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O que é luz azul?

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O que é a "luz azul" frequentemente discutida em relação à produção de melatonina humana, ciclos de sono / vigília, etc.? Uma pesquisa no Google parece defini-la como luz de um comprimento de onda específico, sugerindo que significa literalmente "luz da cor azul", mas muitos artigos parecem atribuir luz azul à luz emitida por computador / TV / etc. telas, que não são inerentemente de cor azul.

O que exatamente é luz azul? Por exemplo, ajustaria o "azul" de uma lâmpada colorida, como se estivesse aumentando e diminuindo o controle deslizante "B" em um seletor de cores "RGB" (aumentando "B" pela manhã e diminuindo "B" à noite), tem pelo menos um impacto positivo hipotético nos ritmos circadianos humanos?


Luz azul significa comprimentos de onda que aparecem como azuis ao olho humano quando são apresentados isoladamente. Essa luz é importante para a regulação do ciclo sono / vigília porque este é o comprimento de onda ao qual as células que participam dessa regulação respondem.

"Luz branca" é a luz que cobre todo o espectro visível; a luz do sol, por exemplo, é bastante branca. No entanto, essa luz contém bastante luz azul, assim como todas as outras cores - não há comprimento de onda real para "branco", é uma coleção de todos os outros comprimentos de onda.

Da mesma forma, as TVs e outras telas emitem luz vermelha, verde e azul. Por causa de nossa composição de fotorreceptores, isso é suficiente para imitar qualquer cor visível. Quando se referem à luz azul dos televisores, as pessoas estão se referindo a esse componente azul. Se você desativasse o canal azul de alguma forma, obteria uma imagem muito estranha, mas também ativaria menos as células que detectam a luz do dia com base na luz azul.

O motivo pelo qual as telas são tão problemáticas é que as pessoas olham diretamente para elas e captam muita luz. Outras fontes de luz brilhante e esbranquiçada teriam o mesmo efeito.


A luz azul pode não ser tão ruim para o sono quanto suspeitava, argumenta um novo estudo

Nos últimos anos, o consenso científico geral sugeriu que o espectro de luz azul que sai de nossos dispositivos modernos pode perturbar significativamente nossos ritmos circadianos. Para equilibrar isso, muitos dispositivos agora vêm com modos noturnos, oferecendo filtros de tela amarela ou sépia projetados para eliminar os espectros de luz azul mais problemáticos. Agora, um novo estudo da Universidade de Manchester está questionando esse consenso comum, argumentando que a cor percebida também pode influenciar os relógios circadianos, e novos estudos com animais podem revelar que a exposição à luz amarela à noite pode estar confundindo nossos relógios biológicos.

Ao lado dos cones e bastonetes em nossos olhos, temos uma pequena quantidade de células inatamente fotossensíveis. Essas células são projetadas para não nos ajudar a ver, mas sim a sentir a luz como parte de nosso sistema de gerenciamento circadiano. Quando essas células retinianas específicas detectam luz, produzem uma molécula chamada melanopsina, que diz diretamente a certas partes do cérebro para permanecerem acordadas e alertas. Além de suprimir a melatonina, descobriu-se que a melanopsina ajuda a regular e definir o ritmo circadiano do nosso corpo.

A popular hipótese da luz azul surgiu de pesquisas que descobriram que a melanopsina é mais sensível a um comprimento de onda de luz em torno de 480 nanômetros. Este é um espectro de luz azul e tende a ser o espectro mais proeminente exibido pelas telas de LED usadas em muitos de nossos dispositivos digitais modernos, de smartphones a laptops.

“Há muito interesse em alterar o impacto da luz no relógio ajustando os sinais de brilho detectados pela melanopsina, mas as abordagens atuais geralmente fazem isso alterando a proporção da luz de comprimento de onda curto e longo, o que fornece uma pequena diferença no brilho à custa de mudanças perceptíveis na cor ”, explica Tim Brown, autor correspondente do novo estudo. “Argumentamos que esta não é a melhor abordagem, uma vez que as mudanças na cor podem se opor a quaisquer benefícios obtidos com a redução dos sinais de brilho detectados pela melanopsina.”

Para estudar a influência particular da cor nos sistemas circadianos, os pesquisadores realizaram uma série de experimentos em ratos com sensibilidade espectral de cone alterada. Usando iluminação policromática, o estudo descobriu que a luz amarela conferia um impacto maior no comportamento circadiano dos animais do que a luz azul.

Os pesquisadores levantam a hipótese de que essa relação circadiana inata com a cor pode estar relacionada às mudanças orgânicas na composição da luz durante o crepúsculo em qualquer período de 24 horas. A sugestão é que a mudança para a luz azul que acompanha o pôr do sol é uma influência fundamental em nosso relógio circadiano.

