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A fisica 3D no noso cotidiano
- 2. Física (do grego antigo: φύσις physis "natureza") é a ciência que estuda a natureza e seus fenômenos em seus aspectos mais gerais. Analisa suas relações e propriedades, além de descrever e explicar a maior parte de suas conseqüências. Busca a compreensão científica dos comportamentos naturais e gerais do mundo em nosso torno, desde as partículas elementares até o universo como um todo.
- 3. Muitos fenômenos que acontecem no nosso dia-a-dia enganam nossa mente, fazendo com que imagens que nossos olhos captam não correspondam a realidade. Quando viajamos num dia quente, por exemplo, percebemos que a estrada parece estar encharcada, quando na verdade o que ocorre é um fenômeno físico de refração da luz, que nosso cérebro codifica como sendo uma camada aquosa sobre o asfalto. Sendo assim, é de grande interesse os fenômenos físicos da luz que envolve a formação de imagem em nosso cérebro.
- 4. Termo Ilusão de óptica ou Ilusão de ótica aplica-se a todas ilusões que "enganam" o sistema visual humano fazendo-nos ver qualquer coisa que não está presente ou fazendo-nos vê- la de um modo errôneo. Algumas são de caráter fisiológico, outras de caráter cognitivo.
- 5. As ilusões de óptica podem surgir naturalmente ou serem criadas por astúcias visuais específicas que demonstram certas hipóteses sobre o funcionamento do sistema visual humano. Imagens que causam ilusão de óptica são largamente utilizados nas artes, por exemplo, nas obras gráficas.
- 6. A explicação possível das ilusões óticas é debatida extensamente Os circuitos neuronais do nosso sistema visual evoluem, por aprendizagem neuronal, para um sistema que faz interpretações muito eficientes das cenas 3D usuais, com base na emergência no nosso cérebro de modelos simplificados que torna muito rápida e eficiente essa interpretação, mas causam muitas ilusões ópticas em situações fora do comum. Como uma imagem em diferentes diâmetros.
- 7. A nossa percepção do mundo é em grande parte auto-produzida. Os estímulos visuais não são estáveis: por exemplo, os comprimentos de onda da luz refletida pelas superfícies mudam com as alterações na iluminação. Contudo o cérebro atribui-lhes uma cor constante. A tarefa do cérebro é extrair as características constantes e invariantes dos objetos a partir da enorme inundação de informação sempre mutável que recebe. E pode deduzir a forma de um objeto a partir das sombras. O que implica uma aprendizagem da perspectiva linear.
- 8. A imagem da retina é a fonte principal de dados que dirige a visão, mas o que nós vemos é uma representação “virtual” 3D da cena em frente a nós. Não vemos uma imagem física do mundo, vemos objetos. E o mundo físico em si não está separado em objetos. Vemos o mundo de acordo com a maneira como o nosso cérebro o organiza.
- 9. O que vemos não é a imagem na nossa retina - é uma imagem tridimensional criada no cérebro, com base na informação sobre as características que encontramos, mas também com base nas nossas opiniões sobre o que estamos a ver.O que vemos é sempre, em certa medida, uma ilusão.
- 10. A nossa imagem mental do mundo só vagamente tem por base a realidade. Porque a visão é um processo em que a informação que vem dos nossos olhos converge com a que vem das nossas memórias. Os nomes, as cores, as formas usuais e a outra informação sobre as coisas que nós vemos surgem instantaneamente nos nossos circuitos neuronais e influenciam a representação da cena.
- 11. As propriedades percebidas dos objetos, tais como o brilho, tamanho angular, e cor, são “determinadas” inconscientemente e não são propriedades físicas reais. As ilusões surgem quando os “julgamentos” implícitos na análise inconsciente da cena entram em conflito com a análise consciente e raciocinada sobre ela.
- 12. A interpretação do que vemos no mundo exterior é uma tarefa muito complexa. Já se descobriram mais de 30 áreas diferentes no cérebro usado para o processamento da visão. Umas parecem corresponder ao movimento, outras à cor, outras à profundidade (distância) e mesmo à direção de um contorno. E o nosso sistema visual e o nosso cérebro tornam as coisas mais simples do que aquilo que elas são na realidade. E é essa simplificação, que nos permite uma apreensão mais rápida (ainda que imperfeita) da «realidade exterior», que dá origem às ilusões de óptica.
