ESPETÁCULOS DE LUZ E SOM
NÚMERO 4 – SETEMBRO DE 1998 – ANO 28

SUPLEMENTO DA FOLHA CRIACIONISTA NÚMERO 59

Este número da Folhinha Criacionista está sendo dedicado a assuntos relacionados com as limitações dos nossos sentidos. Por exemplo, apesar da perfeição dos nossos órgãos da visão e da audição, nossa percepção muitas vezes pode ser falha, por interferências que envolvem mecanismos internos complexos, que nos induzem a pensar que estamos vendo ou ouvindo coisas que na realidade não são como aparentam ser. Alguns exemplos são dados para deixar claro que, mesmo na atividade científica, nosso campo da observação dos fenômenos pode ser condicionado de tal forma que venha a nos levar a conclusões inexatas. No desenvolvimento de trabalhos científicos deve-se atentar sempre para as limitações decorrentes de nossas reais possibilidades de observação dos fenômenos que são objeto de nosso estudo.

 

MIRAGENS

 

 

 

Talvez as mais antigas ilusões de óptica de que se tem notícia sejam as miragens, freqüentemente relatadas por viajores em regiões áridas desérticas, ou em regiões polares.

 

 

 

Para melhor entender o fenômeno das miragens, deve-se lembrar que a luz se propaga em linha reta em ambientes de densidade homogênea, mas quando há variações de densidade do meio no qual ela se propaga, ocorrem desvios na sua trajetória. Esses desvios podem ser bruscos, como no caso de haver variação brusca da densidade do meio (por exemplo, do ar para a água ou para o vidro, através de uma superfície de separação bem definida). Podem também ser graduais, como ocorre na atmosfera, por exemplo nas camadas de ar mais próximas da superfície da Terra, onde as variações de temperatura se fazem sentir mais acentuadamente, acarretando concomitantemente variações correspondentes nas densidades do ar. De maneira geral, esses desvios na trajetória dos raios luminosos constituem o fenômeno denominado refração.

 

 

 

Devido a este fenômeno da refração da luz, os raios luminosos provenientes de um objeto qualquer atingem o olho do observador após terem sofrido desvios em seu percurso, de tal forma a produzirem a impressão de estarem provindo de fontes localizadas no prolongamento da tangente à sua trajetória, no ponto em que atingem o olho, conforme pode ser visto nas ilustrações abaixo..

Na figura da esquerda, onde as camadas inferiores de ar são mais quentes, o observador vê simultaneamente duas imagens – uma, real, correspondente a raios que não foram refratados; e outra, virtual, correspondente a raios que foram refratados. As duas imagens aparentam ser da árvore e da sua reflexão à beira de um lago, que na realidade não existe. Quando o céu é o objeto da miragem, a imagem virtual aparenta ser um grande lago, que evidentemente também não existe. Na figura da direita, onde as camadas inferiores de ar são mais frias, o observador se depara com um fenômeno oposto, podendo ver, por exemplo, navegando no céu, um navio que na realidade está situado abaixo da linha do horizonte. (Talvez daí a origem das histórias dos navios fantasmas, relatadas por marinheiros navegantes das regiões mais frias).

 

 

ILUSÕES DE ÓPTICA

 

 

 

As ilusões de óptica podem ser classificadas em quatro categorias: ambiguidades, distorções, paradoxos, e ficções. As ambiguidades são alterações espontâneas na percepção, que resultam do processo de busca da melhor opção, quando existe mais de uma possibilidade de interpretação do objeto observado. As distorções normalmente são causadas por erros de leitura que levam à avaliação incorreta de distâncias e formatos. Os paradoxos usualmente relacionam-se com a percepção da profundidade, em figuras que se tornam incompreensíveis. As ficções correspondem a contornos e figuras que na realidade não existem, mas que são vistas com nitidez, ou ainda à sensação de movimento quando certamente as figuras estão imóveis.

 

 

 

Os casos de miragem considerados acima correspondem ao tipo de ilusão de óptica denominado paradoxo.

 

 

 

Dois conhecidos exemplos de ambiguidade são apresentados nas figuras seguintes, ambos tendo a ver com a percepção de fundo. No caso representado à esquerda, pode-se ver ou um vaso branco, em primeiro plano, com fundo preto, ou duas silhuetas, em primeiro plano, com fundo branco. No caso representado à direita, tem-se o chamado “Cubo de Necker”, cujas arestas parecem alternar-se dando impressões distintas quanto a que face do cubo está em primeiro plano. Em ambos os casos, a observação das figuras leva a uma intermitência de percepções, de forma involuntária.