“Mostramos que a visão comum de que a luz azul tem o efeito mais forte no relógio está equivocada, na verdade, as cores azuis associadas ao crepúsculo têm um efeito mais fraco do que a luz branca ou amarela de brilho equivalente”, diz Brown.

Esta certamente não é a primeira pesquisa a explorar como as características cromáticas da luz influenciam os ritmos circadianos. No entanto, é o primeiro a sugerir explicitamente que a cor percebida da luz pode ser tão influente para os sistemas circadianos quanto os espectros de luz que modulam a melanopsina.

A pesquisa parece implicitamente crítica em relação aos “modos noturnos” de dispositivos digitais que adicionam um tom amarelo quente às telas à noite. Mas é importante notar que este novo estudo foi conduzido apenas em ratos e, embora os pesquisadores estejam confiantes de que há evidências que sugerem que o efeito detectado pode se estender a humanos, não há evidências de que a cor percebida da luz seja significativamente influente em humanos. sistemas circadianos. Na verdade, algumas pesquisas foram conduzidas revelando intervenções como o uso de óculos âmbar por uma ou duas horas antes de ir para a cama pode melhorar a qualidade do sono de uma pessoa.

Embora possam ser claros os comprimentos de onda azuis da luz ativam os mecanismos de regulação circadiana no cérebro humano, não está claro ainda se um filtro amarelo na tela de um dispositivo influencia de forma marcante o sistema circadiano humano. Portanto, você não precisa necessariamente desligar o modo noturno do seu laptop ainda.


Qual é a explicação para esses misteriosos blues?

No caso dos pássaros, não existe um mecanismo de princípio. Diferentes pássaros seguem uma variedade de mecanismos, desde o design microscópico de contas até a manutenção de uma estrutura cristalina uniforme. A pena bluejay consiste no design do talão, que é bastante bagunçado por natureza. Essas contas espalham a luz de tal maneira que apenas a luz azul consegue escapar, enquanto as penas do pavão têm lamallae microscópicas que causam a interferência. Além disso, se você tem olhos azuis, esse azul também se baseia na estrutura e não em quaisquer pigmentos!

Pena de Bluejay e pena de pavão (Crédito da foto: Thomas Bresson / Wikimedia Commons e Flickr)

Como funciona?

Antes de ver como as borboletas fazem isso, precisamos entender um pouco de física. Ora, esse aparecimento da cor azul se deve à estrutura microscópica das escamas e a um conceito denominado interferência da luz.

A interferência da luz ocorre quando dois raios de luz colidem. Isso resulta em um raio de luz com maior intensidade (CI de interferência construtiva) ou nenhuma luz (DI de interferência destrutiva). A luz é basicamente uma onda e, como tal, tem cristas e vales. Quando os dois raios colidem e as cristas ou vales se sobrepõem, o CI ocorre e as ondas são chamadas de & lsquoin phase & rsquo. No entanto, se uma crista se sobrepõe a um vale, ocorre um DI e as ondas são consideradas & lsquoout of phase & rsquo.

Assim, quando ampliamos a estrutura da escala, podemos observar estruturas semelhantes a cristas que são paralelas umas às outras. Quando a luz atinge as cristas e seus galhos, parte da luz será refletida na camada superior, enquanto o resto entra no galho. Uma parte da luz que passa pelo galho é refletida na camada inferior do mesmo galho. Isso nos dá dois raios de luz com comprimento de onda e intensidade iguais. Para a maioria das cores, os raios de luz refletidos serão & lsquoout of phase & rsquo, portanto, não vemos essas cores. No entanto, no caso da cor azul, os dois raios de luz que refletem na crista são perfeitamente & lsquoin phase & rsquo, o que significa que eles não se anulam, permitindo-nos ver a cor azul. Os raios de luz que passam também estão se curvando no ângulo correto, o que ajuda a causar a cor azul.

Representação das cristas e como funcionam (Blue Morpho Butterfly)

A única borboleta que é conhecida por produzir um pigmento azul é chamada de borboleta & lsquoOlivewing & rsquo. Até agora, pouco se sabe sobre esta criatura única ou como ela produz o pigmento (Florida Museum of National History).

Eles podem perder a cor azul?