- 13. UMA ILUSÃO DE LUMINOSIDADE A luminosidade é uma variável subjetiva que não corresponde de um modo preciso a uma quantidade física. É uma estimativa da refletância real dos objetos (a proporção de luz incidente que é refletida por uma superfície), feita pelo sistema visual.
- 14. O que se passa é que o sistema visual não se limita a medir a quantidade de luz que chega ao olho, que é influenciada pelas sombras. Parece ter em conta o contraste local e saber que as mudanças de luz na transição entre superfícies de cores diferentes são geralmente mais abruptas do que as causadas por sombras. O sistema visual sabiamente usa apenas a informação sobre as transições mais abruptas para construir a imagem de refletância. E por isso estima a cor dos objetos sem se deixar enganar pelas sombras de um objeto visível.
- 15. UMA ILUSÃO A DISTÂNCIA O sistema visual «conhece a perspectiva», e isso é-nos muito útil para interpretar uma imagem tridimensional. Mas isso gera algumas ilusões, quando numa figura plana há pistas que enganam o sistema visual e o levam erradamente a fazer uma interpretação usando a perspectiva.
- 16. Em situações usuais, quando o sistema visual detecta linhas que parecem paralelas (embora na imagem da retina não o sejam), usa o seu ângulo para estimar o ângulo do nosso olhar relativamente ao solo. É um mecanismo automático que nos é muito útil. Mas o que se passa é que o sistema visual por vezes o usa erradamente no caso de certas figuras planas em que não se parece justificável.
- 17. Mas esta é uma ilusão que mostra o sucesso do sistema visual na estimativa da perspectiva. A capacidade que ele tem para fazê-lo é aquilo a que se chama a constância do tamanho dos objetos. É essa capacidade que faz com que, quando uma pessoa se afasta de nós, não a «sintamos» a diminuir de tamanho. E, quando vemos uma pessoa ao longe, não temos geralmente a sensação de que ela é minúscula.
- 18. POLARIZAÇÃO DA LUZ A polarização da luz mostra o seu caráter ondulatório. Alguns cristais têm a propriedade de polarizar a luz: só deixam passar a parte da onda que oscila num determinado plano. A luz que atravessa um filtro polarizador oscila num único plano.
- 19. Se colocarmos um segundo filtro polarizador a seguir ao primeiro, e os planos de polarização dos dois filtros coincidirem, a luz atravessará os dois filtros, ficando polarizada nesse plano. Mas se os planos dos dois filtros forem perpendiculares, nenhuma parte da luz polarizada pelo primeiro filtro conseguirá passar através do segundo (não se conseguirá ver nenhuma imagem através dos filtros).
- 20. A luz também é polarizada quando é refletida numa superfície. Se observarmos a luz refletida numa superfície através de um filtro polarizador, o reflexo desaparecerá se o plano de polarização do filtro for perpendicular à superfície refletora. Os cristais líquidos podem mudar o seu eixo de polarização quando por eles circula corrente elétrica. Esse é o princípio usado nos écrans de calculadoras e de tele móveis.
- 21. A polarização da luz explica-se facilmente admitindo que a luz é uma onda transversal.
- 22. Muitas vezes ao estudarmos o conteúdo de uma disciplina no colégio pensamos: Onde vou usar esta informação? Como se todo a informação tivesse que ter uma aplicação prática, como se o conhecimento não fosse uma forma de crescermos e nos tornarmos conscientes de nosso valor como ser humano. Com a Física isto também acontece. Mas ela está presente em nosso dia-a- dia, embora isso muitas vezes nos passe despercebido. Poderíamos dizer que a Física está presente em todas as atividades que realizamos e conhecendo as razões dos fenômenos, poderemos mais facilmente entendê- los, admirá-los e aproveitá-los para nossa segurança e bem estar.
- 23. Convivemos em um Universo de fenômenos, em sua maioria explicados pela Física. O conhecimento destes fenômenos e das leis da Física é que nos possibilita crescer e respeitar a harmonia e grandiosidade da natureza.
Editor's Notes
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