Cor preta na ciência

O preto é a cor mais escura, o resultado da ausência ou absorção total da luz visível. É uma cor acromática, literalmente uma cor sem matiz, como branco (seu oposto) e cinza. É freqüentemente usado simbolicamente ou figurativamente para representar a escuridão, enquanto o branco representa a luz.

A tinta preta é a cor mais comum usada para imprimir livros, jornais e documentos, porque tem o maior contraste com papel branco e é a mais fácil de ler. Pela mesma razão, o texto preto em uma tela branca é o formato mais comum usado nas telas de computador. Na impressão colorida, ela é usada junto com as primárias subtrativas ciano, amarelo e magenta, para ajudar a produzir os tons mais escuros.

Preto e branco têm sido freqüentemente usados ​​para descrever opostos; particularmente verdade e ignorância, bem e mal, a “Idade das Trevas” versus Era da Iluminação. Desde a Idade Média, o preto tem sido a cor simbólica da solenidade e da autoridade e, por essa razão, ainda é comumente usado pelos juízes e magistrados.

O preto foi uma das primeiras cores usadas por artistas em pinturas rupestres neolíticas. No século XIV, começou a ser usado pela realeza, o clero, juízes e funcionários do governo em grande parte Europa . Tornou-se a cor usada por poetas românticos ingleses, empresários e estadistas no século XIX e uma cor de alta moda no século XX.

No Império Romano , tornou-se a cor do luto, e ao longo dos séculos foi frequentemente associada à morte, mal, bruxas e magia. De acordo com pesquisas na Europa e América do Norte é a cor mais comumente associada ao luto, ao fim, aos segredos, à magia, à força, à violência, ao mal e à elegância.

Ciência

Física
No espectro visível, o preto é a absorção de todas as cores.

O preto pode ser definido como a impressão visual experimentada quando nenhuma luz visível atinge o olho. Pigmentos ou corantes que absorvem a luz ao invés de refleti-la de volta ao olho “parecem pretos”. Um pigmento preto pode, no entanto, resultar de uma combinação de vários pigmentos que coletivamente absorvem todas as cores. Se proporções apropriadas de três pigmentos primários são misturadas, o resultado reflete tão pouca luz a ponto de ser chamado de “preto”.

Isso fornece duas descrições superficialmente opostas, mas realmente complementares, do preto. O preto é a absorção de todas as cores da luz, ou uma combinação exaustiva de várias cores de pigmento. Veja também cores primárias.

Na física, um corpo negro é um absorvedor perfeito de luz, mas, por uma regra termodinâmica, também é o melhor emissor. Assim, o melhor resfriamento radiativo, fora da luz do sol, é usando tinta preta, embora seja importante que seja preto (um absorvente quase perfeito) no infravermelho também.

Na ciência elementar, a luz ultravioleta distante é chamada de “luz negra” porque, enquanto é invisível, causa a fluorescência de muitos minerais e outras substâncias.

Em 16 de janeiro de 2008, pesquisadores da Troy , Nova york Rensselaer Polytechnic Institute anunciou a criação do material mais escuro do planeta. O material, que refletia apenas 0,045% da luz, foi criado a partir de nanotubos de carbono. Isso é 1/30 da luz refletida pelo padrão atual para negritude, e um terço da luz refletida pelo recordista anterior para a substância mais escura. A partir de fevereiro de 2016, o atual material mais escuro conhecido é reivindicado como sendo Vantablack.

Diz-se que um material é preto se a maior parte da luz recebida é absorvida igualmente no material. A luz (radiação eletromagnética no espectro visível) interage com os átomos e moléculas, o que faz com que a energia da luz seja convertida em outras formas de energia, geralmente o calor. Isso significa que as superfícies negras podem atuar como coletores térmicos, absorvendo a luz e gerando calor (veja coletor solar térmico).

