Light waves, visible and invisible

Tradutor: Margarida Ferreira Revisora: Isabel Vaz Belchior

What if you could only see one color?

E se só pudéssemos ver uma cor?

Imagine, for instance,

Imaginem, por exemplo,

that you could only see things that were red

que só conseguiam ver as coisas que são vermelhas

and that everything else

e que tudo o resto era totalmente invisível aos vossos olhos.

was completely invisible to you.

As it turns out,

Acontece que é assim que vivemos sempre,

that's how you live your life all the time

because your eyes can only see

porque os nossos olhos não veem

a minuscule part of the full spectrum of light.

uma minúscula parte do espetro total da luz.

Different kinds of light are all around you everyday

À nossa volta, todos os dias, há diferentes tipos de luz

but are invisible to the human eye,

que são invisíveis aos olhos humanos:

from the radio waves that carry your favorite songs,

as ondas de rádio que trazem as nossas canções preferidas

to the x-rays doctors use to see inside of you,

os raios X que os médicos usam para verem o nosso interior,

to the microwaves that heat up your food.

as micro-ondas que aquecem a comida.

In order to understand

Para podermos perceber como todas elas são luz,

how these can all be light,

we'll need to know a thing or two

precisamos de saber uma ou duas coisas sobre o que é a luz.

about what light is.

Light is electromagnetic radiation

A luz é uma radiação eletromagnética

that acts like both a wave and a particle.

que atua como uma onda e uma partícula.

Light waves are kind of like waves on the ocean.

As ondas curtas são um pouco como as ondas do mar.

There are big waves and small waves,

Há ondas grandes e ondas pequenas,

waves that crash on the shore

ondas que rebentam na praia uma após outra,

one right after the other,

and waves that only roll in every so often.

e ondas que só enrolam de vez em quando.

The size of a wave is called its wavelength,

A dimensão de uma onda chama-se o comprimento de onda,

and how often it comes by

e a quantidade de vezes que aparece chama-se a frequência de onda.

is called its frequency.

Imagine being a boat in that ocean,

Imaginem estar num barco no oceano,

bobbing up and down as the waves go by.

balouçando para cima e para baixo ao sabor das ondas.

If the waves that day have long wavelengths,

Se as ondas tiverem um comprimento de onda grande,

they'll make you bob only so often,

elas provocarão um balanço só de vez em quando,

or at a low frequency.

ou seja, numa baixa frequência.

If the waves, instead, have short wavelengths,

Se, pelo contrário, tiverem um comprimento de onda curto,

they'll be close together,

serão mais próximas

and you'll bob up and down much more often,

e provocarão um balanço muito mais vezes,

at a high frequency.

ou seja, numa alta frequência.

Different kinds of light are all waves,

Os diferentes tipos de luz são ondas

they just have different wavelengths and frequencies.

que têm diferentes comprimentos de onda e de frequências.

If you know the wavelength or frequency

Se soubermos o comprimento de onda ou a frequência de uma onda de luz,

of a wave of light,

you can also figure out its energy.

também podemos imaginar qual a sua energia.

Long wavelengths have low energies,

Os comprimentos de ondas longas têm energias baixas,

while short wavelengths have high energies.

e os comprimentos de ondas curtas têm altas energias.

It's easy to remember

É fácil de fixar, se pensarem naquele barco.

if you think about being in that boat.

If you were out sailing on a day

Se um dia forem andar à vela com ondas curtas, agitadas,

with short, choppy waves,

you'd probably be pretty high energy yourself,

provavelmente também perderão muita energia

running around to keep things from falling over.

a correr de um lado para o outro para impedir que as coisas caiam.

But on a long wavelength sea,

Mas num mar de ondas longas

you'd be rolling along, relaxed,

vogarão calmamente, descontraídos, sem perderem energia.

low energy.

The energy of light tells us

A energia da luz diz-nos como ela interage com a matéria,

how it will interact with matter,

for example, the cells of our eyes.

por exemplo, com as células dos nossos olhos.

When we see, it's because the energy of light

Quando vemos, é porque a energia da luz

stimulates a receptor in our eye

estimula um recetor nos nossos olhos, chamado retina.

called the retina.

Our retina are only sensitive to light

As retinas só são sensíveis à luz

with a very small range in energy,

com uma gama de energia muito pequena,

and so we call that range of light visible light.

por isso, a essa gama de luz chamamos "luz visível".

Inside our retina are special receptors

No interior da retina há recetores especiais

called rods and cones.

chamados bastonetes e cones.

The rods measure brightness,

Os bastonetes medem o brilho,

so we know how much light there is.

por isso, sabemos a quantidade de luz que há.

The cones are in charge of what color of light we see

Os cones encarregam-se do tipo de cor que vemos

because different cones are sensitive

porque diferentes cones são sensíveis a diferentes energias de luz.

to different energies of light.

Some cones are more excited by light

Alguns cones são mais excitados pela luz

that is long wavelength and low energy,

que tem um comprimento de onda longo e baixa energia.

and other cones are more excited

Outros cones são mais excitados

by short wavelength, high-energy light.

pela luz de comprimento de onda curta e alta energia.

When light hits our eye,

Quando a luz atinge os olhos,

the relative amount of energy each cone measures

a quantidade relativa de energia que cada cone mede

signals our brain to perceive colors.

envia um sinal ao cérebro para perceber as cores.

The rainbow we perceive

O arco-íris que vemos

is actually visible light in order of its energy.

é a luz visível pela ordem da sua energia.

