Cor branca na ciência e na natureza

O branco é a cor mais clara e é acromático (sem matiz), porque reflete e dispersa totalmente todos os comprimentos de onda visíveis da luz. É a cor da neve fresca, giz e leite, e é o oposto do preto.

No antigo Egito e na antiga Roma, as sacerdotisas vestiam branco como símbolo de pureza, e os romanos usavam uma toga branca como símbolo de cidadania. Na Idade Média e na Renascença, um unicórnio branco simbolizava a castidade e um sacrifício e pureza de cordeiro branco. Era a cor real dos reis da França e do movimento monarquista que se opunha aos bolcheviques durante a Guerra Civil Russa (1917-1922). Os templos gregos e romanos se depararam com mármore branco e, a partir do século XVIII, com o advento da arquitetura neoclássica, o branco tornou-se a cor mais comum das novas igrejas, capitéis e outros edifícios governamentais, especialmente nos Estados Unidos. Também foi amplamente utilizado na arquitetura moderna do século XX como um símbolo de modernidade e simplicidade.

De acordo com pesquisas na Europa e nos Estados Unidos, o branco é a cor mais frequentemente associada à perfeição, o bom, a honestidade, a limpeza, o começo, o novo, a neutralidade e a exatidão. O branco é uma cor importante para quase todas as religiões do mundo. O papa, o chefe da Igreja Católica Romana, usa branco desde 1566, como um símbolo de pureza e sacrifício. No Islã, e na religião xintoísta do Japão, é usada pelos peregrinos; e pelos brâmanes na Índia. Nas culturas ocidentais e no Japão, o branco é a cor mais comum para vestidos de noiva, simbolizando pureza e virgindade. Em muitas culturas asiáticas, o branco também é a cor do luto.

Etimologia
A palavra branca continua em inglês antigo, em última análise a partir de um germânico comum também refletido em OHG (h), ON hvítr, Goth. ƕeits. A raiz é, em última instância, da língua proto-indo-européia * kwid-, sobrevivendo também em sânscrito śveta “ser branco ou brilhante” e eslavo světŭ “luz”. A palavra islandesa para branco, hvítur, é derivada diretamente da forma nórdica antiga da palavra hvítr. O germânico comum também tinha a palavra * blankaz (“branco, brilhante, cegante”), emprestada para latim tardio como * blancus, que fornecia a fonte para as palavras românicas para “branco” (catalão, occitano e francês blanc, espanhol blanco, italiano bianco , Branco galego-português, etc.). O antônimo de branco é preto.

Algumas línguas não europeias têm uma grande variedade de termos para o branco. A língua inuit tem sete palavras diferentes para sete diferentes nuances de branco. O sânscrito tem palavras específicas para o branco brilhante, o branco dos dentes, o branco de sândalo, o branco da lua de outono, o branco de prata, o branco de leite de vaca, o branco de pérolas, o branco de um raio de sol e o branco das estrelas. O japonês tem seis palavras diferentes, dependendo do brilho ou do embotamento, ou se a cor é inerte ou dinâmica.

Compreensão científica (ciência da cor)
A luz é percebida pelo sistema visual humano como branco quando a luz que entra no olho estimula todos os três tipos de células cônicas sensíveis à cor no olho em quantidades aproximadamente iguais. Materiais que não emitem luz aparecem brancos se suas superfícies refletirem a maior parte da luz que os atinge de maneira difusa.

luz branca
Em 1666, Isaac Newton demonstrou que a luz branca podia ser dividida em suas cores compostas, passando-a através de um prisma, e então usando um segundo prisma para remontá-las. Antes de Newton, a maioria dos cientistas acreditava que o branco era a cor fundamental da luz.

A luz branca pode ser gerada pelo sol, por estrelas ou por fontes terrestres, como lâmpadas fluorescentes, LEDs brancos e lâmpadas incandescentes. Na tela de uma televisão em cores ou computador, o branco é produzido pela mistura das cores primárias da luz: vermelho, verde e azul (RGB) em intensidade máxima, um processo chamado de mistura aditiva (veja a imagem abaixo). A luz branca pode ser fabricada usando luz com apenas dois comprimentos de onda, por exemplo, misturando luz de um laser vermelho e ciano ou lasers amarelos e azuis. Esta luz, no entanto, terá pouquíssimas aplicações práticas, pois a renderização de cores dos objetos será muito distorcida.

O fato de fontes de luz com distribuições de potência espectral muito diferentes poderem resultar em uma experiência sensorial similar é devido à forma como a luz é processada pelo sistema visual. Uma cor que surge de duas distribuições de poder espectral diferentes é chamada de metamerismo.

Muitas das fontes de luz que emitem luz branca emitem luz em quase todos os comprimentos de onda visíveis (luz solar, lâmpadas incandescentes de várias temperaturas de cor). Isso levou à noção de que a luz branca pode ser definida como uma mistura de “todas as cores” ou “todos os comprimentos de onda visíveis”. Essa idéia difundida é um equívoco, e pode originalmente originar-se do fato de que Newton descobriu que a luz solar é composta de luz com comprimentos de onda em todo o espectro visível. Concluindo que, uma vez que “todas as cores” produzem luz branca, então branco deve ser composto de “todas as cores” é um erro lógico comum chamado afirmando o conseqüente, que pode ser a causa do mal-entendido.