A absorção da luz é contrastada pela transmissão, reflexão e difusão, onde a luz é apenas redirecionada, fazendo com que os objetos pareçam transparentes, reflexivos ou brancos, respectivamente.

Química
Pigmentos
Os primeiros pigmentos usados ​​pelo homem neolítico eram carvão, vermelho ocre e amarelo ocre. As linhas pretas da arte rupestre foram desenhadas com as pontas das tochas queimadas feitas de madeira com resina.

Diferentes pigmentos de carvão foram feitos pela queima de diferentes madeiras e produtos de origem animal, cada um produzindo um tom diferente. O carvão seria moído e depois misturado com gordura animal para fazer o pigmento.

Videira preta foi produzida no tempo dos romanos, queimando os ramos cortados de videiras. Também poderia ser produzido queimando os restos das uvas esmagadas, que foram coletadas e secas em um forno. Segundo o historiador Vitrúvio, a profundidade e a riqueza do preto produzido correspondiam à qualidade do vinho. Os melhores vinhos produziam um preto com um tom azulado da cor do índigo.
O pintor do século XV Cennino Cennini descreveu como este pigmento foi feito durante a Renascença em seu famoso manual para artistas: “… há um preto que é feito a partir dos tentáculos das trepadeiras. E esses galhos precisam ser queimados. E quando eles foram queimados, jogam um pouco de água neles e os expelem e então os meditam da mesma maneira que o outro preto. E este é um pigmento esguio e preto e é um dos pigmentos perfeitos que usamos. ”

Cennini também observou que “há outro preto que é feito de cascas de amêndoa queimadas ou pêssegos e este é um preto perfeito e fino”. Negros finos similares eram feitos queimando os caroços do pêssego, cereja ou damasco. O carvão em pó foi então misturado com goma arábica ou o amarelo de um ovo para fazer uma tinta.

Diferentes civilizações queimaram plantas diferentes para produzir seus pigmentos de carvão. Os inuit do Alasca usavam carvão vegetal de madeira misturado com o sangue de focas para pintar máscaras e objetos de madeira. Os polinésios queimaram cocos para produzir seu pigmento.

A lâmpada negra foi usada como pigmento para pintura e afrescos. como um corante para tecidos, e em algumas sociedades para fazer tatuagens. O pintor florentino Cennino Cennini do século XV descreveu como foi feito durante a Renascença: “… pegue uma lâmpada cheia de óleo de linhaça, encha a lâmpada com o óleo e acenda a lâmpada. Em seguida, coloque-a, sob uma panela bem limpa e certifique-se que a chama da lâmpada é dois ou três dedos da parte inferior da panela.A fumaça que sai da chama vai bater no fundo da panela e recolher, tornando-se grossa.Aguarde um pouco.Pegue a panela e escova este pigmento (isto é, esta fumaça) em papel ou em uma panela com alguma coisa. E não é necessário misturar ou moer porque é um pigmento muito fino. Encha novamente a lâmpada com o óleo e coloque-a embaixo da panela. assim várias vezes e, assim, fazer o máximo que for necessário “. Este mesmo pigmento foi usado por artistas indianos para pintar Ajanta Cavernas e como corante na antiguidade Japão .
Marfim preto, também conhecido como osso char, foi originalmente produzido pela queima de marfim e misturando o pó de carvão resultante com óleo. A cor ainda é feita hoje, mas ossos de animais comuns são substituídos por marfim.
Marte preto é um pigmento preto feito de óxidos de ferro sintéticos. É comumente usado em aquarelas e pintura a óleo. Leva o nome de Marte, o deus da guerra e patrono do ferro.
Corantes
Corantes negros de boa qualidade não eram conhecidos até meados do século XIV. Os corantes iniciais mais comuns eram feitos de casca, raízes ou frutos de diferentes árvores; geralmente a nogueira, a castanha ou certos carvalhos. Os negros produzidos eram frequentemente mais cinzentos, castanhos ou azulados. O tecido teve que ser tingido várias vezes para escurecer a cor. Uma solução usada pelos tintureiros era adicionar à tintura alguns depósitos de ferro, ricos em óxido de ferro, que davam um preto mais profundo. Outro foi primeiro tingir o tecido azul escuro, e depois tingi-lo de preto.

