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Raios Ultravioleta

A radiação solar na pele humana

 

 

Os raios ultravioleta, do latim ultra, que significa "mais alta" ou "além do", e violeta, que designa a cor visível do comprimento de onda, é um tipo de radiação emitida pelo Sol. Conhecida, também, pela sigla UV, essa radiação é responsável por garantir quase toda forma de vida na Terra.
 
 
Apesar de ser um benefício para os seres humanos, são nocivos, pois provocam na pele doenças como: queimaduras, câncer, envelhecimento, rugas etc.

Mas por que será que existe algo tão perigoso e benéfico para os seres vivos?

Para responder a essa questão, conheceremos, no próximo tópico, a origem da radiação eletromagnética e como os cientistas descobriram a influência dela sobre o Planeta. De acordo com a Física, as radiações podem ser divididas em naturais e artificiais.

As radiações naturais são aquelas encontradas em certos corpos, capazes de emitir energia na forma de ondas ou partículas. Um grande exemplo é o Sol. Ele irradia luz e calor para o nosso sistema. Há, também, as radiações artificiais, aquelas produzidas pelo homem, como: as ondas de rádio e de micro-ondas.

Esses raios possuem um enorme poder de penetração, interagindo, assim, com a matéria. Até 1910, os raios gama eram considerados como a radiação mais penetrante. Mas, a partir da descoberta dos raios cósmicos, essa realidade mudou. Eles são capazes de penetrar com facilidade em 10 cm de chumbo.

À medida que esses raios chegam ao planeta, eles vão perdendo força, pois colidem com outras partículas de energia ao entrar na atmosfera. Porém, os raios UV que penetram na Terra, em uma de suas bandas, são capazes de agredir a pele humana, os olhos, e os genes, trazendo doenças.
 
 
História dos Raios
 

Radiação Solar O Sol é uma estrela que emite vários espectros de radiação eletromagnética. A maior parte deles é nociva. A  camada atmosférica é capaz de absorver parte desses raios e impedir que eles possam afetar a vida na Terra. Com isso, a viagem pelo espaço se inicia pela curiosa descoberta dos raios existentes que se diferenciam pelo comprimento de onda e não pela velocidade. A partir da radiação eletromagnética, a Ciência foi capaz de descobrir e aumentar o conhecimento sobre o universo. Vamos entender o motivo dessa especulação.
 
Introdução aos raios cósmicos
 
Os raios cósmicos são partículas de energia presentes na atmosfera. De acordo com sua definição, eles não são raios, mas partículas dotadas de átomos. Somos atingidos por eles frequentemente, até mesmo, quando o céu está nublado. Porém, eles são inofensivos, apesar de serem perigosos para os astronautas no espaço.
 
Muitos desses raios chegam à Terra com menos intensidade. Alguns batem na atmosfera, gerando cascatas que podem ser detectadas no solo, no subsolo ou na atmosfera. Era isso que os físicos queriam entender. A partir dos primeiros estudos iniciados até hoje, e, ainda por hipóteses, queremos entender de onde pode vir essa força dos raios, capaz de trazer benefícios e prejuízos para o homem.

Apesar de muitos dos fenômenos naturais serem desconhecidos, cientistas buscam a origem, como são produzidos e o mistério existente nesse tipo de energia, considerada uma das maiores e invisíveis a olho nu. Telescópios que podem en
xergar a partícula inicial desses raios e grupos de estudos em Universidades, como o grupo de estudos de raios cósmicos da Universidade Federal do ABC  (UFABC), são criados para descobrir de onde vem tanta energia. Além das pesquisas nacionais, existe o projeto AGASA, em Tóquio (1990-2002), o Haverah Park (1968-1987), o Super-Kamiokande, no Japão (iniciado em 1991), o Observatório Pierre Auger, na Argentina.

Um raio cósmico de maior energia detectado até hoje tem uma potência superior ao maior acelerador de partículas do mundo. A busca por informações sobre o espaço é constante, e isso mudaria o rumo que os estudos da Física tem tomado no Brasil. Desde 1947, com a descoberta da sub-partícula méson pi, César Lattes, um físico brasileiro, analisando raios cósmicos, deu origem à novas instituições científicas, como o Centro Brasileiro de Pesquisas Físicas (CBPF) e o Conselho Nacional de Pesquisa (CNPq).

A título de curiosidade e um resumo sobre os raios.

A radia
Termômetroção infravermelha

Surge, em 1800, fruto das descobertas do astrônomo alemão Wilhelm Friedrich Herschel, os raios infravermelhos. Essa luz é emitida por átomos em vibração, num corpo aquecido. Com um prisma, ele colocou um termômetro, após a região do espectro visível e viu o aumento da temperatura. Ele notou que o termômetro estava sendo exposto a uma forma invisível de energia. Os seres humanos não conseguem enxergar a radiação, mas animais, como a cobra, são capazes de senti-la.
 