E se mudarmos o índice de refração das asas, ou seja, mudar o ângulo em que a luz se curva ao passar pelas cristas que colocam os raios "fora de fase"? Se isso acontecer, não conseguiremos ver a cor azul. A questão é: como podemos mudar o índice de refração? Simplesmente preenchendo o espaço nas cristas com algum outro material em vez de ar! Cada material tem seu próprio índice de refração, pois eles dobram a luz em ângulos diferentes, o que significa que até mesmo a água pode mudar o ângulo. Se for esse o caso, essas borboletas vão perder a cor assim que chover, certo? A resposta é & ldquoNo & rdquo. Graças à evolução, as asas são feitas de um material naturalmente resistente à água! As penas são cobertas por um revestimento hidrofóbico que as ajuda a permanecer secas.


Fotorreceptores de luz azul em plantas superiores

Nos últimos anos, um grande progresso foi feito na identificação e caracterização de fotorreceptores vegetais ativos nas regiões azul / UV-A do espectro. Esses fotorreceptores incluem o criptocromo 1 e o criptocromo 2, que são semelhantes em estrutura e composição cromóforo às fotolases de DNA procariótico. No entanto, eles têm uma extensão C-terminal que não está presente nas fotoliase e não possuem atividade de fotoliase. Eles estão envolvidos na regulação do alongamento celular e em muitos outros processos, incluindo a interface com os ritmos circadianos e a ativação da transcrição do gene. Criptocromos animais que desempenham um papel fotorreceptor nos ritmos circadianos também foram caracterizados. A fototropina, o produto proteico do gene NPH1 em Arabidopsis, provavelmente serve como fotorreceptor para o fototropismo e parece não ter outro papel. Uma proteína da membrana plasmática, que serve como fotorreceptor, quinase e substrato para fosforilação ativada por luz. O carotenóide zeaxantina pode servir como cromóforo para um fotorreceptor envolvido na abertura estomática ativada por luz azul. As propriedades desses fotorreceptores e alguns dos eventos a jusante que eles ativam são discutidos.


A exposição diária à luz azul pode acelerar o envelhecimento, mesmo que não alcance seus olhos

A exposição prolongada à luz azul, como a que emana de seu telefone, computador e acessórios domésticos, pode estar afetando sua longevidade, mesmo que não esteja brilhando em seus olhos.

Uma nova pesquisa na Oregon State University sugere que os comprimentos de onda azuis produzidos por diodos emissores de luz danificam as células do cérebro, bem como as retinas.

O estudo, publicado hoje em Envelhecimento e mecanismos da doença, envolveu um organismo amplamente utilizado, Drosophila melanogaster, a mosca da fruta comum, um organismo modelo importante devido aos mecanismos celulares e de desenvolvimento que compartilha com outros animais e humanos.

Jaga Giebultowicz, pesquisador do OSU College of Science que estuda relógios biológicos, liderou uma colaboração de pesquisa que examinou como as moscas respondiam a exposições diárias de 12 horas à luz LED azul - semelhante ao comprimento de onda azul predominante em dispositivos como telefones e tablets - - e constatou que o envelhecimento acelerado pela luz.

As moscas submetidas a ciclos diários de 12 horas na luz e 12 horas na escuridão tiveram vidas mais curtas em comparação com as moscas mantidas na escuridão total ou aquelas mantidas na luz com os comprimentos de onda azuis filtrados. As moscas expostas à luz azul mostraram danos às células da retina e aos neurônios do cérebro e tiveram locomoção prejudicada - a capacidade das moscas de escalar as paredes de seus recintos, um comportamento comum, foi diminuída.

Algumas das moscas no experimento eram mutantes que não desenvolvem olhos, e mesmo aquelas moscas sem olhos exibiam danos cerebrais e problemas de locomoção, sugerindo que as moscas não precisavam ver a luz para serem prejudicadas por ela.

"O fato de que a luz estava acelerando o envelhecimento nas moscas foi muito surpreendente para nós no início", disse Giebultowicz, professor de biologia integrativa. "Medimos a expressão de alguns genes em moscas velhas e descobrimos que genes protetores de resposta ao estresse eram expressos se as moscas fossem mantidas na luz. Nossa hipótese de que a luz estava regulando esses genes. Então começamos a perguntar, o que há no luz que é prejudicial para eles, e nós olhamos para o espectro de luz. Foi muito claro que, embora a luz sem azul encurtou ligeiramente sua vida, apenas a luz azul sozinha encurtou sua vida muito dramaticamente. "

A luz natural, observa Giebultowicz, é crucial para o ritmo circadiano do corpo - o ciclo de 24 horas de processos fisiológicos, como a atividade das ondas cerebrais, produção de hormônios e regeneração celular, que são fatores importantes nos padrões de alimentação e sono.