Um corante preto muito mais rico e profundo foi eventualmente encontrado a partir da maçã de Carvalho ou da noz-de-bílis. A noz de galha é um pequeno tumor redondo que cresce em carvalho e outras variedades de árvores. Eles variam em tamanho de 2-5 cm, e são causados ​​por produtos químicos injetados pela larva de certos tipos de vespa na família Cynipidae. O corante era muito caro; uma grande quantidade de porcas de galha era necessária para uma quantidade muito pequena de corante. As galhas que fizeram o melhor corante veio Polônia , a Europa Oriental, o Oriente Próximo e norte da África . Começando por volta do século XIV, o corante das galhas foi usado para roupas dos reis e príncipes de Europa .

Outra fonte importante de corantes negros naturais a partir do século XVII foi a madeira de sequeiro, ou Haematoxylum campechianum, que também produziu corantes avermelhados e azulados. É uma espécie de floração da família das leguminosas, Fabaceae, que é nativa do sul México e do norte América Central . A nação moderna de Belize cresceu a partir de campos de exploração florestal de madeira de troncos ingleses do século XVII.

Desde meados do século XIX, os corantes negros sintéticos substituíram amplamente os corantes naturais. Um dos negros sintéticos importantes é a Nigrosina, uma mistura de corantes pretos sintéticos (CI 50415, Solvent black 5) feita por aquecimento de uma mistura de nitrobenzeno, anilina e cloridrato de anilina na presença de um catalisador de cobre ou ferro. Seus principais usos industriais são como corante para vernizes e vernizes e em tintas com caneta-marcador.

Tintas
As primeiras tintas conhecidas foram feitas pelos chineses e remontam ao século 23 aC. Elas usavam corantes vegetais naturais e minerais como grafite moída com água e aplicados com pincel de tinta. Primeiras tintas chinesas semelhantes ao moderno inkstick foram encontradas datando de cerca de 256 aC no final do período dos Reinos Combatentes. Eles foram produzidos a partir de fuligem, geralmente produzido pela queima de madeira de pinho, misturado com cola animal. Para fazer tinta a partir de um tinteiro, o bastão é continuamente moído contra uma pedra de tinta com uma pequena quantidade de água para produzir um líquido escuro que é então aplicado com um pincel de tinta. Artistas e caligrafistas podem variar a espessura da tinta resultante, reduzindo ou aumentando a intensidade e o tempo de moagem da tinta. Essas tintas produziram o delicado sombreamento e os efeitos sutis ou dramáticos da pintura com pincel chinês.

A tinta nanquim (ou tinta da índia em inglês britânico) é uma tinta preta outrora amplamente usada para escrever e imprimir e agora é mais comumente usada para desenhar, especialmente ao se colocar quadrinhos e quadrinhos. A técnica de fazer isso provavelmente veio China . Tinta da Índia tem sido usada em Índia desde pelo menos o século 4 aC, onde foi chamado masi. Dentro Índia , a cor preta da tinta veio de carvão, alcatrão, piche e outras substâncias.

Os antigos romanos tinham uma tinta preta que chamavam de bibliotecário de atramentum. Seu nome veio da palavra latina atrare, que significava fazer algo negro. (Essa era a mesma raiz que a palavra inglesa atroz.) Geralmente era feita, como tinta da índia, de fuligem, embora uma variedade, chamada atramentum elephantinum, fosse feita queimando o marfim de elefantes.

