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Ciência por trás de Harry Potter: haja Lumos

Escrito por: Carlos Leonardo André Degan

Você já se perguntou se existe uma ciência por trás dos feitiços da famosa saga do bruxo Harry Potter? Hoje vamos tentar entender um pouquinho sobre o feitiço Lumos, ou melhor, a ciência por trás dele. O feitiço Lumos é usado para conjurar um feixe de luz brilhante de cor branca azulada na ponta da varinha, em outras palavras, esse feitiço transforma a ponta da varinha em uma “lâmpada” que ilumina o ambiente. E luz, você sabe o que é? Bom, a luz que somos capazes de ver, é definida como uma forma de radiação eletromagnética que possui uma frequência na faixa do visível (BROWN, 2016). Mas o que isso significa? Vamos aprofundar mais um pouco nessa questão, dessa forma, vamos perceber que não é algo tão simples assim.

Todo objeto que se encontra em temperatura ambiente, é visto por nós porque ele reflete radiação em um determinado comprimento e frequência de onda, dessa forma podemos ver o objeto e sua cor, conforme apresentado na imagem abaixo.

Figura 1: Comprimento de onda da luz visível (BRASIL ESCOLA)

Mas nós temos objetos que, quando aquecidos, emitem luz própria. Podemos ver esse efeito quando aquecemos algum metal por exemplo, sendo que sua cor varia quanto mais quente ele fica. Aquecendo brevemente um metal, vamos ver que ele ficará vermelho/laranja, mas se o aquecermos de forma absurda ele irá emitir cor azul. Esse fenômeno pode ser observado nas estrelas também, as vermelhas têm temperaturas menores quando comparadas às estrelas azuis (DAVIDOVICH, 2015). Mas então, como o objeto aquecido emite luz? Max Karl Ernest Ludwig Planck propôs que a radiação seja absorvida ou emitida por um corpo aquecido por meio de “pacotes de energia”. Planck deu o nome de “quantum” a esses pacotes de energia, e mais tarde Einstein explica a teoria do efeito fotoelétrico, onde o termo “quantum” ganha um novo nome: fótons (DAVIDOVICH, 2015; FELDER, DIAS e SANTOS, 2010). E o efeito fotoelétrico consiste no seguinte: na ejeção de elétrons de um material exposto a uma determinada radiação eletromagnética, dessa forma, os pacotes de energia (fótons) irão transferir energia para os elétrons do material exposto. Se a energia for maior do que a energia mínima necessária para arrancar esses elétrons, estes serão arrancados da superfície do material formando um feixe fotoelétrico, em outros termos, luz (DAVIDOVICH, 2015). Mas como não sabemos se a ponta da varinha é aquecida a temperaturas altíssimas para gerar a luz branca azulada, podemos supor que haja uma reação química cujo produto seja a luz. A quimiluminescência é capaz de explicar a formação de radiação eletromagnética luminosa, podendo esta ser visível, infravermelho e/ou ultravioleta (FERREIRA e ROSSI, 2002).

O processo químico envolve a absorção de energia para a geração de um complexo ativado que se transforma em um produto eletronicamente ativo. Ou seja, o processo químico envolve dois (ou mais) reagentes para formar um produto de excitação energética alta, e quando este produto se decompõe ele libera fótons de luz até sua energia acabar e “a luz apagar”. O tempo de uma reação de quimiluminescência pode variar desde pequenos períodos até um dia de duração. Mas a intensidade da emissão de radiação eletromagnética depende da velocidade da reação e da sua eficiência, sendo que a cor da luz emitida varia conforme os reagentes presentes na reação química (FERREIRA e ROSSI, 2002).

Parece que uma reação de quimiluminescência está muito longe da nossa realidade, não é mesmo? Mas na verdade, ela pode estar tão perto que nem nos damos conta. Como as pulseiras neon de festa, dentro delas ocorre uma reação de quimiluminescência onde temos um corante e dois reagentes, o primeiro é um derivado do petróleo e o segundo, é água oxigenada que está presa dentro de um tubo de vidro, tubo esse que quando é quebrado mistura a água oxigenada com o derivado do petróleo dando início a uma reação de química que emite luz, a quimiluminescência.

Enquanto sua carta de Hogwarts não chega e você não pode ficar conjurando feitiços de luz, você pode adquirir conhecimento científico o suficiente para produzir a partir de processos físicos como o efeito fotoelétrico e transformações químicas como a quimioluminescência, e fazer sua própria luz, ou melhor, Lumos.

Figura 2: Harry Potter e Dumbledore conjurando o feitiço Lumos (SUPERINTERESSANTE).

 

Referências Bibliográficas:

BRASIL ESCOLA.  Disponível em: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/luz.htm#:~:text=Luz%20%C3%A9%20uma%20forma%20de,aproximadamente%20300%20mil%20km%2Fs., acesso em 30 abr. 2021.

 

BROWN et al. Química a ciência central. 13°Ed. Pearson Universidades, 2016.

CIÊNCIA PARA TODOS. Disponível em: https://www.ufmg.br/cienciaparatodos/wp-content/uploads/2011/11/57- osegredodosvagalumesnaspulseirasdeneon.pdf acesso em 30 abr. 2021.

 

DAVIDOVICH, L. Os quanta da luz e a ótica quântica. Revista Brasileira de Ensino de Física, v. 37, n. 4, p. 4205-4212, 2015. Disponível em: https://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1806-11172015000400205&lang=en, acesso em 30 abr. 2021.

FELDENS, B. et al. E assim se fez o quantum… Revista Brasileira de Ensino de Física, v.32, n.2, p. 2602, 2010. Disponível em: https://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1806- 11172010000200015&lang=en, acesso em 30 abr. 2021.

 

FERREIRA, Ernesto C.; ROSSI, Adriana V. A quimiluminescência como ferramenta analítica: do mecanismo a aplicações da reação do luminol em métodos cinéticos de análise. Química Nova, v.25, n.6, p. 1003-1011, 202. Disponível em: https://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0100-40422002000600018, acesso em 30 abr. 2021.

 

SUPERINTERESSANTE. Disponível em: https://super.abril.com.br/cultura/o-que- significam-em-latim-os-feiticos-de-harry-potter/ acesso em 30 abr. 2021.