COLÉGIO GALILEU ALUO(A): Nova FASES DA LUA

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1 COLÉGIO GALILEU ALUO(A): FASES DA LUA Nva É quan emsfér lunar vlta para a Terra nã reflete nenuma luz Sl. Dzems também que a Lua está em cnjunçã cm Sl. A Lua Nva só é vsível urante s eclpses Sl que, alás, só acntecem quan é Lua Nva. Nessa fase, ângul entre Sl, Terra e Lua é pratcamente zer. A Lua Nva nasce pr vlta as ses ras a manã e se põe às ses a tare. Ou seja, ela transta pel céu urante a. Crescente Cerca e sete as e me eps a Lua Nva, a Lua eslcu-se 90 em relaçã a Sl e está na quaratura u prmer quart. É quart-crescente. A Lua nasce aprxmaamente a me-a e se põe à mea-nte. Seu aspect é e um semcírcul vlta para Oeste. Vsta emsfér Sul, a aparênca quart-crescente lembra a letra C, e crescente. Mas n emsfér Nrte, a cntrár, a Lua crescente se parece um D. Cea Passas 15 as a Lua Nva, zems que a Lua está em psçã a Sl. É Lua Cea. Os ras slares ncem vertcalmente sbre nss únc satélte natural, lumnan 100% emsfér vlta para a Terra. O ângul Sl-Terra-Lua agra é e 180 graus. Cursamente, essa é a pr casã para bservar a Lua a telescóp, ps a luz Sl que nce sbre satélte quase nã pruz smbra, que fculta recnecment e crateras e utrs acentes terren. A Lua Cea é vsível urante ta a nte, nascen pr vlta as ezt ras e se pn às ses a manã. Smente numa nte e Lua Cea pe acntecer um eclpse lunar. Mnguante Uma nva quaratura surge quan a ferença angular é e 270. Neste a, aspect a Lua é e um semcírcul vlta para Leste. A Lua nasce à meante e se põe a me-a, aprxmaamente. O quartmnguante é também cnec cm quartecrescente e, vst emsfér Sul, a Lua realmente lembra uma letra D (e ecrescente). REPRESENTAÇÃO SIMPLIFICADA DAS FASES DA LUA O mvment a Lua acmpana a numeraçã. Em 1: nva, 3: crescente, 5: cea e 7: mnguante. As fases representaas pels númers 4 e 6 pem ser camaas e crescente e mnguante gbs, respectvamente. Neste agrama, Terra e Lua nã estã em escala e a órbta lunar é vsta cm se estvéssems sbre pól nrte terrestre. Em qualquer fase ntermeára pems magnar la lumna a Lua cm sen um grane arc. A fleca ele sparaa rá sempre atngr Sl, ncan sua reçã, mesm que astr-re nã esteja mas acma rznte.

