Cor azul na ciência e na natureza

O azul é uma das três cores primárias dos pigmentos na pintura e na teoria tradicional das cores, assim como no modelo de cores RGB. Fica entre violeta e verde no espectro da luz visível. O olho percebe azul ao observar a luz com um comprimento de onda dominante entre aproximadamente 450 e 495 nanômetros. A maioria dos azuis contém uma ligeira mistura de outras cores; o azure contém um pouco de verde, enquanto o ultramar contém um pouco de violeta. O céu claro do dia e o mar profundo parecem azuis devido a um efeito óptico conhecido como dispersão de Rayleigh. Um efeito óptico chamado espalhamento de Tyndall explica os olhos azuis. Objetos distantes parecem mais azuis por causa de outro efeito ótico chamado perspectiva atmosférica.

O azul tem sido uma cor importante na arte e decoração desde os tempos antigos. O lapis lazuli de pedra semipreciosa era usado no Egito antigo para jóias e ornamentos e mais tarde, no Renascimento, para tornar o pigmento ultramarino, o mais caro de todos os pigmentos. No século VIII, os artistas chineses usavam o azul cobalto para colorir a porcelana azul e branca. Na Idade Média, os artistas europeus usavam nas janelas das catedrais. Os europeus usavam roupas coloridas com o corante vegetal até serem substituídas pelo índigo mais fino da América. No século XIX, corantes e pigmentos azuis sintéticos substituíram gradualmente os pigmentos minerais e os corantes sintéticos. Azul escuro tornou-se uma cor comum para uniformes militares e, mais tarde, no final do século 20, para ternos de negócio. Como o azul tem sido comumente associado à harmonia, ele foi escolhido como a cor das bandeiras das Nações Unidas e da União Européia.

Pesquisas nos EUA e na Europa mostram que o azul é a cor mais comumente associada à harmonia, à fidelidade, à confiança, à distância, ao infinito, à imaginação, ao frio e às vezes à tristeza. Nas pesquisas de opinião pública dos EUA e da Europa, é a cor mais popular, escolhida por quase metade de homens e mulheres como sua cor favorita. As mesmas pesquisas também mostraram que o azul era a cor mais associada ao masculino, logo à frente do preto, e também era a cor mais associada à inteligência, conhecimento, calma e concentração.

Sombras e variações
Azul é a cor da luz entre violeta e verde no espectro visível. Tons de azul incluem índigo e ultramarino, mais próximos do violeta; azul puro, sem mistura de outras cores; Ciano, que fica no meio do espectro entre o azul e o verde, e o outro azul-esverdeado turquesa, verde-azulado e azul-marinho.

Azul também varia em tom ou tonalidade; tons mais escuros de azul contêm preto ou cinza, enquanto tons mais claros contêm branco. Tons mais escuros de azul incluem azul ultramarino, azul cobalto, azul marinho e azul da Prússia; enquanto tons mais claros incluem azul celeste, azul e azul egípcio. (Para uma lista mais completa, veja a lista de cores).

Os pigmentos azuis eram originalmente feitos de minerais como lápis-lazúli, cobalto e azurita, e corantes azuis eram feitos de plantas; geralmente woad na Europa, e Indigofera tinctoria, ou verdadeiro índigo, na Ásia e na África. Hoje, a maioria dos pigmentos e corantes azuis é produzida por um processo químico.

Óptica
Os olhos humanos percebem o azul ao observar a luz que tem um comprimento de onda dominante de aproximadamente 450-495 nanômetros. Blues com uma freqüência mais alta e, portanto, um comprimento de onda mais curto, gradualmente, parecem mais violetas, enquanto aqueles com uma frequência mais baixa e um comprimento de onda mais longo gradualmente aparecem mais verdes. O azul puro, no meio, tem um comprimento de onda de 470 nanômetros.

Isaac Newton incluiu o azul como uma das sete cores em sua primeira descrição do espectro visível. Ele escolheu sete cores porque esse era o número de notas na escala musical, que ele acreditava estar relacionado ao espectro óptico. Ele incluiu índigo, a tonalidade entre o azul e o violeta, como uma das cores separadas, embora hoje seja geralmente considerado um tom de azul.

Na pintura e na teoria tradicional das cores, o azul é uma das três cores primárias dos pigmentos (vermelho, amarelo, azul), que podem ser misturados para formar uma ampla gama de cores. Vermelho e azul misturados juntos formam violeta, azul e amarelo juntos formam verde. Misturar todas as três cores primárias juntas produz um cinza escuro. Desde a Renascença, os pintores usaram esse sistema para criar suas cores. (Veja o sistema de cores RYB.)

