Quando utilizadas na iluminação pública noturna, as lâmpadas de LED brancas produzem uma luz branco-azulada, cujo brilho difuso dificulta a observação das estrelas, que também chegam aos nossos olhos como luz azulada. Por isso, esse tipo de iluminação pública pode ser considerada uma nova forma de poluição: a “poluição azul”,
que afeta a dinâmica de várias espécies.
A cidade de Flagstaff, nos Estados Unidos, foi uma das pioneiras na resolução dessa questão. Embora sua iluminação pública seja feita com lâmpadas de LED brancas, a cidade tomou medidas para impedir o brilho azulado. Conforme estudos de uma equipe de cientistas australianos, com a aplicação de um material, é possível alterar a transmissão das frequências indesejadas, mantendo a intensidade total da lâmpada. As figuras do estudo indicam:
- O espectro de emissão correspondente a uma lâmpada LED branca coberta com o material do estudo (B)
- O espectro de emissão correspondente a uma lâmpada LED branca (A);
Nesse estudo, o material utilizado na cobertura
A) reflete a luz azul.
B) difrata a luz azul.
C) absorve a luz azul e emite luz amarelo-alaranjada.
D) absorve a luz azul e emite luz ultravioleta.
E) polariza a luz azul transmitida.
Resolução em texto
Matérias Necessárias para a Solução da Questão: Física (Óptica e Propriedades da Luz)
Nível da Questão: Médio
Gabarito: C (absorve a luz azul e emite luz amarelo-alaranjada)
Tema/Objetivo Geral (Opcional): Analisar como a cobertura em lâmpadas LED pode modificar o espectro de emissão luminosa para reduzir a “poluição azul”.
Passo 1: Análise do Comando e Definição do Objetivo
📌 Retomar o Comando da Questão:
“Nesse estudo, o material utilizado na cobertura:
(A) reflete a luz azul.
(B) difrata a luz azul.
(C) absorve a luz azul e emite luz amarelo-alaranjada.
(D) absorve a luz azul e emite luz ultravioleta.
(E) polariza a luz azul transmitida.”
🔹 Explicação Detalhada:
A questão aborda a modificação do espectro de emissão de uma lâmpada LED branca. O estudo mostra que a cobertura elimina o excesso de azul, transformando-o em outra frequência. Precisamos identificar qual fenômeno ocorre.
✔ Identificação de Palavras-chave:
- “Lâmpada LED branca”
- “Frequências indesejadas”
- “Manter a intensidade total”
- “Altas frequências (azul)”
- “Emissão de outro comprimento de onda”
📌 Definição do Objetivo:
Determinar a forma como o material da cobertura atua sobre a radiação azul, a fim de reduzir o pico de emissão nessa faixa e minimizar a poluição luminosa azul.
➡️ Agora que o comando foi analisado e o objetivo definido, vamos explicar os conceitos e conteúdos necessários.
Passo 2: Explicação de Conceitos e Conteúdos Necessários
📌 Conceitos Teóricos Essenciais:
- Absorção e Reemissão (Fluorescência ou Fosforescência): Um material pode absorver fótons de maior energia (por exemplo, luz azul) e reemitir luz em menor energia (amarelo-alaranjada).
- Difração ou Reflexão: Mudam a direção da luz, mas não alteram o comprimento de onda de forma significativa.
- Polarização: Muda a orientação do campo elétrico da onda, não a frequência.
➡️ Com esses conceitos estabelecidos, prossigamos para a interpretação do texto.
Passo 3: Tradução e Interpretação do Texto
📌 Análise do Contexto:
- As lâmpadas LED brancas têm pico de emissão na faixa do azul.
- O texto diz que o material retira as frequências indesejadas, mantendo a intensidade total.
- Isso sugere que a energia luminosa não se perde, mas se converte para outra cor.
🔹 Identificação de Frases-chave:
- “Material que altera a transmissão das frequências indesejadas”
- “Mantendo a intensidade total da lâmpada”
✔ Relação com os Conteúdos:
Isso implica que a luz azul é absorvida e reemitida em outra cor (amarelo-alaranjada), reduzindo o pico no azul.
➡️ Agora que o texto foi interpretado, vamos desenvolver o raciocínio para a resolução completa.
Passo 4: Desenvolvimento do Raciocínio
📌 Resolução Completa:
- O objetivo é diminuir a intensidade do azul, mas sem perder a luminosidade total.
- O material converte fótons azuis em fótons de menor energia (faixa amarela-alaranjada).
- Assim, a radiação azul é absorvida e reemitida em um comprimento de onda maior (menor energia), mantendo a soma de intensidades.
🔹 Explicação da Lógica:
- Se houvesse apenas reflexão ou difração, a intensidade total não seria “reaproveitada”.
- Se fosse polarização, só mudaria a orientação do campo elétrico.
- Absorver azul e emitir outra cor (amarelo-alaranjada) indica fotoluminescência, coerente com a resposta C.
➡️ Com o raciocínio desenvolvido, vamos analisar as alternativas apresentadas.
Passo 5: Análise das Alternativas e Resolução
📌 Reescrita das Alternativas:
A) Reflete a luz azul.
B) Difrata a luz azul.
C) Absorve a luz azul e emite luz amarelo-alaranjada.
D) Absorve a luz azul e emite luz ultravioleta.
E) Polariza a luz azul transmitida.
✅ Justificativa da Alternativa Correta (C):
O material converte a luz azul em uma cor de menor energia (amarelo-alaranjada), mantendo a intensidade total, mas diminuindo o pico azul.
❌ Análise das Alternativas Incorretas:
- A (Reflete a luz azul): Refletir não resolve o problema, pois o azul continuaria a poluir.
- B (Difrata a luz azul): Difração não altera a frequência.
- D (Absorve azul e emite ultravioleta): Seria emissão de maior energia, o que viola princípios físicos (necessita energia adicional).
- E (Polariza a luz azul): Não altera o comprimento de onda, logo não resolve a poluição.
➡️ Finalmente, vamos concluir a resolução com um resumo e a justificativa final.
Passo 6: Conclusão e Justificativa Final
📌 Resumo do Raciocínio:
Para reduzir o excesso de azul sem perder intensidade luminosa, o material converte a luz azul em luz de menor energia, amarelo-alaranjada.
📌 Reafirmação da Alternativa Correta:
A resposta correta é C: “absorve a luz azul e emite luz amarelo-alaranjada”.
🔍 Resumo Final:
O revestimento proposto no estudo absorve radiação azul e a reemite em comprimento de onda maior (amarelo-alaranjado), diminuindo a poluição azul sem perda de intensidade.
