Unidade 7 - cmidf.com.br ANO - UNIDADE 7 - ONDAS... · FONTES DE LUZ •Fonte de luz primária:...
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Unidade 7
Ondas, som e luz
ONDA
• É uma perturbação ou oscilação que sepropaga pelo meio (ar, água, sólido) e novácuo (ondas eletromagnéticas).
– Ex: Abalos sísmicos, ondas do mar, ondas de radio,luz e som.
CARACTERÍSTICAS DA ONDA
• Amplitude: altura da crista em relação ao eixode oscilação.
• Comprimento de onda: distância entre doisvales ou duas cristas consecutivas.
• Período: Tempo necessário para que ocorrauma oscilação completa.
• Frequência: número de oscilações completasque uma onda realiza em um intervalo detempo.– É medida em Hertz (Hz): nº de oscilações por
segundo
NATUREZA DAS ONDAS
Ondas transportam energia, e não matéria!
ONDAS MECÂNICAS
• Propagam em meio material (ar, água, sólidos)
• Não se propagam no vácuo
• Quanto maior a amplitude, maior a energia transportada
– Ex: Som (ondas sonoras)
ONDAS ELETROMAGNÉTICAS
• Se propagam tanto em meio material como no vácuo
• No vácuo, possuem velocidade constante de aproximadamente 300 000 km/s.
– Ex: a luz, microondas, ondas de rádio
– A radiação solar é uma onda eletromagnética que atravessa o vácuo até chegar na Terra
DIREÇÃO DE VIBRAÇÃO
• Transversais: Perpendicular à propagação.
*As ondas eletromagnéticas são transversais
• Longitudinais: Mesma direção de propagação.
*As ondas sonoras são longitudinais
SOM
• O som é uma onda mecânica
• Não se propaga no vácuo
• É uma onda longitudinal
• A propagação ocorre em qualquer meio material sólido, líquido ou gasoso. Porém sua velocidade depende da densidade do meio.
– Quanto mais denso for o meio, maior será a velocidade de propagação
– Velocidade de propagação so som:
• No ar: 340 m/s
• Na água: 1.450 m/s
• No aço: 5.000 m/s
A AUDIÇÃO HUMAMA
• Somos capazes de perceber sons nas frequências de 20 a 20.000 Hz
– Infrassons: abaixo de 20 Hz
– Ultrassons: acima de 20.000 Hz
• O limite de audição de outros animais varia
– Golfinho: 200 a 150.000 Hz
– Elefantes: 5 a 12.000 Hz
– Cão: 50 a 45.000 Hz
CARACTERÍSTICAS DO SOM
• Intensidade: quantidade de energiatransportada pela onda sonora. É como sefosse o volume do som.
• É medida em debibéis (Db)
• Quanto maior a amplitude da onda maior a intensidadedo som.
• Quanto maior a intensidade sonora, maior o risco delesão auditiva.
• Altura: são os graves (baixos) e agudos(altos).
• Sons graves têm frequências menores
• Sons agudos têm frequências maiores
A voz dos homens é geralmente grave, com frequência de100 a 200 Hz. Já a das mulheres é aguda, com frequência de 200a 400 Hz.
• Timbre: Qualidade que nos permite diferenciar porexemplo dois instrumentos tocando a mesma nota,na altura e intensidade.
– Ex: um violino e uma guitarra, por exemplo.
Luz
CARACTERÍSTICAS DA LUZ
• As ondas eletromagnéticas, incluindo a luz,propagam-se no vácuo com a mesmavelocidade: aprox. 300 000 km/s.
• Essa é a maior velocidade possível noUniverso.
• A velocidade diminui quando propagada em meio material, como ar, água ou sólido.
FONTES DE LUZ
• Fonte de luz primária: emite luz própria
– Sol
– Lâmpada
• Fonte de luz secundária: refletem a luz que recebem de outro corpo
– Planetas
– Maioria dos objetos
MEIO DE PROPAGAÇÃO DA LUZ
• Meio transparente: Visualização nítida
– Ex: Água límpida, ar, vidro transparente
• Meio translúcido: Não ocorre a visualização nítida
– Ex: Vitrais coloridos
• Meio opaco: Não há passagem dos raios de luz
– Ex: Madeira, concreto
Dispersão da luz
Como vemos as cores?
• Ao incidir sobre uma superfície, a luz pode atravessá-la diretamente, ser absorvido ou refletida.
• Uma fonte de luz secundária (por exemplo uma cadeira) pode ser observada pela luz refletida, que é recebida pelos nossos olhos e interpretada pelo nosso cérebro.
• Um corpo que não reflete luz ou que absorve toda a luz não é visível.
Branco: Reflete todas as cores
Preto: Absorve todas as cores
Óptica Geométrica
• No estudo da óptica, a trajetória da luz é representada por um traço orientado por uma seta, chamado de raio de luz. Este é apenas um modelo teórico, pois não podemos isolar somente um raio de luz.
Óptica Geométrica: 3 Princípios Fundamentais
• Propagação retilínea dos raios luminosos
• Independência dos raios luminosos
• Reversibilidade dos raios luminosos
Reflexão luminosa
• Reflexão regular
• Reflexão difusa
Formação de imagem
• Espelho plano: Fiel à imagem original
• Espelho esférico: Modificam a forma e a dimensão da imagem original.
– Espelho Côncavo: Imagem invertida e maior• Maquiagem
– Espelho Convexo: Imagem menor• Ônibus, elevadores, retrovisores
Refração da luz
• Velocidade da luzno vácuo = Maiordo Universo!
• Ao se propagar emmeios materiais(água, ar e sólidos),perde velocidade.
Para salvá-lo é melhor fazer o caminho mais curto ou o mais rápido?
Mais curto...
Mais rápido...
E neste caso? Qual o caminho mais curtoe o mais rápido?
O que é refração??
Fenômeno que provoca desvio na direção da luz.
Índice de Refração
• Indica quanto um meio altera a velocidade da luz!
c = 300 0000 km/s (velocidade da luz no vácuo)
v = velocidade após sofrer refração
n = índice de refração
Lentes Esféricas
Visão Humana
Muitas pessoas têm problemas de visãoporque a forma dos olhos compromete seudesempenho. Felizmente, a maioria dessesproblemas podem ser corrigidos com lentes.
Os problemas mais comuns são miopia,hipermetropia, astigmatismo e presbiopia.
Miopia
• Bulbo do olho mais longo do que o normal
• Imagem converge antes da retina
• Objetos distantes sem nitidez
• Enxerga bem objetos próximos
• Correção é feita com lentes divergentes
Miopia
Hipermetropia
• Bulbo do olho mais curto do que o normal
• Imagem se forma depois da retina
• Dificuldade de enxergar objetos próximos
• Enxerga bem objetos distantes
• Correção é feita com lentes convergentes
Hipermetropia
• Astigmatismo: Curvatura ovalada da córnea, ao invés de esférica, causando visão distorcida.
• Presbiopia: Vista cansada. Pode surgir com o passar dos anos.
• Daltonismo: Deficiência na visão das cores. Em grau mais severo, enxergam apenas preto e branco.
Instrumentos Ópticos
Na tentativa de melhorar os mecanismosde visão, o ser humano criou instrumentoscapazes de nos tornar aptos a enxergar além doque os olhos conseguem ver...
Ilusões de Óptica