"Mas há evidências sugerindo que o aumento da exposição à luz artificial é um fator de risco para distúrbios do sono e circadianos", disse ela. "E com o uso predominante de iluminação LED e telas de dispositivos, os humanos estão sujeitos a quantidades crescentes de luz no espectro azul, uma vez que os LEDs comumente usados ​​emitem uma grande fração da luz azul. Mas esta tecnologia, iluminação LED, mesmo na maioria dos países desenvolvidos, não foi usado por tempo suficiente para saber seus efeitos ao longo da vida humana. "

Giebultowicz diz que as moscas, se puderem, evitam a luz azul.

"Vamos testar se a mesma sinalização que faz com que eles escapem da luz azul está envolvida na longevidade", disse ela.

Eileen Chow, assistente de pesquisa do corpo docente do laboratório de Giebultowicz e co-autora do estudo, observa que os avanços na tecnologia e na medicina podem trabalhar juntos para lidar com os efeitos prejudiciais da luz se esta pesquisa eventualmente se provar aplicável aos humanos.

“A vida humana aumentou dramaticamente no século passado, à medida que encontramos maneiras de tratar doenças e, ao mesmo tempo, passamos cada vez mais tempo com luz artificial”, disse ela. "À medida que a ciência procura maneiras de ajudar as pessoas a serem mais saudáveis ​​à medida que vivem mais, projetar um espectro de luz mais saudável pode ser uma possibilidade, não apenas em termos de dormir melhor, mas em termos de saúde geral."

Nesse ínterim, existem algumas coisas que as pessoas podem fazer para ajudar a si mesmas que não envolvem ficar sentadas por horas no escuro, dizem os pesquisadores. Óculos com lentes âmbar filtrarão a luz azul e protegerão suas retinas. E telefones, laptops e outros dispositivos podem ser configurados para bloquear as emissões de azul.

"No futuro, pode haver telefones que ajustam automaticamente sua tela com base no tempo de uso que o telefone percebe", disse o autor principal Trevor Nash, graduado do OSU Honors College de 2019 que estava no primeiro ano de graduação quando a pesquisa começou. "Esse tipo de telefone pode ser difícil de fazer, mas provavelmente teria um grande impacto na saúde."


Diferença entre GFP e EGFP

Definição

GFP: Uma proteína de tipo selvagem que exibe fluorescência verde sob luz azul ou UV e ocorre naturalmente na água-viva, Aequorea Victoria

EGFP: Uma variante do GFP de tipo selvagem com emissão de maior intensidade em relação ao GFP

Apoia

GFP: Proteína de fluorescência verde

EGFP: Proteína de fluorescência verde aprimorada

Origem

GFP: Tipo selvagem

EGFP: Mutante

64º Aminoácido

GFP: Fenilalanina

EGFP: Leucina

65º Aminoácido

GFP: Serine

EGFP: Treonina

Brilho da cor

GFP: Verde claro

EGFP: Verde brilhante

Picos de Excitação

GFP: Dois picos (395 nm e 490 nm)

EGFP: Pico único (490 nm)

Eficiência de dobramento a 37 ° C

Conclusão

GFP é a proteína de tipo selvagem que exibe fluorescência verde brilhante quando exposta à luz azul ou UV. EGFP é uma variante de GFP que exibe fluorescência de maior intensidade em comparação com GFP. Assim, a principal diferença entre GFP e EGFP é a intensidade da fluorescência verde que cada proteína emite.

Referência:

1. Arpino, James A. J., et al. "Crystal Structure of Enhanced Green Fluorescent Protein to 1.35 Å Resolution Reveals Alternative Conformations for Glu222." PLOS Medicine, Public Library of Science, journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0047132.

Cortesia de imagem:

1. & # 8220Gfp e fluoróforo & # 8221 Por Raymond Keller (Raymond Keller (falar)), sob os auspícios da Crystal Protein. & # 8211 Trabalho próprio (domínio público) via Commons Wikimedia
2. & # 8220Fgams ppat egfp puncta & # 8221 Por Zhao A, Tsechansky M, Swaminathan J, Cook L, Ellington AD, et al. (2013) Transiently Transfected Purine Biosynthetic Enzymes Form Stress Bodies. PLoS ONE 8 (2): e56203. doi: 10.1371 / journal.pone.0056203 (CC BY 3.0) via Commons Wikimedia

Sobre o autor: Lakna

Lakna, graduada em Biologia Molecular e Bioquímica, é Bióloga Molecular e tem um grande e intenso interesse na descoberta de coisas relacionadas à natureza


O que é luz azul? - Biologia

Onde você está exposto à luz azul?