2 Cm crrem s eclpses Sl e a Lua? "O prncpal element e um eclpse é a smbra. A luz prvenente e uma fnte lumnsa, a ser nterrmpa pr um bjet, prjeta n espaç pst à fnte, uma zna escura enmnaa smbra", explca físc Plín Fasl, prfessr a Pntfíca Unversae Católca R Grane Sul (PUCRS). A smbra e qualquer bjet é cnsttuía pr uas partes: a umbra, que é a parcela a smbra que nã recebe luz alguma prvenente a fnte lumnsa, e a penumbra, a parte a smbra que recebe a luz e partes a fnte lumnsa, mas nã e ta. N cas eclpse lunar, Sl prjeta sua luz sbre nss planeta, e a Lua é cultaa pela umbra a Terra. Nessa stuaçã a Lua esta expermentan a fase ttal eclpse. Já enquant ela transta pela penumbra a smbra a Terra, nas lateras a umbra, eclpse a Lua é parcal. Para explcar eclpse slar, Fasl estaca que Sl é uma fnte e luz e mensã mensa se cmparaa a taman a Terra e a Lua. Pr ss as smbras a Terra e a Lua, além e pssuírem muta penumbra, pssuem umbras em frma e cne. "As smbras tant a Lua cm a a Terra se frmam sempre la pst a Sl, que é a fnte e luz. O cne e umbra a Terra é mut mar que a stânca a planeta à Lua." Mas prfessr esclarece que cne e umbra a Lua é varável. Tem uma mensã pratcamente gual à sua stânca a Terra. "Essa cncênca passa a ser respnsável pela exstênca e s tps e eclpses Sl pruzs pel cne e umbra a Lua: eclpse ttal Sl e eclpse anular." Fasl cnta que crrerá um eclpse ttal Sl na regã a superfíce a Terra tcaa pela pnta cne e umbra, quan esta smbra pssur mensã mar que a stânca a Terra à Lua. Já eclpse será anular quan a mensã cne e smbra a Lua fr um puc menr sua stânca para a Terra, exan pr ss e tcar a superfíce a Terra. "Nesse cas a Lua tapará a regã central sc slar exan em trn um anel e luz." A Freqüênca s Eclpses A freqüênca e crrênca s eclpses epene a psçã entre s plans rbtas lunar e terrestre, a psçã a Lua a lng e sua órbta em terms a sua prxmae u cncênca cm s pnts nas EL (ECLIPSE LUNAR) e ES (ECIPLSE SOLAR) e a sua stânca para cm a Terra. A seqüênca s eclpses se repete na mesma rem a caa 18 ans, 11 as e 8 ras. Esse nterval e temp é enmna "Perí e Sars", qual cntém 70 eclpses s quas 41 sã slares e 29 sã lunares. Nesse perí crrem n mínm s eclpses slares em um an e n máxm cnc eclpses slares u três eclpses lunares e quatr eclpses slares. Lna s Ns É a lna e ntersecçã plan a órbta a Terra em trn Sl cm plan a órbta a Lua em trn a Terra ECLIPSES DE 2009 Ds eclpses Lunares e s Slares acntecem a caa an. N entant, alguns eclpses lunares menres (parcas e penumbras) pem crrer a lng an, cm acntecerá em Um eclpse Sl é um fenômen e rara beleza, prvlég s seres que abtam Planeta Terra. Trata-se resulta e uma nteressante cncênca entre as mensões nss satélte natural, a Lua, e a stânca à nssa estrela, Sl. A Lua tem um âmetr e aprxmaamente km e encntra-se a uma stânca méa e km a Terra. O Sl, que tem um âmetr e km (cerca e 400 vezes mar que a Lua), fca a uma stânca e 150 mlões e km, u seja, aprxmaamente 400 vezes mas stante que a Lua. Cm cnseqüênca, s âmetrs aparentes Sl e a Lua, vsts a partr a Terra sã mut próxms. Um eclpse crre sempre que a Terra, a Lua e Sl estã perfetamente alnas. Os eclpses slares pem ser ttas, parcas u anulares. Eclpse Slar Anular: 26 e janer e 2009 Esse prmer eclpse slar e 2009 O eclpse anular será vsível numa área que atravessa Ocean Inc e a Innésa rental. Em utras partes mun eclpse será bserva parcalmente: Áfrca, Maagascar, Austrála excet Tasmâna, Sueste a Ína e sueste a Ása e Innésa. Nã será vsível n Brasl e, apesar ele crrer em Aquár (sgn Ascenente Brasl) nã rá afetar nss país. Eclpse Lunar Penumbral em 09 e feverer e 2009 O prmer eclpse lunar e 2009 é um s quatr utrs este an. Os prmers três eclpses serã penumbras enquant últm - 31 e ezembr - será parcal. Este será vsível a l nu em partes Canaá e estas Uns, partes a Eurpa, Ása, Austrála e Pacífc. Nã será vsível n Brasl. Este eclpse tampuc afetará nss país retamente. Eclpse Penumbral Lunar em 07 e jul Vsível na csta leste Canaá e s Estas Uns csta leste a Amérca Sul, terá um nteresse menr ev à sua magntue reuza, e será cmpletamente nvsível a l nu. Eclpse Slar Ttal em 22 e jul e 2009 Para cmpensar eclpse anêmc este mês, acntece um grane eclpse slar! O pass a smbra a Lua rá se estener através a Ína, Cna, váras las Japã e Sul Ocean Pacífc. Parte Eclpse será vst também na Ása, Innésa e Ocean Pacfc. O camn central nca n Glf e Kambat na Ína e será bastante ampl, varren váras caes a Ína, Nepal, Banglaes, Burma antes e alcançar a Cna. A ttalae a uraçã rá ultrapassar s 5 mn. Em Scuan prvínca ne acnteceu terremt an passa que nã é uma ba ntíca! Uma ampla parte