At one side of the rainbow

De um lado do arco-íris

is low-energy light we see as red,

está a luz de baixa energia que vemos como vermelho

and at the other side is high-energy light

e do outro lado está a luz de alta energia que vemos como azul.

we see as blue.

If light shines on us

Se a luz que incide nos olhos

that has an energy our retina can't measure,

tem uma energia que a retina não consegue medir,

we won't be able to see it.

não conseguimos vê-la.

Light that is too short wavelength or high energy

A luz com um comprimento de onda demasiado curta ou alta energia

gets absorbed by the eye's surface

é absorvida pela superfície dos olhos antes de chegar à retina,

before it can even get to the retina,

and light that is too long wavelength

e a luz que tem um comprimento de onda demasiado longo

doesn't have enough energy

não tem energia suficiente para estimular a retina.

to stimulate our retina at all.

The only thing that makes one kind of light

A única coisa que torna um tipo de luz

different from another is its wavelength.

diferente de outro é o comprimento de onda.

Radio waves have long wavelengths,

As ondas de rádio têm um comprimento de onda longo,

while x-rays have short wavelengths.

enquanto os raios X têm um comprimento de onda curto,

And visible light, the kind you can actually see,

A luz visível, o tipo de luz que vemos

is somewhere in between.

fica entre essas duas.

Even though our eyes can't detect light

Embora os olhos não consigam detetar a luz fora da gama visível,

outside of the visible range,

we can build special detectors

podemos criar detetores especiais

that are stimulated

que são estimulados por esses comprimentos de onda de luz,

by these other wavelengths of light,

kind of like digital eyes.

uma espécie de olhos digitais.

With these devices,

Com esses dispositivos,

we can measure the light that is there,

podemos medir a luz que existe

even though we can't see it ourselves.

apesar de não a podermos ver.

So, take a step back and think about

Recuem um pouco e pensem nisto por instantes.

all of this for a moment.

Even though they seem different,

Embora pareça diferente

the warmth you feel from a crackling fire

o calor que sentimos de uma fogueira

is the same as the sun shining on you

é o mesmo calor que o do sol que brilha no céu, num dia bonito,

on a beautiful day,

the same as ultraviolet light

o mesmo calor da luz ultravioleta

you put on sunscreen to protect yourself from,

que nos faz usar protetor solar para nos protegermos,

the same thing as your TV,

a mesma coisa que a nossa TV, o nosso rádio e o nosso micro-ondas.

your radio,

and your microwave.

Now, those examples are all things here on Earth,

Estes exemplos são todos coisas aqui na Terra,

things you experience in your everyday life,

coisas que usamos na nossa vida quotidiana

but here's something even more amazing.

mas há uma coisa ainda mais espantosa.

Our universe gives off the full spectrum of light, too.

O universo também liberta o espetro total de luz.

When you think of the night sky,

Quando pensamos no céu noturno,

you probably think of being able

provavelmente pensam que são capazes

to see the stars shining with your own eyes,

de ver as estrelas a brilhar com os vossos olhos,

but that's just visible light,

mas isso é apenas a luz visível

which you now know is only a tiny part

que já sabem que é apenas uma pequena parte do espetro total.

of the full spectrum.

If we had to draw the universe

Se tivéssemos de desenhar o universo

and could only use visible light,

e pudéssemos usar apenas a luz visível,

it would be like having only one crayon --

seria como termos apenas um lápis,

pretty sad.

uma coisa muito triste.

To see the universe in its full spectrum,

Para vermos o universo no seu espetro total,

we need to have the right eyes,

precisamos de ter os olhos adequados,

and that means using special telescopes

o que significa usar telescópios especiais

that can help us see beyond visible light.

que nos ajudam a ver para além da luz visível.

You've probably heard of the Hubble Space Telescope

Devem ter ouvido falar do Telescópio Espacial Hubble

and seen its beautiful pictures

e já viram estas belas imagens

taken in visible and ultraviolet light.

tiradas com luz visível e ultravioleta.

But you might not know

Mas talvez não saibam

that there are 20 space telescopes in orbit,

que há 20 telescópios espaciais em órbita,

missions that can each see part

missões em que cada um vê uma parte do espetro total da luz.

of the full spectrum of light.

With telescopes acting as our virtual eyes,

Com telescópios agindo como nossos olhos virtuais,

both in space and here on Earth,

tanto no espaço como aqui na Terra,

we can see some amazing things.

conseguimos ver coisas espantosas.

And the coolest thing of all,

E o mais fantástico de tudo,

no matter the wavelength or energy,

qualquer que seja o comprimento de onda ou a energia,

the light that we see out in the distant universe

a luz que vemos no distante universo

is the same thing as the light

é a mesma coisa que a luz

that we can experience and study here on Earth.

que podemos ver e estudar aqui na Terra.

So, since we know the physics

Como conhecemos a física

of how x-ray,

de como os raios X, a luz ultravioleta ou as micro-ondas funcionam,

ultraviolet light,

or microwaves work here,

we can study the light of a distant star or galaxy

podemos estudar a luz duma estrela ou duma galáxia distantes

and know what kinds of things

e saber que tipo de coisas estão ali a acontecer.

are happening there too.

So, as you go about your daily life,

Quando vocês andarem na vossa vida diária,

think beyond what your eyes can and can't see.

pensem para além do que os vossos olhos veem e não veem.

Knowing just a little bit about the natural world

Conhecer um pouco o mundo natural

can help you perceive the full spectrum

pode ajudar-nos a perceber o espetro total

around you all the time.

que está sempre à nossa volta.