A maior fonte de luz azul é a luz solar. Além disso, existem muitas outras fontes:

  • Luz florescente
  • Lâmpadas CFL (lâmpadas fluorescentes compactas)
  • Luz LED
  • Televisores LED de tela plana
  • Monitores de computador, smartphones e telas de tablets

A exposição à luz azul que você recebe das telas é pequena em comparação com a quantidade de exposição do sol. E ainda, há preocupação com os efeitos de longo prazo da exposição da tela por causa da proximidade das telas e do tempo gasto olhando para elas. De acordo com um estudo recente financiado pelo NEI, os olhos das crianças absorvem mais luz azul do que os adultos das telas de dispositivos digitais.

A luz azul é necessária para uma boa saúde:

  • Aumenta o estado de alerta, ajuda a memória e a função cognitiva e eleva o humor.
  • Ele regula o ritmo circadiano - o ciclo natural de vigília e sono do corpo. A exposição à luz azul durante o dia ajuda a manter um ritmo circadiano saudável. A exposição excessiva à luz azul tarde da noite (por meio de smartphones, tablets e computadores) pode perturbar o ciclo de vigília e sono, causando problemas para dormir e cansaço durante o dia.
  • A exposição insuficiente à luz solar em crianças pode afetar o crescimento e o desenvolvimento dos olhos e da visão. Os primeiros estudos mostram que uma deficiência na exposição à luz azul pode contribuir para o aumento recente da miopia / miopia.

Como a luz azul afeta os olhos?

Quase toda a luz azul visível passa pela córnea e pelo cristalino e atinge a retina. Esta luz pode afetar a visão e envelhecer prematuramente os olhos. Pesquisas iniciais mostram que a exposição excessiva à luz azul pode levar a:

partes do olho

Tensão ocular digital: A luz azul de telas de computador e dispositivos digitais pode diminuir o contraste, causando fadiga ocular digital. Fadiga, olhos secos, iluminação ruim ou a maneira como você se senta na frente do computador podem causar fadiga ocular. Os sintomas de fadiga ocular incluem olhos doloridos ou irritados e dificuldade de foco.

Danos na retina: Estudos sugerem que a exposição contínua à luz azul ao longo do tempo pode levar a células retinianas danificadas. Isso pode causar problemas de visão, como degeneração macular relacionada à idade.

O que você pode fazer para proteger seus olhos da luz azul?

Se a exposição constante à luz azul de smartphones, tablets e telas de computador for um problema, existem algumas maneiras de diminuir a exposição à luz azul:

Tempo de tela: Tente diminuir o tempo gasto em frente a essas telas e / ou faça pausas frequentes para descansar os olhos.

Filtros: Filtros de tela estão disponíveis para smartphones, tablets e telas de computador. Eles diminuem a quantidade de luz azul emitida por esses dispositivos que podem atingir a retina de nossos olhos.

Óculos de computador: Óculos de computador com lentes amarelas que bloqueiam a luz azul podem ajudar a aliviar o cansaço visual digital do computador aumentando o contraste.

Lentes antirreflexo: Lentes antirreflexo reduzem o brilho e aumentam o contraste e também bloqueiam a luz azul do sol e de dispositivos digitais.

Lente intraocular (IOL): Após a cirurgia de catarata, o cristalino turvo será substituído por uma lente intraocular (IOL). A lente protege naturalmente o olho de quase toda a luz ultravioleta e alguma luz azul. Existem tipos de LIO que podem proteger o olho e a retina da luz azul.

Converse com um oftalmologista sobre as opções de como proteger sua família e seus olhos da luz azul.


Filtração leve

A maioria das fontes de luz emite uma ampla faixa de comprimentos de onda que cobrem todo o espectro de luz visível. Em muitos casos, no entanto, é desejável produzir luz que tenha um espectro de comprimento de onda restrito. Isso pode ser facilmente realizado por meio do uso de filtros especializados que transmitem alguns comprimentos de onda e absorvem ou refletem seletivamente os comprimentos de onda indesejados.

Filtros de cor são geralmente construídos usando peças transparentes de vidro tingido, plástico, gelatina laqueada (por exemplo, filtros Wratten) que foram tratados para transmitir seletivamente os comprimentos de onda desejados enquanto restringem outros. Os dois tipos mais comuns de filtros em uso hoje são absorção filtros que absorvem comprimentos de onda indesejados e interferência filtros que removem comprimentos de onda selecionados por interferência destrutiva interna e reflexão. Em qualquer filtro, uma pequena quantidade da luz incidente é refletida da superfície, independentemente da construção do filtro, e uma pequena parte da luz também é absorvida. No entanto, esses artefatos geralmente são mínimos e não interferem na função primária do filtro.

