Uma chama pode ter sombra?

Sim, uma chama pode ter sombra, mas talvez não pelo motivo que você imagina.

Uma sombra se forma sempre que parte de um feixe de luz é bloqueada ou desviada. A região da sombra é aquela onde há menos luz em comparação com o restante do feixe. Essa área mais escura tende a assumir a forma do objeto que está bloqueando ou redirecionando parte da luz, e por isso tendemos a pensar que uma sombra é criada pelo objeto interceptador. Assim, para que o fogo tenha uma sombra, ele precisa bloquear ou desviar parte de um outro feixe de luz.

Uma chama tradicional pode bloquear ou desviar a luz porque não é apenas uma coluna de luz. Uma chama de hidrocarboneto contém vários componentes: moléculas de combustível e oxigênio em processo de combustão, pequenas partículas sólidas de combustível parcialmente queimado e impurezas (chamadas de fuligem ou fumaça), dióxido de carbono e vapor d’água produzidos pela queima, luz e ar quente. A luz que você vê na chama é principalmente criada pelas partículas de fuligem que esquentam tanto que brilham por incandescência. A interface entre o ar quente da chama e o ar mais frio ao redor tende a desviar a luz de sua direção original, um fenômeno chamado refração. Esse efeito também é o que permite a uma lente focar a luz. Portanto, devido ao ar quente, a chama pode desviar parte da luz de um feixe e criar sua própria sombra. O ar quente tende a subir de forma turbulenta, fazendo com que as sombras criadas pareçam um conjunto de ondulações dançantes. Além disso, a fuligem da chama pode absorver luz, o que também contribui para a criação da sombra da chama.

Para realmente notar a sombra de um fogo, o feixe de luz que passa pelo fogo (como a luz do sol) deve ser tão brilhante quanto ou mais brilhante que a luz criada pelo fogo. Caso contrário, a luz da chama preencherá qualquer região mais escura criada no outro feixe de luz. Por exemplo, apontar uma lanterna fraca para uma fogueira não permitirá que você veja a sombra do fogo. Além disso, quanto menor e mais fria for a chama, e menos fuligem ela tiver, menor será sua capacidade de absorver e desviar luz, o que tornará sua sombra mais fraca. Para obter os melhores resultados, você deve usar um feixe de luz forte, como a luz direta do sol, e uma chama com muito calor e fuligem.

Vale destacar que o fogo pode ter sombra não porque a luz da chama interage com o feixe de luz que chega. No nível fundamental, um feixe de luz não pode interagir diretamente com outro feixe de luz, já que a luz é composta por partículas quânticas chamadas fótons, que são bosons. Os bosons podem se sobrepor, passar uns pelos outros e ocupar o mesmo estado no mesmo local. Como os fótons não possuem carga elétrica ou momento magnético, eles não podem interagir diretamente entre si. Assim, as sombras do fogo surgem devido ao ar quente e à fuligem, não à luz que ele emite.

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