Por que a cor violeta é considerada mais fria que as cores vermelha e amarela se os fótons daquela são mais energéticos que os destas?

Para responder esta pergunta, é preciso distinguir os conceitos válidos nas artes e conceitos da física. A classificação das cores como ‘quentes’ ou ‘frias’, frequentemente empregada a uma pintura e nas artes em geral, não tem qualquer relação com a física. Poderíamos ser levados a pensar que uma cor considerada ‘quente’ nas artes, como, por exemplo, o vermelho, tem mais energia que uma cor ‘fria’ como o violeta. Entretanto, como bem observou o leitor, o que ocorre em física é exatamente o oposto: partículas de luz (fótons) que compõe a radiação de cor violeta carregam mais energia que os fótons da cor vermelha. 

Este fato decorre de um resultado bastante importante da física quântica: a radiação eletromagnética (ondas de rádio, microondas, infravermelho, luz visível, raio X e raios gama) consistem fótons que carregam um ‘pacotinho’ (que os físicos denominam quantum) de energia diretamente proporcional à freqüência de radiação. Assim, quanto maior freqüência de radiação, maior a energia de fóton – os fótons mais energéticos são os de raios gama. A intensidade da radiação é proporcional à energia total que ela transporta e, consequentemente, ao número de fótons.

Esse resultado, devido aos trabalhos de Albert Einstein (1879 – 1955), no inicio do século 20, foi fundamental para explicar experimentos da época, como o efeito fotoelétrico, no qual a luz arranca elétrons da matéria (metais, por exemplo). Foi crucial, ainda, para o desenvolvimento da mecânica quântica, teoria que lida com os fenômenos no diminuto universo atômico e subatômico.

Quando explicado o aspecto visível, ou seja, à porção espectro eletromagnético detectável pelo olho humano – que vai do vermelho (que corresponde a freqüência da ordem de 4,0 x 10(¹4) Hz) ao violeta (com freqüência até aproximadamente 7,5 x 10(¹4) Hz) -, esse principio da física quântica nos mostra que os fótons correspondentes à luz violeta carregam mais energia do que os correspondentes à luz vermelha.

Felipe A Pinheiro, Instituto de Física, Universidade Federal do Rio de Janeiro.

Revista Ciência Hoje, fevereiro de 2010.