O modelo RYB foi usado para impressão colorida por Jacob Christoph Le Blon em 1725. Mais tarde, os impressores descobriram que cores mais precisas podiam ser criadas usando combinações de tinta magenta, ciano, amarela e preta, colocadas em placas com tinta e depois cobertas. um de cada vez no papel. Esse método pode produzir quase todas as cores do espectro com precisão razoável.

No século XIX, o físico escocês James Clerk Maxwell encontrou uma nova maneira de explicar as cores, pelo comprimento de onda de sua luz. Ele mostrou que a luz branca poderia ser criada combinando luz vermelha, azul e verde, e que praticamente todas as cores poderiam ser feitas por diferentes combinações dessas três cores. Sua idéia, chamada de cor aditiva ou modelo de cores RGB, é usada hoje para criar cores em televisões e telas de computador. A tela é coberta por minúsculos pixels, cada um com três elementos fluorescentes para criar luz vermelha, verde e azul. Se os elementos vermelho, azul e verde brilharem de uma só vez, o pixel ficará branco. Como a tela é escaneada por trás com elétrons, cada pixel cria sua própria cor designada, compondo uma imagem completa na tela.

Na roda de cores HSV, o complemento do azul é amarelo; isto é, uma cor correspondente a uma mistura igual de luz vermelha e verde. Em uma roda de cores baseada na teoria da cor tradicional (RYB), em que o azul era considerado uma cor primária, sua cor complementar é considerada laranja (com base na roda de cores Munsell).

Pigmentos e corantes

Pigmentos azuis foram feitos de minerais, especialmente lápis-lazúli e azurita ( Cu 3 (CO 3 ) 2 (OH) 2 ) . Estes minerais foram esmagados, moídos em pó e depois misturados com um agente ligante de secagem rápida, tal como gema de ovo (pintura a têmpera); ou com óleo de secagem lenta, como óleo de linhaça, para pintura a óleo. Para fazer vitrais azuis, pigmento azul de cobalto (aluminato de cobalto (II): CoAl2O4 ) foi misturado com o vidro. Outros pigmentos azuis comuns feitos de minerais são o ultramarino ( Na 8-10 Al 6 Si 6 O 24 S 2-4 ), azul celeste (principalmente cobalto (II) estanato: Co 2 SnO 4 ) e azul da Prússia (azul milori: primariamente Fe 7 (CN) 18 ).

Corantes naturais para colorir tecidos e tapeçarias foram feitos de plantas. Woad e true indigo foram usados ​​para produzir corante índigo usado para colorir tecidos azuis ou índigo. Desde o século XVIII, os corantes naturais azuis foram amplamente substituídos por corantes sintéticos.

O lápis-lazúli, extraído no Afeganistão há mais de três mil anos, era usado para joalheria e ornamentos e depois era triturado e pulverizado e usado como pigmento. Quanto mais era moído, mais clara se tornava a cor azul.

A azurite, comum na Europa e na Ásia, é produzida pelo intemperismo dos depósitos de minério de cobre. Foi esmagado e em pó e usado como um pigmento desde os tempos antigos,

Ultramarino natural, feito por lapis lazuli de moagem e purificação, foi o mais fino pigmento azul disponível na Idade Média e no Renascimento. Era extremamente caro e, na arte renascentista italiana, muitas vezes era reservado o manto da Virgem Maria.

O azul egípcio, o primeiro pigmento artificial, criado no terceiro milênio aC no Egito Antigo, moendo areia, cobre e natrão e depois aquecendo-os. Era freqüentemente usado em pinturas de sepulturas e objetos fúnebres para proteger os mortos em sua vida após a morte.

A azurita do solo costumava ser usada na Renascença como substituta do muito mais caro lápis-lazúli. Ele fez um azul rico, mas era instável e poderia ficar verde escuro com o tempo.

Cerulean foi criado com cobre e óxido de cobalto, e usado para fazer uma cor azul celeste. Como azurite, poderia desbotar ou ficar verde.

Azul cobalto. O cobalto é usado há séculos para colorir vidro e cerâmica; foi usado para fazer os vitrais azuis profundos de catedrais góticas e porcelanas chinesas começando na dinastia T’ang. Em 1799, um químico francês, Louis Jacques Thénard, fez um pigmento azul-cobalto sintético que se tornou imensamente popular entre os pintores.

O índigo é feito a partir do algodoeiro Indigofera tinctoria, uma planta comum na Ásia e na África, mas pouco conhecida na Europa até o século XV. Sua importação na Europa revolucionou a cor das roupas. Também se tornou a cor usada em denim azul e jeans. Quase todo o corante índigo produzido hoje é sintético.

Estrutura química do corante índigo, um corante azul amplamente produzido. Blue jeans consistem em 1-3% em peso deste composto orgânico.

O pigmento sintético ultramarino, inventado em 1826, tem a mesma composição química que o ultramarino natural. É mais vívido do que o natural ultramarino, porque as partículas são menores e mais uniformes em tamanho e, assim, distribuem a luz de maneira mais uniforme.

