e para a impressora. Para simplificar, desconsideraremos K. Quando há um ponto vermelho na tela do computador a informação é dada no RGB por (1,0; 0,0; 0,0). Já na impressora, a informação em CMY será (0,0; 1,0; 1,0). O vermelho é cor primária para o RGB e secundária (M+Y) para o CMY. O RYB das Artes não é tão facilmente convertido nesses dois sistemas. Apesar de ser um sistema ensinado na escola, os pintores podem ter outras cores em suas paletas que não sejam as primárias ou mistura de pigmentos.

A figura interativa a seguir possibilita "construir" uma cor a partir do RGB. O círculo menor indica a cor complementar.

Cor RGB

Essa outra permite visualizar em diagramas distintos e independentes o RGB e o CMYK.

RGB e CMYK em controles separados.

E a última permite visualizar em diagramas distintos mas relacionados o RGB e o CMYK.

RGB e CMYK controlados ao mesmo tempo.

As cores para os três sistemas citados no texto são:

RGB (para luzes).
Primárias: vermelho R = (1, 0, 0) , verde G = (0, 1, 0) e azul B = (0, 0, 1).
Secundárias: ciano C = (0, 1, 1) = G+B, magenta M = (1, 0, 1) = R+B e amarelo Y = (1, 1, 0) = R+G.
Branco W = (1, 1, 1) = R+B+G.
Preto K = (0, 0, 0).

CMYK (para pigmentos).
Primárias: ciano C = (1, 0, 0), magenta M = (0, 1, 0) e amarelo Y = (0, 0, 1).
Secundárias: vermelho R = (0, 1, 1) = M+Y, verde G = (1, 0, 1) = C+Y e azul B = (1, 1, 0) = C+M.
Branco W = (0, 0, 0).
Preto K = (1, 1, 1) = C+M+Y (em teoria). Na prática, é o quarto pigmento primário.

RYB (para pigmentos, tradicional nas Artes).
Primárias: vermelho R, amarelo Y e azul B.
Secundárias: verde G = B+Y , roxo V = R+B e laranja O = R+Y.
A mistura dos três pigmentos de forma não muito desproporcional resulta em um marrom escuro.

Apesar de cada cor do RYB aparecer com o mesmo nome nos outros dois sistemas, ela não é idêntica à desses sistemas. R+B resulta em magenta no RGB, mas em roxo no RYB.

Observação: Material abaixo acrescentado em 4 de agosto de 2016.
RGB e CMYK como cores invertidas.

Multiplicando o Som - Exemplo dos Cachorros

A audição humana é sensível a um espectro bastante amplo de sons, desde o fraco 0 dB até os intensos 120 decibels (na frequência de 1000 Hz).

Consideremos um cachorro emitindo seu latido a 60 dB.

 
Se 100 cachorros latirem ao mesmo tempo teremos um som de 6000 dB? Obviamente, NÃO.

O que está sendo multiplicada é a intensidade sonora I (em W/m²) e não o nível sonoro B (em dB), que é a grandeza mais prática em Acústica para diferenciar os sons fracos dos sons fortes.

As duas grandezas, com B em dB e I em W/m², estão relacionadas por:

Para 1 cachorro, B = 60 dB aplicado na equação leva a I = 0,000001 W/m².

O cálculo para 100 cachorros é simples:
 

Enquanto a intensidade I foi multiplicada por 10 x 10 (cem), ao nível B foram acrescentados 2 x 10 (vinte) decibels.

Igualmente simples é o cálculo para 2 cachorros. Mas, o log 2 deve ser dado se uma calculadora científica não estiver disponível.

Pela tabela (e pelos gráficos ao lado dela), log 2 = 0,30.

O nível sonoro para dois cachorros latindo juntos é:

Foi utilizada no cálculo acima a seguinte propriedade:

Para fixar, veja o cálculo do nível sonoro para 5 cachorros latindo ao mesmo tempo. O valor do log 5 deve ser consultado.

Mais propriedades de logaritmos no quadro abaixo.