3 eclpse alcançará Sul Ocean Pacífc e ex a Lua estará passan bem pert centr a Terra. Eclpse Penumbral Lunar e 06 e agst e as smente após eclpse slar ttal acntece esse eclpse penumbral a Lua, alcançan parte as Amércas, Eurpa, Ása e Áfrca. Nã será vsível a l nu, apesar e per ser vsta n Brasl, Áfrca e Eurpa. Eclpse Lunar Parcal e 31 e ezembr. Ultm eclpse e 2009, acntece n An Nv. Esse eclpse será vsível, prncpalmente, na Eurpa, Áfrca, Ása e Japã, mas nã será vsível a l nu. Eclpse tp anular pôe ser vst em regões a Innésa; varaçã e lumnsae é pequena O eclpse lunar acntece quan a smbra a Terra é prjetaa sbre a superfíce a Lua Terra vê prmer eclpse slar an A Terra vu nesta seguna-fera (26/01/2009) prmer eclpse Sl n an, pen bservar a Lua cbrr parcalmente sc slar. Embra Sl seja cerca e 400 vezes mar que a Lua, também se encntra cerca e 400 vezes mas afasta. D nss pnt e vsta âmetr angular a Lua Sl n céu é pratcamente mesm - cerca e 0.5º. É pr esta razã que a Lua parece "caber" perfetamente n sc slar urante um eclpse ttal, tapan brlante sc, permtn ver a atmsfera exterr nssa estrela, a camaa cra u crna slar, urante s precss mments e ttalae. O eclpse crr je é cama e anular. Ele acntece quan a Lua se clca entre Sl e a Terra, mas está stante emas aqu para que cubra ttalmente Sl. Esse tp e eclpse crre cerca e 66 vezes em um sécul, mas a varaçã e lumnsae é bem pequena. O fenômen pôe ser vst cmpletamente n cean Ínc e este a Innésa. Já um eclpse parcal Sl, cm cbertura e 1% a 84% astr, pôe ser bserva n sul a Áfrca, Maagascar, Austrála e sueste a Ása. O últm eclpse ttal Sl acnteceu em 1º e agst an passa e f vsível n Canaá, Grenlâna, Rússa, Mngóla, Cna e Ártc. O próxm eclpse ttal eve crrer n a 22 e jul --será vsível em Ína, Nepal, Banglaes, Butã, Cna e algumas las n Japã. Pr que a lua aparece e a n céu? Smplesmente prque sua superfíce e slcat reflete mut a luz sl. A cntrár que ns acstumams a pensar, a lua nã é pst sl: naa mpee que ambs s astrs estejam n céu a mesm temp, epenen ângul em que a Terra está vraa. O prfessr epartament e Astrnma a Unversae Feeral R Grane Sul Carles Bnat explca que á perís mês em que sl lumna, a mesm temp, a Terra e a Lua - nss pnt e vsta, bem enten. "Na verae, Sl sempre lumna ambs. Verms ss epene ângul em que planeta está", cnta. Segun Bnat, é mas cmum ver a Lua e a quan está nas fases crescente e mnguante. N prmer cas, é pssível ver satélte já a partr me-a. N segun cas, a lua mnguante fca n céu urante a manã e sme próxm à ra almç. Esta pergunta f envaa pela nternauta Marssl Barrers a Frera. Clque aqu e enve já a sua. Reaçã Terra Há perís mês em que sl lumna, a mesm temp, a Terra e a Lua Durante um eclpse slar, a umbra a Lua na Terra tem sempre mens que 270 km e largura. Cm a smbra se mve a pel mens 34 km/mn para Leste, ev à