Filtros de absorção - Esses filtros são geralmente construídos de vidro tingido, gelatina lacada ou polímeros sintéticos (plásticos) e têm uma ampla gama de aplicações. Eles são usados ​​para criar efeitos especiais em várias aplicações fotográficas e são amplamente empregados na indústria do cinema. Além disso, os filtros de absorção são comumente encontrados em sinais e sinais de trânsito e como sinais direcionais em automóveis, barcos e aviões. O diagrama abaixo (Figura 1) ilustra um filtro magenta projetado para se adaptar às lentes de uma câmera. Nós também construímos um tutorial Java interativo que descreve como a gelatina lacada e os filtros de vidro funcionam.

Na Figura 1, as três ondas incidentes são coloridas em vermelho, verde e azul, mas pretendem representar todas as cores que compõem a luz branca. O filtro transmite seletivamente as porções vermelha e azul do espectro de luz branca incidente, mas absorve a maior parte dos comprimentos de onda verdes. Conforme discutido em nossa seção sobre cores primárias, a cor magenta é obtida subtraindo o verde da luz branca. As propriedades de modulação da luz de um filtro de cor típico são ilustradas na Figura 2. Neste caso, estamos examinando um correção de cor filtro que adiciona um fator de 50 unidades de compensação de cor (cc) à luz incidente. Os detalhes dos filtros de correção de cores serão discutidos no correção de cor seção abaixo.

Na Figura 2 acima, a absorção é plotada contra os comprimentos de onda visíveis que passam pelo filtro magenta. O pico de intensidade da luz absorvida cai em cerca de 550 nanômetros, bem no centro da região verde dos comprimentos de onda visíveis. O filtro também absorve alguma luz nas regiões azul e vermelha, indicando que este filtro não é perfeito e uma pequena parte de todos os comprimentos de onda não passa. Um filtro perfeito teria um pico muito nítido centrado na região verde que terminava em absorção zero em comprimentos de onda não verdes, mas isso é quase impossível de conseguir com filtros de absorção visível do mundo real que podem ser fabricados a preços razoáveis. Este tipo de absorção indesejada é frequentemente denominado absorção secundária e é comum à maioria dos filtros.

Filtros de absorção

Explore como os filtros de absorção de gel e vidro são usados ​​para passar uma faixa específica de comprimentos de onda.

Filtros de interferência - Esses filtros diferem dos filtros de absorção pelo fato de que refletem e interferem destrutivamente com comprimentos de onda indesejados, em vez de absorvê-los. O termo dicróico surge do fato de que o filtro aparece com uma cor sob iluminação com luz transmitida e outra com luz refletida. No caso do filtro dicróico magenta ilustrado abaixo na Figura 3, a luz verde é refletida da face do filtro e a luz magenta é transmitida do outro lado do filtro.

Os filtros dicróicos são fabricados com revestimentos de película fina de várias camadas que são depositados em vidro de grau óptico usando deposição a vácuo. Esses filtros têm quatro tipos básicos de projeto: passagem de comprimento de onda curta, passagem de comprimento de onda longa, passagem de banda e filtros de entalhe. Os filtros dicróicos são muito mais precisos e eficientes em sua capacidade de bloquear comprimentos de onda indesejados quando comparados aos filtros de absorção de gel e vidro. Filtros dicróicos de passagem de comprimento de onda curto e longo agem como os nomes implicam e permitem a transmissão apenas de bandas estreitas de comprimentos de onda curtos ou longos, refletindo os comprimentos de onda indesejados. Filtros dicróicos passa-banda são os mais comuns e são projetados para transmitir comprimentos de onda selecionados na região visível. O diagrama abaixo (Figura 4) ilustra o espectro de transmissão de um filtro dicróico passa-banda típico.

Neste gráfico, traçamos os comprimentos de onda que são transmitidos pelo filtro versus a porcentagem de transmissão. Observe que o comprimento de onda máximo é de 550 nanômetros - bem no centro da região verde. Este filtro é muito mais eficaz do que o filtro magenta de gel lacado ou de vidro discutido acima porque não há virtualmente nenhuma passagem de comprimentos de onda indesejados e a transmissão secundária é quase inexistente. O tipo final de filtros dicróicos são conhecidos como filtros de comprimento de onda de entalhe, que operam "notch out" ou eliminando comprimentos de onda indesejados. Os filtros Notch são efetivamente o oposto dos filtros dicróicos passa-banda. Para usar o exemplo ilustrado no gráfico, um filtro de entalhe passaria os comprimentos de onda de cor vermelha e azul que são bloqueados com o filtro passa-banda.