Uma gama de distribuições espectrais de fontes de luz pode ser percebida como branca – não há uma especificação única e única de “luz branca”. Por exemplo, quando você compra uma lâmpada “branca”, você pode comprar uma rotulada 2700K, 6000K, etc., que produz luz com distribuições espectrais muito diferentes, e isso não impede que você identifique a cor dos objetos que eles iluminam .

Objetos brancos
A visão de cores nos permite distinguir diferentes objetos pela sua cor. Para fazer isso, a constância de cores pode manter a cor percebida de um objeto relativamente inalterada quando a iluminação muda entre várias distribuições espectrais amplas (esbranquiçadas) da luz.

O mesmo princípio é usado na fotografia e na cinematografia, onde a escolha do ponto branco determina a transformação de todos os outros estímulos de cores. Mudanças ou manipulação do ponto branco podem ser usadas para explicar algumas ilusões de ótica como O vestido.

Embora não exista uma especificação única e única de “luz branca”, há de fato uma especificação única de “objeto branco”, ou, mais especificamente, “superfície branca”. Uma superfície perfeitamente branca reflecte difusamente (espalha) toda a luz visível que a atinge, sem absorver nenhuma, independentemente do comprimento de onda da luz ou da distribuição espectral. Como não absorve a luz incidente, o branco é a cor mais clara possível. Se a reflexão não é difusa, mas sim especular, isso descreve um espelho em vez de uma superfície branca.

O reflexo de 100% da luz incidente em todos os comprimentos de onda é uma forma de refletância uniforme, de modo que o branco é uma cor acromática, ou seja, uma cor sem matiz. O estímulo de cor produzido pelo difusor perfeito é geralmente considerado um estímulo acromático para todos os iluminantes, exceto aqueles cujas fontes de luz parecem altamente cromáticas.

A constância de cor é obtida por adaptação cromática. A Comissão Internacional de Iluminação define branco (adaptado) como “um estímulo de cor que um observador que é [cromaticamente] adaptado ao ambiente de visualização julgaria ser perfeitamente acromático e ter um fator de luminância de unidade. O estímulo de cor considerado O branco adaptado pode ser diferente em diferentes locais dentro de uma cena.

Por que neve, nuvens e praias são brancas?
Praias com areia contendo grandes quantidades de quartzo ou calcário erodido também aparecem brancas, já que o quartzo e o calcário refletem ou dispersam a luz solar, ao invés de absorvê-la. Praias de areia branca tropical também podem ter uma alta quantidade de carbonato de cálcio branco de pequenos pedaços de conchas moídas à areia fina pela ação das ondas.

A neve é ​​uma mistura de ar e minúsculos cristais de gelo. Quando a luz solar branca entra na neve, muito pouco do espectro é absorvido; quase toda a luz é refletida ou espalhada pelas moléculas de ar e água, de modo que a neve parece ser da cor da luz do sol, branca. Às vezes, a luz salta dentro dos cristais de gelo antes de ser espalhada, fazendo a neve parecer brilhar.

No caso das geleiras, o gelo é pressionado com mais força e contém pouco ar. Quando a luz solar entra no gelo, mais luz do espectro vermelho é absorvida, então a luz espalhada será azulada.

As nuvens são brancas pela mesma razão que o gelo. Eles são compostos de gotículas de água ou cristais de gelo misturados com o ar, muito pouca luz que os atinge é absorvida, e a maior parte da luz é espalhada, aparecendo aos olhos como branca. Sombras de outras nuvens acima podem fazer as nuvens parecerem cinzas e algumas nuvens têm sua própria sombra no fundo da nuvem.

Muitas montanhas com o inverno ou cobertura de neve durante todo o ano são nomeadas em conformidade: Mauna Kea significa montanha branca em havaiano, Mont Blanc significa montanha branca em francês. As montanhas Changbai, que significa literalmente montanhas perpetuamente brancas, marcam a fronteira entre a China e a Coréia.

Materiais brancos
O giz é um tipo de calcário, feito de calcita mineral ou carbonato de cálcio. Foi originalmente depositado sob o mar como as escamas ou placas de pequenos microrganismos chamados Coccolithophore. Foi o primeiro pigmento branco usado por artistas pré-históricos em pinturas rupestres. O giz usado hoje em quadros-negros geralmente é feito de gesso ou sulfato de cálcio, um pó prensado em paus.

Bianco di San Giovanni é um pigmento usado no Renascimento, descrito pelo pintor Cennino Cennini no século XV. É semelhante ao giz, feito de carbonato de cálcio com hidróxido de cálcio. Era feito de cal seca que era transformada em pó, depois embebida em água durante oito dias, com a água trocada a cada dia. Foi então transformado em bolos e seco ao sol.