Ondas de rádio

As ondas de rádioJá em 1888, Heinrich Rudolf Hertz, a partir de experimentos com centelhas elétricas (corpos que em contato se eletrizam), conseguiu produzir radiação eletromagnética com curtos comprimentos de onda, conhecida, atualmente, como ondas de rádio. Ele viu que essas ondas podiam se deslocar pela atmosfera, algo que já havia sido previsto por James Clerk Maxwell e Michael Faraday. Ele descobriu, também, o efeito fotoelétrico, explicado, mais tarde, por Albert Einstein, que ganhou o prêmio Nobel de Física, também, por conta desse experimento. A energia depende da amplitude da onda e um objeto com carga elétrica perde energia quando exposto à luz ultravioleta.
 
Raios X
 
Raio X
 
Em 1895, houve a descoberta dos raios X pelo físico Wilhelm Conrad Röntgen. Ele recebeu o prêmio Nobel em 1901, cuja invenção não foi patenteada para que o seu uso fosse universal.
 
Ele viu que, a propriedade desses raios penetrarem no corpo humano e fotografar abaixo da pele era uma de  suas características. Com a ajuda de sua esposa, Anna Bertha Rontgen, fotografou sua mão. Para sua surpresa, era a primeira vez que uma imagem do interior do corpo era vista dessa forma.

Inicialmente, aqueles que viam as imagens ficavam assustados, apesar da descoberta ser um passo para diminuir a realização de cirurgias. Muitos se divertiram com a novidade. Circos europeus tinham as fotos como atrações. Após a descoberta de que esses raios eram nocivos ao corpo, pessoas sentiram o impacto da radiação.
 
 Raios gama
 
Raios gamaEm 1900, o francês Paul Ulrich Villard, químico e físico, ao estudar uma das propriedades do Urânio, descobre os raios gama. Ele notou  que essa energia não podia ser desviada de campos elétricos e magnéticos, supondo que  se tratava de partículas e não de radiação.
 
A partir de 1902, Ernest Rutherford, Frederick Soddy e Edward Andrade começaram os estudos sobre os raios gama, separando-os em a, b e g:

  • Os raios a (alfa) e b (beta) são formados por partículas eletricamente carregadas, sendo o último cem vezes mais penetrante que os raios a.
  • Ao estudarem o raio g (gama), observaram que eram semelhantes à luz e cem vezes mais penetrantes que os raios beta, chegando a atravessar até 5 cm de Chumbo.
 
Em 1910, o físico britânico, William Henry Bragg, mostrou que essa forma de energia, realmente, era radiação. Até essa data, os raios gama representavam o maior poder de penetração, aqui na Terra.

Nesta época, já eram feitos estudos com um instrumento chamado eletroscópio (aparelho com o objetivo de identificar a existência de cargas elétricas - capacidade de um corpo estar eletrizado). Notou-se que, quando ele era isolado em placas de chumbo, descarregava. Com isso, estudiosos, deduziram que havia, também, raios que emanavam da crosta terrestre. As descobertas dos raios gama se misturam com a dos raios cósmicos.
 
Raios cósmicos
 
Raios cósmicosRichradson, em 1906, sugeriu que os efeitos de descarga eletroscópica poderiam estar relacionados ao Sol e verificou-se que os efeitos eram sentidos de dia e a noite, descartando, assim, a hipótese de raios provenientes da crosta.

Em 1909, Kurz reuniu os estudos feitos e hipoteticamente citou três origens: atmosfera, crosta terrestre ou regiões além da atmosfera. Vários experimentos foram feitos e em diferentes países começou a corrida a favor da descoberta dos raios cósmicos:

O suíço Gockel lançou um eletroscópio em um balão que alcançou 4500m de altitude e viu que o equipamento se descarregava rapidamente, mas em altitudes maiores, não se descarregava totalmente e ainda apresentava um ligeiro aumento da carga residual, descartando hipótese dos raios provenientes da crosta.

Victor Hess (físico austríaco que descobriu os raios cósmicos em 1936, ganhou o prêmio Nobel de Física),  em 1912, fez o mesmo. Com dez voos, numa tentativa arriscada para descobrir raios, levou o balão a uma altitude de 5200m. Ele analisou que haviam partículas carregadas, que não eram raios e sim pósitron e múon.

Em 1913 e 1914, Kohlhorster resolveu fazer as mesmas experiências que Gockel e Hess, até 9000m e constatou um aumento de 12 a 13 vezes na velocidade das descargas dos raios gama em relação ao nível do mar. Equipamentos levados em um balão de sonda foram testados. Conclusão: os raios são provenientes de regiões além da atmosfera.

Em 1914, Ernest Rutherford e Edward Andrade mostraram que os raios eram uma forma de radiação eletromagnética e mediram seus comprimentos de ondas, um pouco semelhante ao Raio X, porém, mais curtos. Verificou-se também que alpha e beta não são uma forma de radiação.

Em 1922, Ottis, Cameron e Millikan resolveram medir o poder de penetração desses raios desconhecidos, através de um eletroscópio no lago Muir. Testando novamente em outro lago, constataram que os raios tinham um poder de penetração 18 vezes maior do que os raios gama. No fim, de 1925, foi utilizada a palavra raios cósmicos para designar esses raios estudados.