Filtros dicróicos são comumente usados ​​para uma série de aplicações, incluindo filtragem especializada para microscopia óptica e fotografia. Ampliadores de cores de alta qualidade empregam filtros dicróicos (em vez de filtros de absorção) para ajustar com precisão a cor da luz que passa pelo negativo colorido ou transparência. Isso permite ao fotógrafo um alto grau de controle de correção de cores sobre as impressões fotográficas.

Correção de cor - Os fotógrafos e microscopistas muitas vezes precisam fazer pequenas correções na cor da iluminação em ampliadores fotográficos e caminhos óticos de microscópio para garantir uma reprodução de cores precisa. Isso geralmente é feito com Compensação de cores Kodak (abreviado CC) filtros que podem ser colocados no caminho óptico do ampliador ou do microscópio. Embora nos referimos aos filtros Kodak aqui, há uma grande variedade de fabricantes que produzem esses filtros feitos com géis tingidos ou vidro dicróico. Esses filtros são rotulados com um número que corresponde à capacidade de absorção de luz do filtro, normalmente na faixa um tanto arbitrária de 05, 10, 20, 30, 40 e 50, conforme ilustrado na tabela abaixo para filtros de ciano.

Filtro
Designação
Luz
Transmitido
Aproximado
Transmissão
Filtro de pico
Densidade
05 (CC05C)8.9
unidades
89%0.05
10 (CC10C)7.9
unidades
79%0.10
20 (CC20C)6.3
unidades
63%0.20
30 (CC30C)5
unidades
50%0.30
40 (CC40C)4
unidades
40%0.40
50 (CC50C)3.2
unidades
32%0.50
Tabela 1

Conforme os números aumentam, mais luz é absorvida porque os filtros estão cada vez mais escuros. No exemplo acima, um filtro ciano varia de 05 a 50, onde a cor de fundo da tabela corresponde à cor aproximada do filtro. O filtro 30 ciano (conhecido como filtro CC50C (ciano)) reduz a intensidade da cor complementar em 50% ou uma etapa de exposição (f-stop). Os filtros CC estão disponíveis como filtros Wratten (dimensionados em 2 "× 2" ou 3 "× 3") em 6 cores diferentes: azul, amarelo, verde, magenta, ciano e vermelho e em várias densidades (conforme ilustrado nas Tabelas 1 e 2). A maneira mais fácil de lembrar seu uso é consultar o "triângulo de compensação de cor", mostrado na Figura 5 abaixo.

Basta seguir as setas do vértice para o lado oposto ou do lado para o vértice oposto. Você também pode consultar a Tabela 2 para obter a cor correta do filtro CC. Por exemplo, um tom verde é removido pelo uso de um filtro magenta CC. A densidade apropriada do filtro CC escolhido deve ser determinada por exposições de teste. Veja John Delly's "Fotografia através do microscópio"para ilustrações coloridas de projeções de cores.

Cor para ser
reduzido
Cor
compensando
Filtro
obrigatório
AzulAmareloCCY
CianovermelhoCCR
VerdeMagentaCCM
AmareloAzulCCB
vermelhoCianoCCC
MagentaVerdeCCG
Mesa 2

Ao conduzir experimentos envolvendo fotomicrografia (fotografia através do microscópio), frequentemente adicionamos filtros de compensação de cor ao caminho da luz. Isso é feito mais facilmente moldando o filtro em um círculo com uma tesoura e inserindo-o no caminho da luz logo atrás do filtro de difusão. Como alternativa, a Kodak vende pequenas armações de metal que contêm filtros Wratten que podem ser colocados na porta de luz do microscópio, logo acima do diafragma de campo. Isso permite uma correção global de cores nas fotomicrografias resultantes.

Autores Contribuintes

Mortimer Abramowitz - Olympus America, Inc., Two Corporate Center Drive., Melville, New York, 11747.

Michael W. Davidson - Laboratório Nacional de Alto Campo Magnético, 1800 East Paul Dirac Dr., The Florida State University, Tallahassee, Flórida, 32310.


A intensidade da luz varia dependendo da fonte da lâmpada e existem luminárias, lâmpadas e lâmpadas específicas de alta e baixa intensidade de luz. Por exemplo, as lâmpadas de descarga de alta intensidade emitem uma alta intensidade de luz, enquanto as lâmpadas fluorescentes são consideradas uma fonte de luz “fria” ou de baixa intensidade.

Diferentes intensidades de luz têm usos específicos quando se trata de horticultura. Por exemplo, as plantas jovens requerem intensidades de luz mais frias do que as plantas vegetativas e em flor. Além disso, o cultivo interno requer uma maior intensidade de luz em geral, porque, ao contrário de uma estufa, não há nenhuma fonte de luz natural entrando, e a intensidade da (s) lâmpada (s) tem que compensar isso.