Chumbo branco estava sendo produzido durante o século 4 aC; O processo é descrito é Plínio, o Velho, Vitrúvio e o antigo autor grego Theophrastus. Pedaços de chumbo foram colocados em panelas de barro que tinham um compartimento separado cheio de vinagre. Os potes, por sua vez, estavam empilhados nas prateleiras perto de esterco de vaca. Os vapores combinados do vinagre e do esterco de vaca fizeram com que o chumbo se corroesse em carbonato de chumbo. Foi um processo lento que pode demorar um mês ou mais. Ele fez um excelente branco e foi usado por artistas durante séculos, mas também era tóxico. Foi substituído no século XIX pelo branco de zinco e pelo branco de titânio.

O branco de titânio é o branco mais popular para os artistas de hoje; é o pigmento branco mais brilhante disponível e tem o dobro da cobertura de branco de chumbo. Primeiramente tornou-se comercialmente disponível em 1921. É feito de dióxido de titânio, a partir dos minerais brookite, anatase, rutilo ou ilmenite, atualmente a principal fonte. Por causa de sua brancura brilhante, é usado como um corante para a maioria dos cremes dentais e filtros solares.

O branco de zinco é feito de óxido de zinco. É semelhante, mas não tão opaco quanto o branco de titânio. É adicionado a alguns cereais matinais, uma vez que o zinco é um nutriente importante. Branco chinês é uma variedade de zinco branco feito para artistas.

Alguns materiais podem ser feitos para parecerem “mais brancos do que brancos”, isto é conseguido usando agentes de branqueamento óptico (OBA). Estes são compostos químicos que absorvem a luz na região ultravioleta e violeta (geralmente 340-370 nm) do espectro eletromagnético, e reemitem a luz na região azul (tipicamente 420-470 nm). OBAs são freqüentemente usados ​​em papel e roupas para criar uma impressão de branco muito brilhante. Isso se deve ao fato de que os materiais realmente enviam mais luz visível do que recebem.

Lixívia e branqueamento
O branqueamento é um processo para clarear tecidos que tem sido praticado há milhares de anos. Às vezes, era simplesmente uma questão de deixar o tecido ao sol, a ser atenuado pela luz brilhante. No século XVIII, vários cientistas desenvolveram variedades de água sanitária, incluindo hipoclorito de sódio e hipoclorito de cálcio (pó de branqueamento). Os agentes branqueadores que não contêm cloro baseiam-se mais frequentemente em peróxidos, tais como peróxido de hidrogénio, percarbonato de sódio e perborato de sódio. Enquanto a maioria dos branqueadores são agentes oxidantes, um número menor é de agentes redutores como o ditionito de sódio.

Os branqueadores atacam os cromóforos, a parte de uma molécula que absorve a luz e faz com que os tecidos tenham cores diferentes. Um alvejante oxidante funciona quebrando as ligações químicas que compõem o cromóforo. Isso altera a molécula em uma substância diferente que não contém um cromóforo ou contém um cromóforo que não absorve a luz visível. Um alvejante redutor funciona convertendo ligações duplas no cromóforo em ligações simples. Isso elimina a capacidade do cromóforo de absorver a luz visível.

A luz solar age como um descorante através de um processo similar. Fótons de luz de alta energia, geralmente na faixa violeta ou ultravioleta, podem romper as ligações no cromóforo, tornando a substância resultante incolor.

Alguns detergentes vão um passo além; eles contêm substâncias químicas fluorescentes que brilham, fazendo com que o tecido pareça mais branco do que branco.

No mundo natural

Astronomia
Uma anã branca é um remanescente estelar composto principalmente por matéria degenerada de elétrons. Eles são muito densos; a massa de uma anã branca é comparável à do Sol e seu volume é comparável ao da Terra. Sua luminosidade fraca vem da emissão de energia térmica armazenada. Uma anã branca é muito quente quando é formada, mas, como não tem fonte de energia, irradia gradualmente sua energia e resfria. Isso significa que sua radiação, que inicialmente tem uma alta temperatura de cor, diminuirá e diminuirá com o tempo. Durante muito tempo, uma anã branca esfriará a temperaturas nas quais ela não mais emitirá calor ou luz significativos, e se tornará uma anã negra e fria. No entanto, como nenhuma anã branca pode ser mais velha do que a idade do Universo (aproximadamente 13,8 bilhões de anos), mesmo as anãs brancas mais antigas ainda se irradiam a temperaturas de alguns milhares de kelvins, e ainda não se acredita que existam anãs negras.

Uma estrela de sequência principal (AV) ou uma estrela anã é uma estrela de seqüência-principal (queima de hidrogênio) do tipo espectral A e classe de luminosidade V. Estas estrelas possuem espectros que são definidos por linhas de absorção de forte hidrogênio Balmer. Eles têm massas de 1,4 a 2,1 vezes a massa do Sol e temperaturas da superfície entre 7600 e 11 500 K.

Biologia e ecologia
Na natureza, a neve e as nuvens parecem brancas porque são compostas de gotículas de água ou cristais de gelo misturados com o ar; quando a luz solar branca entra na neve, muito pouco do espectro é absorvido; quase toda a luz é refletida ou espalhada pelas moléculas de ar e água, de modo que a neve parece ser da cor da luz do sol, branca. A maioria dos animais brancos tem sua cor como uma forma de camuflagem no inverno.