Espectro de luz

Sabemos que todas as ondas eletromagnéticas se propagam no vácuo com a velocidade da luz. As ondas eletromagnéticas transportam momento e energia para longe de uma fonte. É importante lembrar que as ondas eletromagnéticas se diferenciam pela sua frequência e comprimento de ondas, e a interação dessas ondas com a matéria depende da frequência da onda e da estrutura atômico-molecular da matéria.

A forma mais simples das ondas eletromagnéticas corresponde ao espectro eletromagnético que o nosso olho consegue enxergar. A luz é produzida por corpos que estão com alta temperatura (como o filamento de uma lâmpada) e pela reorganização dos elétrons em átomos e moléculas.

Os comprimentos de onda da luz visível são classificados segundo a cor, do violeta, que tem comprimento de onda λ = 4 . 10-7 m, ao vermelho, cujo comprimento de onda é λ = 7 . 10-7 m. Portanto, a sensibilidade dos olhos é uma função do comprimento de onda e é máxima para um comprimento de onda λ = 5,5 . 10-7 m (amarelo-verde). A visão é o resultado dos sinais transmitidos ao cérebro por dois elementos presentes na retina: os cones e os bastonetes.

Os cones são elementos que se ativam quando há presença de luz de forma intensa (como a do dia); e são sensíveis à cor. Já os bastonetes são elementos capazes de atuar com iluminação menos intensa (como, por exemplo, em uma sala escurecida); e são menos sensíveis à cor.

A luz é tão importante que originou o desenvolvimento de um ramo especial da Física aplicada: a Óptica. Esta ciência estuda os fenômenos relacionados à luz e à visão, incluindo também o desenho dos instrumentos ópticos.

No século XVII, as explicações do espectro óptico vieram de Isaac Newton, quando ele escreveu o livro Opticks. No Século XVIII Goethe escreveu sobre espectros ópticos no seu livro Teoria das Cores. Observações anteriores foram feitas por Roger Bacon que reconheceu o espectro visível em um copo de água, quatro séculos antes de Newton descobrir que os prismas podiam separar e unir a luz branca.

Newton usou pela primeira vez a palavra espectro (latim para "aparência" ou "aparição") impresso em 1671 em uma descrição de seu experimento em óptica. A palavra "espectro" (Spktrum) foi muito utilizada para designar o fantasma Afterimage de Goethe em seu livro Teoria das cores e Schopenhauer em seu livro Sobre a Visão e as Cores. Newton observou que quando um feixe estreito de luz solar se encontra com um prisma de vidro em um ângulo, uma parte é refletida e a outra parte passa o vidro, surgindo diferentes bandas de cores. Newton hipotetizou que a luz era feitas de "corpúsculos" (partículas) de diferentes cores, e que diferentes cores se moviam com diferentes velocidades na matéria transparente, com o vermelho se movendo mais rápido que o violeta, o que resulta que o vermelho possui uma angulação (refração) menor que a do violeta ao passar pelo prisma, criando um espectro de cores

No começo do século XIX, a concepção de espectro visível ficou mais definida, como os diferentes tipos de luz fora do visível foram descobertas e caracterizadas por Willian Herschell (infravermelho) e Johann Wilhelm Ritter (ultravioleta), Thomas Young, Thomas Johann Seebeck, e outros.Young foi o primeiro a medir o comprimento de onda em diferentes cores da luz, em 1802

A conexão entre o espectro visível e visão de cores foi explorada por Thomas Young e Hermann von Helmholtz no começo do Século XIX. Sua teoria da visão de cores corretamente proposta que o olho humano usa três distintos receptores de cores.