Enquanto isso, menor intensidade de luz é mais desejável quando a iluminação artificial não é a fonte de iluminação primária.


O que dá à borboleta Morpho seu magnífico azul?

Existem mais de 140.000 espécies de borboletas e mariposas no mundo, voando em todos os continentes, exceto na Antártica. Suas asas contêm incontáveis ​​padrões e cores, fornecendo ferramentas essenciais para camuflar, encontrar parceiros e espantar predadores.

Um professor da Bay Area está tentando aprender mais sobre como essas cores se desenvolvem e evoluem & ndash indo muito, muito pequeno.

Nipam Patel, professor do Departamento de Biologia Molecular e Celular da Universidade da Califórnia, Berkeley, estuda as milhares de células minúsculas, conhecidas como escamas, em borboletas e asas de rsquo.

À distância, as fileiras e mais fileiras de escamas parecem padrões vívidos que decoram as asas de uma borboleta. Mas, de perto, cada escala é como um toque de tinta em uma pintura pontilhista ou um ladrilho em um mosaico - elas representam uma unidade individual de cor.

Lepidoptera, o nome da ordem que engloba borboletas e mariposas, se traduz como "asas escamosas" - como pode ser visto aqui na asa de Morpho peleides. (Nipam Patel / UC Berkeley)

"Cada escala é. Uma única célula e, no que diz respeito às células, elas são enormes, muito maiores do que as células típicas em nossos corpos", diz Patel, que também trabalha no Departamento de Biologia Integrativa de Berkeley & rsquos. "Uma célula sanguínea humana tem cerca de 10 mícrons de tamanho - um tamanho bastante típico para uma célula em nossos corpos. Uma escala de borboleta é. Enorme, com cerca de 50 mícrons de diâmetro e 200-250 mícrons de comprimento."

Morpho peleides scale image (15kx) taken with a scanning electron microscope. (Ryan Null / UC Berkeley)

Some butterfly scales are colored by pigments. But others rely on something called &ldquostructural color&rdquo -&ndash the production of color by nano-sized elaborate shapes that reflect and bend light. Structural color is why we perceive the Morpho butterfly, a dazzling type of blue butterfly found in South America, Mexico and Central America, as bright blue, along with peacock feathers, iridescent beetles and blue eyes.

"Blue is one the rarest colors made as a pigment," notes Ryan Null, a graduate student in Patel's lab. "Most animals can't produce blue pigments."

Varying species of Morpho butterflies. (Jenny Oh/KQED)

One area of ongoing research in the lab centers on structural color in butterflies as it relates to evolutionary developmental biology. The researchers are working to understand how nanostructures in butterflies&rsquo wings are built during the third stage of a their life cycle, known as pupal development. Patel and Null wanted to observe how structural color takes shape on the wings.

Because this normally occurs inside a Morpho's opaque pupa and isn't visible, they remove wings from pupae, grow them in a Petri dish, then study the process. Like developing a photograph or brushing paint on a blank canvas, colors and patterns slowly appear on the ghostly white wings over time &ndash as shown in short time-lapse movies they've filmed of several different butterfly species.

http://www.youtube.com/watch?v=ZJEw79Eafck
Ridges on the scales&rsquo surface are a key component that affects how the wing refracts light. (Video courtesy of Nipam Patel / UC Berkeley)

The scientists, who use high-powered microscopes to study their subjects, hope that by focusing on the very tiny, their research could be applied in innovative ways in the future.

"What's cool about this work is that in contrast to the way people currently mimic naturally occurring structural colors -- by using industrial processes deposit layers of heavy metals by electricity that's expensive and energy-intensive -- butterflies and moths have evolved a way to create these stunning colors with a string of sugar molecules," says Null.

"They appear to be the basic components of all animal cells. The genetic program controlling the creation of the nanostructures is elegant, robust and done in a way that is not hazardous to the life of the animal. If we can figure out how the butterflies do what they do, we have the potential to apply what we learn to a vast array of problems like creating cars that have their "paint" grown from the surface of their sheet metal, vivid cosmetics that are inherently safe for use with minimal testing, and even making solar cells more efficient."

Morpho rhetenor from Nipam Patel's specimen collection. (Jenny Oh/KQED)



Comentários:

  1. Payton

    parabéns, que mensagem excelente.

  2. Meade

    Em vez disso, tentei decidir esse problema.

  3. Cumhea

    Eu acredito que você está errado. Eu posso provar. Envie -me um email para PM.

  4. Hayes

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  5. JoJozahn

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  6. Minos

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  7. Brewstere

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  8. Siwili

    Neste algo é. Agora tudo acontece, muito obrigado pela ajuda nesta questão.



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