O fenômeno da luz durante o mergulho…


Da Redação
30/03/2016

 

O olho humano vê através da captação da luz refletida por um objeto, convertendo isto em impulsos elétricos e os informa ao cérebro, através do nervo ótico. O comportamento da luz é alterado quando atravessa a água, afetando a percepção do mergulhador. O que se vê debaixo de água é diferente do que vê acima dela. O comportamento da luz na água será modificado através dos efeitos conhecidos como difusão, absorção e refração, que devem ser estudados para a boa prática do mergulho recreativo.

O conceito de luz visível é a energia de comprimentos de onda particulares que podem ser visíveis pelo olho humano. O espectro eletromagnético se estende de ondas de rádio extremamente longas a raios gama extramente curtos. O comprimento de onda visível ocupa uma faixa muito estreita do espectro. Luz refletida por superfícies em nossos olhos estimula células sensoriais da retina até o fundo do olho, nosso cérebro interpreta os sinais da retina e é assim que nós percebemos nosso mundo visual.

 

 

As cores visíveis dependem de seus comprimentos de onda refletidos ou absorvidos por um objeto. Comprimentos de onda diferentes e combinações delas são enxergados como cores diferentes. A Luz branca é uma combinação de todos os comprimentos de onda do espectro visual e um objeto que reflita todas as cores é visto como branco. Se toda a energia luminosa for absorvida por um objeto sem nenhuma reflexão, o objeto é visto na cor preta. Um objeto totalmente preto é literalmente invisível. Na natureza, um arco-íris é um exemplo de luz branca separada em suas cores de composição.O espectro de cores da luz branca também pode ser visto passando-a por um prisma. As cores de um espectro sempre aparecem na ordem de seu cumprimento de onda visível, desde o mais longo (vermelho) até o comprimento de onda mais curto (violeta). A ordem das cores encontradas no espectro são: vermelho, laranja, amarelo, verde, aul, anil e violeta.

A propagação da luz é influenciada por vários fatores: refração, absorção e reflexão. Estes efeitos ocorrem em qualquer meio, mas são particularmente afetados no meio subaquático. Passar pelo ar ou pela água afeta a propagação da luz. A luz em um objeto será afetada dependendo se ela for refletida ou absorvida.

A refração é a variação do ângulo dos raios de luz quando passam de um meio para o outro. No vácuo, a luz viaja a 299.792 kilometros por segundo. No ar sua velocidade é um pouco mais lenta no ar, e na água é reduzida em aproximadamente 25%. Conforme  as ondas de luz cruzam a fronteira de um meio transparente para outro, elas variam o grau de incidência ou se refratam por uma quantia que depende de sua velocidade nos dois meios. Lentes de aumento, óculos e lentes de contato empregam os princípios da refração para aumentar a visão ou resolver problemas relativos à ela. O arco íris e o prisma, mencionados anteriormente, são exemplos de refração. A refração também é afetada pelo comprimento da onda. Atravessando um prisma, as refrações diferentes dos vários comprimentos de onda da luz branca os separam em seus componentes.

 

 

A luz é refratada quando passa do ar para a água, ou da água para o ar. Nossos olhos evoluiram para focalizar corretamente no ar, e como não temos esta camada aérea na água, a refração da luz que passa da água no meio líquido de nosso olho não é bastante para permitir focar o objeto e tudo parece desfocado e borrado. A máscara de mergulho é necessária para criar o campo aéreo que precisamos para enxergar claramente. Seu vidro estabelece  uma fronteira entre os dois meios e a luz é refratada conforme entra na máscara. O resultado visual em linha reta, é a ampliação do objeto. Objetos vistos através de uma máscara durante o mergulho, parecem maiores do que realmente são, e também parecem estar mais próximos. Esta é uma diferença ótica real, não uma ilusão. Na fotográfia subaquática, a máquina fotográfica deve ser focalizada na distância aparente ao invés da distância real.

A absorção é outro fenômeno físico da luz, e se refere a alteração da cor e de sua intensidade conforme penetra na água. Os diferentes comprimentos de ondas da luz possuem energias diferentes. O vermelho é o mais longo, mas é o de menor energia. Comprimentos de onda mais curtos possuem progressivamente mais energia. Conforme a luz passa passa pela água, suas moléculas absorvem a energia da luz. Os comprimentos de onda com menos energia são os primeiros a serem absorvidos, e assim sucessivamente até os de maior energia. O vermelho pode desaparecer mesmo em águas rasas. Com o aumento da profundidade outras cores do espectro são absorvidas, e as cores azuladas, praticamente são as que sobram. Uma lanterna subaquática, ou o “flash” fotográfico forneceem iluminação artifical e reestabelecem as cores no ambiente.

Se o mergulho já maravilhoso, quando praticado a noite é considerado uma das atividades mais belas que existem, pois fica ainda mais colorido, devido ao uso das luzes artificiais das lanternas subaquáticas. Quanto melhor for a iluminação, mais cores serão enxergadas.

A difusão é o espalhamento de luz na interação com as moléculas do meio que esta atravessando. A luz se espalha em direções aleatórias conforme atinge as partículas suspensas na água, como por exemplo sedimentos e planctons.  A penetração da luz na água diminui com a profundidade devido a difusão e a absorção. Se a água estiver muito turva (mais particulas suspensas) a difusão e a absorção acontecem rapidamente e diminuem a visão do mergulhador, pórque há menos luz, e porque a luz disponível se espalha rapidamente. Até nas águas consideradas muitos transparentes, 50 metros de visibilidade é uma condição muito exepcional.

A reflexão acontece quando as ondas de luz refletem para fora de uma superfície. Se a superfície for lisa e polida, ela é como um espelho. Quando a luz chega na superfície, uma parte dela entra na água e a outra é refletida. Se a luz entra verticalmente (quando o sol esta diretamente a pino, por exemplo), a maioria da luz penetra na água, mas quando o ângulo de incidência se aproxima da horizontal, a maior parte da luz que chega na superfície será refletida. No amanhecer e no pôr-do-sol a quantia de luz que penetra na água provendo iluminação para o mergulhador é bem menor. A mesma reflexão acontece quando uma luz de mergulho é apontada para a superfície. Especialmente se a superfície estiver tranquila, o feixe da lanterna poderá ser visto refletido para dentro da água.

 

 

A fotografia subaquática e a luz

O princípio da fotografia é registrar raios de luz refletidos em um filme de maneira controlada e previsível, e, portanto, com uma menor quantidade de luz existente na água, mais desafiadora se torna a tarefa. Conforme a profundidade de um mergulho aumenta, a quantidade  de luz diminui. A luz da superfície é absorvida e difundida e é frequentemente insuficiente para a fotografia com luz natural. A falta da luz disponível adequada exige o uso de luzes artificais como lanternas e flashes.

Outra razão importante para o uso de luz artificial é acrescentar mais cor às fotografias subaquáticas. O uso das luzes artificias requer alguns cuidados para obter os bons resultados. Partículas suspensas na água podem ter seu brilho refletido para as lentes, e o resultado sera uma imagem desfocada e pontos luminosos espalhados pela foto.  Quanto mais sedimentos estiverem suspensos na água, maior será o problema. Não levantar sedimentos é uma exigência mínima para obter fotografias razoáveis. Um correto posicionamento das luzes vai ajudar muito nos resultados.

Entender e compensar os fenômenos da refração também vão ajudar para conseguir melhores fotografias subaquáticas.

 

 

REFERÊNCIAS.
– Manuais da National Association Of Underwaters Instructors

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