Lembrete: Antes de começar a copiar cada unidade, coloque o cabeçalho da escola e a data!

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1 Lembrete: Antes de começar a copiar cada unidade, coloque o cabeçalho da escola e a data! Use canetas coloridas ou escreva palavras destacadas, para facilitar na hora de estudar. E capriche! Não se esqueça de que organização e qualidade também fazem parte da nota! ONDAS E SOM CIÊNCIAS - UNIDADE 7 ONDAS, SOM E LUZ (pág. 196 a 231) Onda: Perturbação ou oscilação que se propaga pelo meio (ar, água ou sólido). Ex: abalos sísmicos, ondas do mar, ondas de rádio, luz e som. Características da onda - Comprimento de onda: distância entre dois vales ou duas cristas consecutivas. - Amplitude da onda: altura da crista em relação ao eixo de oscilação. - Período: tempo necessário para que duas cristas ou dois vales passem pelo mesmo ponto, ou seja, tempo necessário para que ocorra uma oscilação completa. - Frequência: número de oscilações completas que uma onda realiza em certo intervalo de tempo. A quantidade de oscilações no período de um segundo é medida em hertz (Hz). NATUREZA DAS ONDAS * Ondas não transportam matéria, apenas energia! Ondas Mecânicas: Podem se propagar através do ar, da água e de um sólido, ou seja, as ondas mecânicas se propagam apenas em meio material. - O som é um exemplo de onda mecânica. - Ondas mecânicas não se propagam no vácuo. - Quanto maior for a amplitude da onda, mais energia é transportada.

2 Ondas eletromagnéticas: Não precisam de um meio material para se propagar, ou seja, elas podem se propagar inclusive no vácuo. - Quando medidas no vácuo, essas ondas apresentam sempre a mesma velocidade: km/s aproximadamente. - A luz é um exemplo de onda eletromagnética. - As radiações infravermelhas e ultravioletas, emitidas pelo sol, também são ondas eletromagnéticas, mas não podemos vê-las. - A energia da onda eletromagnética é mais alta quanto maior for sua frequência e menor seu comprimento. - Ondas de rádio, raio X, micro-ondas, televisão, wi-fi, etc, são ondas eletromagnéticas. DIREÇÃO DE VIBRAÇÃO DA ONDA As ondas também podem ser classificadas quanto à direção de vibração: - Ondas transversais - Ondas longitudinais SOM Som: onda mecânica, precisa de um meio material para se propagar (não se propaga no vácuo) e é uma onda longitudinal, pois se propaga paralelamente ao sentido da oscilação da onda. A propagação do som ocorre em qualquer meio material sólido, líquido ou gasoso, mas sua velocidade depende do tipo de substância que compõe o meio e sua densidade. Quanto mais denso for o meio, maior a velocidade de propagação. - No ar, a velocidade de propagação do som é de 340 m/s. - Na água, o som se propaga com velocidade de aproximadamente 1450 m/s. - No aço, a velocidade de propagação é maior que 5000 m/s.

3 A AUDIÇÃO HUMANA A audição humana é capaz de perceber sons nas frequências entre 20 Hz e Hz. Não ouvimos sons abaixo de 20 Hz (infrassons) nem acima de Hz (ultrassons). O limite da audição dos animais varia. - Elefantes: Hz - Cão: Hz - Gato: Hz - Golfinho: Hz - Morcego: Hz CARACTERÍSTICAS DO SOM Intensidade: Quantidade de energia transportada pela onda sonora, que por sua vez, está ligada à amplitude. Quanto maior for a amplitude, maior será a intensidade do som. - A intensidade sonora é medida em decibéis (db). - Quanto maior a intensidade sonora, maior o risco de lesão auditiva. - A intensidade do som é controlada pelo botão de volume em um aparelho de som. Altura: Está relacionada à frequência. Sons graves (ou baixos) têm frequências menores e sons agudos (altos) têm frequências maiores. - A voz dos homens em geral é baixa (grave), enquanto das mulheres é mais alta (aguda). Timbre: Qualidade que nos permite diferenciar os instrumentos que estão sendo tocados numa orquestra, por exemplo. Mesmo sendo tocados numa mesma nota musical, na mesma altura e intensidade, o violino é diferente de uma guitarra por causa do timbre de cada um. LUZ As ondas eletromagnéticas, incluindo a luz, propagam-se no vácuo com a mesma velocidade: aprox km/s. Em teoria, esta é a maior velocidade possível no Universo. - A velocidade das ondas eletromagnéticas torna-se menor quando elas se propagam por algum meio material, como ar ou água. - As distâncias astronômicas são medidas em anos-luz, que equivale à distância percorrida pela luz em um ano. Para se ter ideia de como essa distância é grande, a luz solar leva apenas 8 minutos para chegar à Terra, percorrendo uma distância de 150 milhões de quilômetros!