Porcas de galo também foram usadas para fazer tinta preta fina. Tinta de ferro-galha (também conhecida como tinta de ferro-de-coleira de ferro ou tinta de galha de carvalho) era uma tinta púrpura-preta ou marrom-escura feita de sais de ferro e ácidos tânicos da noz de bílis. Foi a escrita padrão e tinta de desenho em Europa , de cerca do século 12 ao século 19, e permaneceu em uso até o século 20.

Astronomia
Um buraco negro é uma região do espaço-tempo onde a gravidade impede que qualquer coisa, incluindo a luz, escape. A teoria da relatividade geral prevê que uma massa suficientemente compacta irá deformar o espaço-tempo para formar um buraco negro. Em torno de um buraco negro existe uma superfície matematicamente definida, chamada de horizonte de eventos, que marca o ponto sem retorno. É chamado de “negro” porque absorve toda a luz que atinge o horizonte, refletindo nada, assim como um corpo negro perfeito na termodinâmica. Espera-se que os buracos negros de massa estelar se formem quando estrelas muito massivas colapsam no final do seu ciclo de vida. Depois que um buraco negro se formou, ele pode continuar a crescer absorvendo a massa de seus arredores. Ao absorver outras estrelas e se fundir com outros buracos negros, buracos negros supermassivos de milhões de massas solares podem se formar. Existe um consenso geral de que buracos negros supermassivos existem nos centros da maioria das galáxias. Embora um buraco negro em si seja preto, o material infalível forma um disco de acreção, que é um dos tipos de objeto mais brilhantes do universo.
Radiação de corpo negro refere-se à radiação vinda de um corpo a uma determinada temperatura, onde toda a energia de entrada (luz) é convertida em calor.
O céu negro refere-se à aparência do espaço quando alguém emerge da atmosfera da Terra.

Por que o céu noturno e o espaço são pretos – o paradoxo de Olbers
O fato de o espaço exterior ser negro é às vezes chamado de paradoxo de Olbers. Em teoria, como o universo é cheio de estrelas, e acredita-se que seja infinitamente grande, seria de se esperar que a luz de um número infinito de estrelas fosse suficiente para iluminar o universo inteiro o tempo todo. No entanto, a cor de fundo do espaço exterior é preta. Essa contradição foi notada pela primeira vez em 1823 pelo astrônomo alemão Heinrich Wilhelm Matthias Olbers, que colocou a questão de por que o céu noturno era negro.

A resposta atual aceita é que, embora o universo seja infinitamente grande, não é infinitamente antigo. Acredita-se que ele tenha cerca de 13,8 bilhões de anos, portanto, só podemos ver objetos tão distantes quanto a distância que a luz pode percorrer em 13,8 bilhões de anos. A luz das estrelas mais distantes não atingiu a Terra e não pode contribuir para tornar o céu mais brilhante. Além disso, como o universo está se expandindo, muitas estrelas estão se afastando da Terra. À medida que se movem, o comprimento de onda de sua luz se torna mais longo, através do efeito Doppler, e muda para vermelho, ou até se torna invisível. Como resultado desses dois fenômenos, não há luz estelar suficiente para tornar o espaço qualquer coisa além de preto.

O céu diurno na Terra é azul porque a luz do Sol atinge moléculas na atmosfera da Terra, espalhando luz em todas as direções. A luz azul é espalhada mais do que outras cores e atinge o olho em maiores quantidades, fazendo com que o céu do dia pareça azul. Isso é conhecido como espalhamento Rayleigh.

O céu noturno na Terra é negro porque a parte da Terra que está experimentando a noite está de costas para o Sol, a luz do Sol está bloqueada pela própria Terra, e não há nenhuma outra fonte luminosa noturna de luz nas proximidades. Assim, não há luz suficiente para passar pelo espalhamento Rayleigh e tornar o céu azul. Na Lua, por outro lado, porque não há atmosfera para dispersar a luz, o céu é negro dia e noite. Esse fenômeno também se aplica a outros locais sem atmosfera.