OBSERVAÇÃO: O plural da unidade decibel é decibels.
http://www.inmetro.gov.br/legislacao/rtac/pdf/RTAC002050.pdf

"Ondas" Estacionárias

Existem grandezas físicas que assumem qualquer valor, enquanto outras só assumem múltiplos de um valor mínimo. A posição de uma pessoa em relação ao solo ao subir por uma rampa pode ter qualquer valor entre zero e o máximo, digamos, 200 cm. Mas, em uma escada a posição só pode ser zero, 20 cm, 40 cm, 60 cm, ... , 200 cm, admitindo uma escada com 10 degraus, todos com altura de 20 cm. O primeiro tipo ganha o nome de grandeza contínua e o segundo, grandeza discreta. O volume (intensidade) do som é uma grandeza contínua, pois pode ser ajustado para aumentar para qualquer valor abaixo do máximo. Mas, a velocidade do motor de um liquidificador com alguns botões só pode aumentar para valores determinados pelo fabricante.

As fontes de som podem ser cordas (ou membranas) que vibram completando 20 a 20 000 ciclos por segundo. Pianos, violinos, violões, harpas e berimbaus possuem cordas. Tambores e alto-falantes possuem membranas e a prega vocal vibra como uma membrana. Outro tipo de fonte sonora é o próprio ar que vibra no interior de um tubo, como em flautas e órgãos. Os sons mais agradáveis são produzidos quando se formam "ondas" estacionárias no instrumento musical. Elas são "ondas" entre aspas: não se propagam; permanecem fixas entre dois extremos. Essas vibrações passam para o ar, formando ondas sonoras de mesmo comprimento de onda, mas que se propagam.

Nas cordas e nos tubos formam-se apenas "ondas" estacionárias que "cabem" entre os seus extremos. O comprimento de onda é, nesses casos, uma grandeza discreta. Nem toda vibração se torna uma nota musical.

Abaixo estão dois vídeos com a formação das "ondas" estacionárias.

Nível de Intensidade Sonora

O ouvido humano capta como informação as ondas mecânicas produzidas com frequência (altura) entre 20 Hz (o mais grave ou baixo) e 20000 Hz (o mais agudo ou alto), aproximadamente e de nível de intensidade sonora superior a 0 fon. Na frequência de 1000 Hz, 1 fon = 1 dB (decibel). Para outras frequências, é necessário consultar um audiograma com as curvas isofônicas.

O nível de intensidade sonora medido em decibéis é uma grandeza física relacionada com a intensidade sonora medida em watt por metro quadrado. O tímpano humano saudável vibra para sons de 1000 Hz produzidos com intensidade sonora ("volume") de 0,000000000001 watt por metro quadrado (limiar da audição) até 1 watt por metro quadrado (limiar da dor). Como essa faixa de valores é muito ampla, é mais comum o uso do nível de intensidade sonora. Esse é um dos muitos usos dos logarítmos na Física.

Através da planilha, é possível fazer / verificar os cálculos:

Através do gráfico da função também é possível associar as duas grandezas:

Nos gráficos exibidos, 1E+02 significa dez elevado ao quadrado, ou seja, 100, enquanto 1E-02 significa dez elevado a menos 2, ou seja, 0,01. Portanto, onde aparece 1E leia-se 10 elevado a.

Abaixo, um audiograma em branco:

Uma possibilidade de uso do audiograma acima é delimitar a região entre os máximos e mínimos citados no texto.

Queira ver também: http://revistaescola.abril.com.br/ensino-medio/passeio-pelos-extremos-sonoros-475653.shtml.

Acréscimo realizado em 5 de agosto de 2016.
Nível Sonoro e Intensidade Sonora 

Leis do Inverso do Quadrado da Distância

• Um vaga-lume espalha raios de luz em todas as direções.
• Raios de onda partem de uma abelha em todas as direções representando o seu zumbido.
• Uma pequena partícula carregada possui linhas de força representando o seu campo elétrico no espaço.

Todas essas grandezas (brilho, som e campo) diminuem à medida que a distância aumenta, ou seja, há um tipo de proporção inversa nesses casos. O tipo especial de variação comum nesses exemplos é a variação com o inverso do quadrado da distância.

A figura e a animação ilustram a queda de intensidade à medida que a distância passa de d para 2d e 3d. A área atingida está passando, respectivamente, de A para 4A e 9A. Tudo o que passa pelo primeiro retângulo passa pelos demais.

Tsunami

A Física poderia explicar apenas fenômenos positivos se ocorressem apenas  fenômenos positivos no mundo físico.

Por mais devastador que seja, o Tsunami  é um fenômeno natural e sujeito à explicação. Sugiro dois trabalhos que explicam a  relação da velocidade da onda do mar com a profundidade (refração) e o consequente aumento da amplitude da mesma ao se aproximar do litoral. Eles foram retirados do blog Física na Veia! e do site The Applet Collection que estão na lista à esquerda (Sites de Física, Matemática e Ciências).