4 órbta a Lua em trn a Terra, máxm e um eclpse ura n máxm 7 1/2 mnuts. Prtant um eclpse slar ttal só é vsível, se clma permtr, em uma estreta faxa sbre a Terra, camaa e camn eclpse. Em uma regã e aprxmaamente 3000 km e caa la camn eclpse, crre um eclpse parcal. B) Fexe e luz: cnjunt e ras e luz. C) Crp lumns (fnte e luz prmára): sã s crps que emtem luz própra. Exempl: Sl, as estrelas, a cama e uma vela, etc. D) Crp lumna (fnte e luz secunára): sã s crps que refletem a luz prvenente e utrs crps. Exempl: a lua. Na realae, a ttalae e um eclpse ura n máxm 7 1/2 mnuts. Um eclpse slar ttal cmeça quan a Lua alcança a reçã sc Sl, e aprxmaamente uma ra eps Sl fca cmpletamente atrás a Lua. Ns últms nstantes antes a ttalae, as úncas partes vsíves Sl sã aquelas que brlam através e pequens vales na bra rregular a Lua, um fenônem cnec cm "anel e amante", já escrt pr Emun Halley n eclpse e 3 e ma e Durante a ttalae, céu se trna escur sufcente para se bservar s planetas e as estrelas mas brlantes. Após a fase e "anel e amante", sc Sl fca cmpletamente cbert pela Lua, e a cra slar, a atmsfera externa Sl, cmpsta e gases rarefets que se extenem pr mlões e km, aparece. Nte que é extremamente pergs lar Sl retamente. Qualquer expsçã acma e 15 seguns anfca permanentemente l, sem apresentar qualquer r! Entre s e sete eclpses crrem anualmente. Usualmente eclpses crrem em cnjunts e 1 a 3, separas pr 173 as [(1 an - 20 as)/2]. Em um cnjunt, u só crre um eclpse slar, u uma sucessã e eclpse slar, lunar e slar nvamente. Em um an, 2 u 3 estes cnjunts crrem. ÓPTICA GEOMÉTRICA E) Fnte puntual: suas mensões sã esprezíves quan cmparaas cm a stânca que a separa bservar. Exempl: as estrelas quan vstas a Terra. F) Fnte extensa: suas mensões nã pem ser esprezaas quan cmparaas cm a stânca que a separa bservar. Exempl; a lâmpaa a sala e aula quan vsta pel alun. G) Crps pacs: sã s crps que mpeem a passagem a luz. Exempl: crp uman. H) Crps transparentes: sã s crps que se exam atravessar ttalmente pela luz. Exempl: camaa fna e água lmpa, vr ls e uma camaa e ar lmp. Cncets A) Ra e luz: é um segment e reta que etermna a reçã e sent e prpagaçã a luz. Ra e luz I) Crps translúcs: sã s crps que se exam atravessar parcalmente pela luz. Exempl: papel vegetal. papel vegetal

5 A cr e um crp "A cr que um crp apresenta pr reflexã é etermnaa pel tp e luz que ele reflete. Pr exempl, um crp a ser lumna pela luz branca (que cntém tas as cres), se apresenta azul, prque reflete a luz azul e absrve as emas. Um crp lumna pela luz branca se apresenta branc prque reflete tas as cres. Um crp negr absrve tas as cres." * Cálcul e smbra Sl ras slares H S s H S s * Fases a lua Terema e Tales (e Mlet) luz branca Velcae a luz n vácu Vermel Laranja Amarel Vere Azul Anl Vleta * Eclpse slar Sl A = eclpse ttal B e C = eclpse parcal Lua B A C Terra c = km/s = m/s Prncíps a Óptca Gemétrca 1º) Prncíp a prpagaçã retlínea a luz: Num me mgêne e transparente, a luz se prpaga em lna reta. 2º) Prncíp a reversblae s ras e luz: O camn segu pela luz nepene sent e prpagaçã. O camn a a é gual a a vlta. 3º) Prncíp a nepenênca s ras e luz: Um ra e luz, a cruzar cm utr, nã nterfere na sua prpagaçã. Evêncas a prpagaçã retlínea a luz * Frmaçã e smbra e penumbra * Eclpse lunar smbra a Terra Sl * Geral prjetaa n espaç Terra Lua