4 FONTES DE LUZ - Fonte de luz primária: emite luz própria, como o sol, uma lâmpada acesa ou um metal aquecido. - Fonte de luz secundária: refletem a luz que recebem de outro corpo, como o planeta e a maioria dos objetos ao nosso redor. MEIOS DE PROPAGAÇÃO DA LUZ - Meios transparentes: Permitem a passagem dos raios luminosos possibilitando a visualização nítida de um objeto atrás do meio. Ex: vidro transparente, ar puro, água limpa. - Meios translúcidos: Permitem a passagem dos raios de luz, porém de forma irregular. Com isso não ocorre a visualização nítida de um objeto atrás do meio. Ex: vidros usados em vitrais coloridos, água turva. - Meios opacos: Impedem a passagem de raios de luz. Ex: concreto, madeira e metais. DECOMPOSIÇÃO DA LUZ Isaac Newton percebeu que quando um feixe luz atravessa um prisma (instrumento de plástico ou vidro transparente) a luz se decompõe em várias cores. Dessa forma, ele descobriu que a luz branca é formada pela mistura de ondas de diversas frequências, que se separam ao atravessar o prisma, graças à dispersão da luz. O mesmo fenômeno acontece com as gotículas de água da chuva, que funcionam como um prima e formam assim o que chamamos de arco-íris. COMO VEMOS AS CORES Ao incidir sobre uma superfície, a luz pode atravessá-lo diretamente, ser absorvida ou refletida. Nós só conseguimos enxergar uma fonte de luz secundária refletida em um objeto, ou seja, um vidro perfeitamente transparente não seria visível para nós, já que não haveria luz refletida. Da mesma forma, se um corpo absorvesse toda a luz, tampouco seria visível. As cores que vemos no objeto são resultado da luz branca que incide nesse objeto e é absorvida, refletindo apenas uma ou mais cores. POR QUE O CÉU É AZUL Ao atravessar a atmosfera, a luz visível sofre um espalhamento seletivo e é reemitida em todas as direções possíveis. O azul que vemos no céu pode variar, a quantidade de vapor d água existente na atmosfera é a responsável por essa variação. O céu é mais azul quando há menos partículas de água na atmosfera. POR QUE A ÁGUA É AZUL-ESVERDEADA? Quando olhamos pra superfície do oceano, enxergamos a água azul, porém essa não é a cor da água. A cor do céu está sendo refletida nas moléculas de água, por isso vemos o oceano azul. A água na verdade é transparente.

5 ÓPTICA GEOMÉTRICA Os fenômenos luminosos, objetos de estudo da ótica, são estudados com o auxílio da Geometria. A trajetória da luz é representada por um traço orientado por uma seta, chamado raio de luz. Esse é apenas um modelo teórico, pois na prática não podemos separar somente um raio de luz. - Propagação retilínea dos raios luminosos: a luz se propaga em linha reta nos meios transparentes e homogêneos. - Independência dos raios luminosos: a propagação de um raio de luz não interfere na propagação de outro, mesmo que haja cruzamento entre eles, os raios são independentes. - Reversibilidade dos raios luminosos: Os caminhos de ida e volta de um raio são idênticos. A REFLEXÃO LUMINOSA A reflexão ocorre quando os raios de luz que chegam a uma superfície retornam ao meio de onde vieram. Se os raios retornarem sem grandes desvios, ocorrerá a reflexão regular, como em um espelho plano. Entretanto, se o corpo no qual a luz incidiu for rugoso, ocorrerá a reflexão difusa. Nós enxergamos os objetos que nos rodeiam por causa da reflexão difusa. - Uma característica importante dos espelhos planos é que eles fornecem imagens simétricas dos objetos. Assim, se o objeto estiver a 2 metros do espelho, a imagem será formada a 2 metros também, mas virtualmente. - Os espelhos esféricos modificam a forma e as dimensões da imagem. Podem ser côncavos ou convexos. - Côncavos: produz imagens maiores do que o objeto e por isso, parecem estar mais perto. Isso permite ver detalhes com nitidez. - Convexos: produz imagens menores dos objetos, porém o campo de visão é maior. Usado em lojas, elevadores e retrovisores. REFRAÇÃO DA LUZ A velocidade de propagação da luz é diferente no vácuo e no meio material. Por isso, ao observar um lápis entro de um copo com água, parece que ele está quebrado. Esse fenômeno é chamado de refração, que é quando uma parte do raio de luz é desviada.

6 LENTES ESFÉRICAS Uma das principais aplicações do fenômeno de refração é a construção de lentes, sistemas ópticos feitos de vidro ou materiais sintéticos. As lentes podem ser convergentes ou divergentes, com relação ao seu comportamento. LENTE CONVERGENTE LENTE DIVERGENTE VISÃO HUMANA A luz refletida ou emitida por um objeto atravessa a córnea, entra pela pupila, atravessa a lente e converge para a retina, onde se forma a imagem. Estímulos luminosos geram impulsos elétricos que se propagam até o cérebro, onde os impulsos são decodificados na área da visão e só então vemos os objetos. Defeitos de visão são comuns, como miopia, hipermetropia, astigmatismo e presbiopia. Porém esses problemas podem ser corrigidos com o uso de lentes. - Hipermetropia: dificuldade em visualizar objetos próximos, porém enxerga com nitidez objetos distante. Correção é feita com lentes convergentes. - Astigmatismo: visão distorcida da imagem dos objetos. Correção é feita com lentes que fazem a luz se concentrar em um único plano. - Presbiopia (vista cansada): Surge com o passar dos anos, à medida que a lente natural do olho perde sua elasticidade. Lente bifocal corrige o problema. VISÃO DAS CORES O daltonismo é a deficiência na visão de cores causada por problema nos cones, que são células da retina que permitem a visão das cores. A maioria dos daltônicos não consegue distinguir alguns tons de cores, e uma minoria apresenta o distúrbio em grau mais severo: enxergam somente em preto e branco. INSTRUMENTOS ÓTICOS Lupa, binóculos e microscópios são exemplos de instrumentos ópticos.