- A FÍSICA POR TRÁS DE UM TSUNAMI - ver

- SIMULADOR DE TSUNAMI - ver

Interferência de Ondas

Com essa animação, é possível visualizar diferentes tipos de interferências como interferência construtiva, interferência destrutiva e batimento.

Interferência de Pulsos

Luz + Luz = Escuridão ou Mais Luz? Som + Som = Silêncio ou Mais Som? Verifique a interferência entre dois pulsos que viajam em sentidos opostos por uma corda.

Absorção e Refração de Ondas

Duas animações feitas em Geogebra para os fenômenos da absorção (redução da amplitude) e da refração (mudança da velocidade e, consequentemente, do comprimento de onda).

OBSERVAÇÃO: Esse blog só poderá ilustrar a Física se os seus leitores baixarem os arquivos postados. Para isso, é necessário clicar sobre as palavras em cinza de cada texto.

Oscilador, Sintonia, Informação

Nosso Universo tem energia espalhada, informação demais que vivemos selecionando para entender alguma coisa do mundo. Os olhos selecionam as frequências que correspondem às cores do arco-íris para ler a informação visual. Os ouvidos só ouvem o som - vibrações mecânicas entre 20 Hz e 20000 Hz. Outras vibrações mecânicas passam despercebidas por ele. Se esses sistemas biológicos são seletivos, os aparelhos criados pelo homem, como rádio e TV também precisam ser. Os sistemas que transmitem (Sol, tambor, antena da emissora de rádio ou TV...) e os sistemas que recebem (receptor de rádio, televisor, células da retina...) tem algo em comum: eles oscilam, vibram. Para que a informação seja passada do transmissor para o receptor eles precisam oscilar na mesma frequência. Quando um caminhão passa pela rua ele vibra com certa frequência e faz as janelas de sua casa tremerem na mesma frequência. Uma informação foi transmitida à distância. As janelas entraram em ressonância com o caminhão. Houve sintonia entre eles.

Poderíamos estudar os osciladores eletromagnéticos mais complicados, mas partimos do estudo de um oscilador mecânico formado por um corpo preso a uma mola. Esse oscilador em funcionamento poderia estimular outro idêntico a vibrar em sintonia com ele. Mas, não é esse o objetivo principal em estudar um sistema que, de tão simples, parece não fazer parte do nosso cotidiano. Um objetivo importante é o estudo das grandezas oscilantes mais fáceis de serem medidas ou "visualizadas" (posição, força, aceleração e velocidade) e a possibilidade de saber o futuro e o passado desses valores, ou seja, fazer previsões.

Biologia e Física: O DNA em Comum

Sempre que surge uma curiosidade, uma questão interessante, cientistas de diferentes áreas se dispõem a encontrar respostas. Nessa caminhada do conhecimento, Física e Biologia já se deram as mãos muitas vezes. Um episódio famoso foi a elaboração do Modelo de Dupla Hélice para a molécula de DNA. Como estudar uma estrutura tão pequena? A difração de raios-X permite essa "visualização". A difração é um fenômeno que ocorre quando uma onda contorna um obstáculo ou as bordas de uma fenda. Quanto menor o objeto que causará a difração, maior deve ser a frequência da onda utilizada. Por sua vez, a emissão de raios-X é explicada pela teoria quântica: quando um elétron freia, emite radiação.

Linus Pauling, o mesmo citado na postagem anterior, vinha trabalhando nessa área na metade do século passado. Sua ideia era de uma cadeia tripla para a molécula. A explicação desse famoso físico não seria confirmada como a melhor. Outros pesquisadores mais jovens propuseram resposta alternativa. Imaginaram uma estrutura dupla. Cada parte era helicoidal (a forma da mola do caderno). As "molas" seriam unidas por dentro pelas ligações citosina - guanina e adenina - timina. Entre os pesquisadores que tiveram essa ideia estava Francis Crick, bioquímico e físico.

Essa resumida história é cheia de pontos a destacar, mas um que merece ser citado é a possibilidade de um cientista reconhecido não elaborar a melhor teoria e outro mais jovem conseguir chegar a uma resposta melhor.

Está disponível uma planilha muito simples que permite observar ligações entre as bases A, T, C e G.