 

Seguem-se, ainda, três casos de perspectivas reversíveis completando os exemplos de ambiguidade. A primeira figura é uma pilha de blocos cuja inclinação pode alternar-se; a segunda é um rolo de arame que também parece mudar de posição; a terceira é um conjunto de cubos com faces coloridas que podem ser entendidos de diferentes maneiras.

 

Conhecidos exemplos de distorção encontram-se nas figuras a seguir, denominadas respectivamente de ilusão de Müller-Lyer, de Poggendorff, de Zöllner, de Ponzo, de Hering, do colar de König, e dos círculos concêntricos.

 

Figuras construídas artificialmente, como redes de escadaria, mecanismos de elevação e escoamento de água, ou desenhos de peças que constituem impossibilidades físicas, são exemplos correntes de paradoxos, dos quais dois são reproduzidos a seguir – degraus para parte nenhuma, e garfo virtual com suporte e roscas.

 

Outro paradoxo célebre tem a ver com a percepção do diâmetro aparente da Lua em diferentes elevações sobre o horizonte. Todas as pessoas se apercebem que a Lua-cheia, ao surgir no horizonte, aparenta ter maior diâmetro, e estar mais próxima, do que quando já está mais elevada. Numerosas explicações têm sido tentadas para explicar esse fenômeno, que continúa sendo um paradoxo, já que as dimensões das imagens do disco lunar sobre a retina do observador, nas duas situações são praticamente as mesmas. (ENCYCLOPAEDIA BRITANNICA.MACROPAEDIA, Vol. 9, p. 242, Verbete Illusions and Hallucinations)

 

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Interessantes casos de ficção são os que dão a sensação de movimento, como os ilustrados abaixo, na estrela fulgurante, nas rodas móveis, e nas linhas onduladas.

 

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Outro caso de ficção que se tornou célebre foi o das observações astronômicas feitas nas últimas décadas do século passado por Giovanni Schiaparelli, com relação ao planeta Marte, que induziram a crença na existência dos célebres “canais marcianos”, hoje sabidamente inexistentes. (Ver “Folha Criacionista n0 56, pp. 44-50).

 

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A ilustração acima é o mapa de Marte feito em meados da primeira metade do século passado por Percival Lowell, no Observatório de Flagstaff, Arizona, no qual se destaca a rede de canais hipotéticos que presumivelmente trariam água das regiões polares (pode ser vista a calota polar marciana, no topo da figura), para a irrigação das planícies, para possibilitar o transporte fluvial, e também para o abastecimento das grandes cidades marcianas. tempo e a evolução tecnológica dos instrumentos e métodos de observação incumbiram-se de demonstrar a ficção desse modelo de interpretação.

 

ILUSÕES AUDITIVAS

 

A mais conhecida ilusão auditiva é o chamado “Efeito Doppler“, caracterizado em 1842 pelo físico austríaco cujo nome foi associado desde então a esse efeito de compressão e rarefação das ondas acústicas. Em suas observações, Doppler notou que o apito de um trem em movimento aparentava variações de freqüência à medida em que se aproximava ou se distanciava do observador. Ao se aproximar, a freqüência aumentava (o tom ficava mais agudo), e ao afastar-se, a freqüência diminuía (o tom passava a ser mais grave), apesar de ter sido mantida constante a freqüência do som gerado pelo apito.

 

Na realidade é esta uma ilusão auditiva que encontra explicação na teoria ondulatória do som, não dependendo de mecanismos internos de percepção do observador, mas constitui, assim mesmo, uma ilusão.

Quando a fonte se aproxima do observador, o efeito de diminuição do comprimento de onda corresponde a um aumento da freqüência do som, isto é, ele se torna mais agudo. E vice-versa, quando a fonte se distancia do observador, o efeito do aumento do comprimento de onda corresponde a uma diminuição da freqüência do som, isto é, ele se torna mais grave.

 

Ecos e reverberações, interferências e batimentos das ondas sonoras podem também ocasionar “ilusões” acústicas de vários tipos.

Embora não sendo uma ilusão propriamente dita, deve ser ressaltado que o ouvido humano, apesar da sua perfeição, não capta intensidades e frequências de sons além de determinados limites (da mesma forma como o olho, com relação às frequências e intensidades da luz). Poderá, assim, parecer estranho a um observador verificar reações e atitudes de animais devidas a sons emitidos fora dos limites auditivos do ser humano, inteiramente inexplicáveis sem a consideração da totalidade do espectro auditivo ao alcance de todos os seres vivos.

O Quadro acima faz um resumo dos intervalos de frequências emitidas por instrumentos musicais e animais diversos, e audíveis por vários seres vivos. Na sua maioria, os animais podem ouvir sons em um intervalo de frequências muito mais amplo do que o seu intervalo de emissão.