Padrões Naturais Científicos
Espectro de emissão de Cu 2+

Espectro eletrônico de aqua-íons Cu (H 2 O) 2+ 6

Por que o céu e o mar parecem azuis?
Das cores no espectro visível da luz, o azul tem um comprimento de onda muito curto, enquanto o vermelho tem o comprimento de onda mais longo. Quando a luz do sol passa pela atmosfera, os comprimentos de onda azuis são espalhados mais amplamente pelas moléculas de oxigênio e nitrogênio, e mais azul vem aos nossos olhos. Esse efeito é chamado de dispersão de Rayleigh, segundo Lord Rayleigh, o físico britânico que o descobriu. Foi confirmado por Albert Einstein em 1911.

Perto do nascer e do pôr do sol, a maior parte da luz que vemos chega quase tangente à superfície da Terra, de modo que o caminho da luz através da atmosfera é tão longo que a luz verde e azul se dispersa, deixando os raios do sol e Nuvens ilumina vermelho. Portanto, quando se olha para o pôr do sol e nascer do sol, a cor vermelha é mais perceptível do que qualquer uma das outras cores.

O mar é visto como azul, basicamente pelo mesmo motivo: a água absorve os comprimentos de onda mais longos do vermelho e reflete e dispersa o azul, que chega aos olhos do espectador. A cor do mar também é afetada pela cor do céu, refletida por partículas na água; e por algas e plantas na água, o que pode fazer com que pareça verde; ou por sedimento, o que pode fazer com que pareça marrom.

Perspectiva atmosférica
Quanto mais distante estiver um objeto, mais azul ele geralmente aparece no olho. Por exemplo, as montanhas ao longe parecem azuis. Este é o efeito da perspectiva atmosférica; quanto mais longe um objeto estiver do observador, menor o contraste entre o objeto e sua cor de fundo, que geralmente é azul. Em uma pintura onde diferentes partes da composição são azul, verde e vermelho, o azul parecerá mais distante e o vermelho mais perto do observador. Quanto mais fria a cor é, mais distante parece.

Astronomia
• Um gigante azul é o maior tipo de estrelas. Uma supergigante azul é ainda maior.

Olhos azuis
Olhos azuis na verdade não contêm qualquer pigmento azul. A cor dos olhos é determinada por dois fatores: a pigmentação da íris do olho e a dispersão da luz pelo meio turvo no estroma da íris. Nos humanos, a pigmentação da íris varia de marrom claro a preto. O aparecimento de olhos azuis, verdes e castanhos resulta do espalhamento de luz Rayleigh no estroma, um efeito óptico semelhante ao que representa o azul do céu. As íris dos olhos das pessoas de olhos azuis contêm menos melanina escura do que as das pessoas com olhos castanhos, o que significa que absorvem menos luz azul de curto comprimento de onda, que é refletida pelo espectador. A cor dos olhos também varia dependendo das condições de iluminação, especialmente para olhos de cores mais claras.

Os olhos azuis são mais comuns na Irlanda, na região do Mar Báltico e no norte da Europa, e também são encontrados na Europa Oriental, Central e do Sul.Olhos azuis também são encontrados em partes da Ásia Ocidental, principalmente no Afeganistão, Síria, Iraque e Irã. Na Estônia, 99% das pessoas têm olhos azuis. Na Dinamarca há 30 anos, apenas 8% da população tinha olhos castanhos, embora, através da imigração, hoje esse número seja de cerca de 11%. Na Alemanha, cerca de 75% têm olhos azuis.

Nos Estados Unidos, a partir de 2006, uma em cada seis pessoas, ou 16,6% da população total e 22,3% da população branca, tem olhos azuis, em comparação com cerca de metade dos americanos nascidos em 1900, e um terço dos Americanos nascidos em 1950. Os olhos azuis estão se tornando menos comuns entre as crianças americanas. Nos Estados Unidos, os meninos são 3-5% mais propensos a ter olhos azuis do que meninas.

Lasers
Os lasers que emitem na região azul do espectro tornaram-se amplamente disponíveis ao público em 2010 com o lançamento da tecnologia de diodo a laser de 445-447 nm de baixo custo e alta potência. Anteriormente, os comprimentos de onda azuis eram acessíveis apenas através de DPSS que são comparativamente caros e ineficientes, no entanto, essas tecnologias ainda são amplamente utilizadas pela comunidade científica para aplicações incluindo optogenética, espectroscopia Raman e velocimetria de imagem de partículas, devido à sua qualidade de feixe superior. Os lasers de gás azul também ainda são comumente usados ​​para holografia, sequenciamento de DNA, bombeamento óptico e outras aplicações médicas e científicas.