6 * Câmara escura e rfíc 1 a le : O ra ncente, ra reflet e a nrmal pertencem a mesm plan. 2 a le : O ângul e reflexã (r) é gual a ângul e ncênca (). Espel plan "Cnsera-se espel plan ta superfíce plana e lsa ne premne a reflexã regular a luz. superfíce refletra superfíce paca Reflexã a luz Frmaçã e magens num espel plan Quan a luz nce num pnt e uma superfíce e retrna para mesm me que se prpagava anterrmente. Reflexã regular: é a reflexã que crre numa superfíce lsa e pla. Os ras ncem e refletem paralels entre s. Exempl: espel. O bjet e a magem frneca pr um espel plan sã smétrcs em relaçã a espel. Um espel plan assca a um bjet real uma magem vrtual. Objet e magem sã eqüstantes. Objet e magem têm mesm taman. A magem tem a mesma rentaçã bjet, u seja, ela é reta u reta. P P' Reflexã fusa: é a reflexã que crre numa superfíce rregular. Nesta reflexã s ras espalam-se esrenaamente em tas as reções. Les a reflexã

7 Translaçã e espel plan: (bjet fx) Vams cnserar um bjet fx e um espel plan em mvment relatv a bjet e cm velcae cnstante. 2 V e, e V, Espels cnjugas (espels angulares). Quan s espels sã asscas pr um mesm vértce, permtem ser frmaas magens cuj númer (N) epene ângul () entre s espels.. N IMAGENS 1 2 OBJETO 3 2 Quan espel sfre um eslcament () afastan u aprxman em relaçã a bjet, a sua magem sfre um eslcament (2) também em relaçã a bjet. = 2 e (em relaçã a bjet) Camp vsual É a regã espaç à frente espel que permte a vsualzaçã. V, = 2. V e, V, = velcae a magem em relaçã a bjet. V e, = velcae espel em relaçã a bjet. Obs: Quan espel é fx e bjet se aprxma u se afasta espel, a velcae a magem em relaçã a espel é gual a velcae bjet em relaçã a espel. e V e, e V, e ESPELHOS ESFÉRICOS 2 2 "Espels esfércs sã superfíces refletras que têm a frma e calta esférca. Sã côncavs se a superfíce refletra fr a parte nterna, u cnvexs, se a superfíce refletra fr a parte externa." V, e = V, e V, e = velcae a magem em relaçã a espel. V, e = velcae bjet em relaçã a espel. A magem e bjet se mvmentam em sents psts. Prtant, a velcae bjet em relaçã à magem é: V, V,e V,e Quan espel se aprxma u se afasta bjet e quan bjet se aprxma u se afasta espel, respectvamente a magem se aprxma u se afasta. Representaçã C = centr e curvatura espel (centr a esfera) R = ra e curvatura (ra a esfera) V= vértce F = fc (F= R/2)

8 Prpreaes: ras ntáves * T ra e luz que nce num espel esférc paralelamente a ex prncpal reflete numa reçã que passa pel fc. * T ra e luz que nce num espel esférc numa reçã que passa pel fc reflete paralelamente a ex prncpal. ESPELHO ESFÉRICO CÔNCAVO ESPELHO ESFÉRICO CONVEXO * Um ra e luz ncn na reçã centr e curvatura e um espel esférc reflete-se na mesma reçã. * T ra que nce n vértce, reflete smétrc a ex prncpal Espel cnvex Cnstruçã e magens "A magem e um pnt é bta pela nterseçã e pel mens, s ras reflets crrespnentes a s ras ncentes prvenentes pnt." Espel côncav Imagem real : magem na frente espel.frmaa pels ras reflets efetvs. É sempre nverta. Imagem vrtual: magem atrás espel. Frmaa pels prlngaments s ras reflets. É sempre reta. Imagem reta: bjet e magem tem mesm sent. Imagem nverta: bjet e magem tem sent pst. Imagem gual, mar u menr que bjet: quan cmparaa cm bjet, a magem pe apresentar essas cmparações.

9 Cnstrua a magem bjet para caa um s esquemas abax e etermne as característcas essa magem. Espel cnvex Espel côncav a) Característcas a magem: b) Característcas a magem: ESPELHOS ESFÉRICOS (estu analítc) Característcas a magem: c) Característcas a magem: ) Característcas a magem: e) Característcas a magem: Equações s espels esfércs 1 1 f A 1 Aument lnear transversal u A f p = = stânca bjet a espel p = = stânca a magem a espel R = ra e curvatura C = centr e curvatura f = stânca fcal (f = R ) 2 = altura bjet = altura a magem > 0 ( + ) : magem real < 0 ( - ) : magem vrtual > 0 ( + ) : magem reta < 0 ( - ) : magem nverta f > 0 ( + ) : espel côncav f < 0 ( - ) : espel cnvex