AS RADIAÇÕES NA VIDA COTIDIANA...10

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1 S UNIDADE 1 U M Á R I O Radiações, materiais, átomos e núcleos As radiações e a matéria...10 AS RADIAÇÕES NA VIDA COTIDIANA...10 VEJA MAIS A representação por potenciação do espectro eletromagnético AS RADIAÇÕES NA MEDICINA...16 AS RADIAÇÕES NA INDÚSTRIA...18 AS RADIAÇÕES NA GUERRA...18 AS RADIAÇÕES NA CIÊNCIA...19 AS RADIAÇÕES E A MATÉRIA AO LONGO DA HISTÓRIA...20 AS PRIMEIRAS IDEIAS SOBRE A CONSTITUIÇÃO DA MATÉRIA A ALQUIMIA E O SONHO DA TRANSMUTAÇÃO DO CHUMBO EM OURO DOS EXALANTES ESPÍRITOS AO ÁTOMO DE DALTON CONEXÃO O átomo de Dalton e a lei das proporções múltiplas O MUNDO SUBATÔMICO COMEÇA A SE REVELAR CONEXÃO A natureza granular da matéria COM A RADIATIVIDADE, O NÚCLEO ATÔMICO ENTRA PARA A HISTÓRIA PARTÍCULAS E MAIS PARTÍCULAS Investigação de ondas de rádio e infravermelho dentro de casa Duas representações para o espectro eletromagnético Radiações e medicina Antigas explicações para fenômenos do cotidiano SUA PARTE SUA PARTE O átomo quântico...26 ENERGIA GRANULADA...26 GRÃOS DE ENERGIA GRÃOS DE LUZ GASES INCANDESCENTES: ESPECTRO DESCONTÍNUO...32 VEJA MAIS O espectro do hidrogênio e os átomos de Rutherford e Bohr ONDAS QUE SÃO PROJÉTEIS E PROJÉTEIS QUE SÃO ONDAS...36 VEJA MAIS Difração e interferência UMA NOVA COMPREENSÃO DO MUNDO...43 ONDAS E PARTÍCULAS CLÁSSICAS A LUZ COMO PARTÍCULA O ELÉTRON COMO ONDA UM COMPORTAMENTO DUAL VEJA MAIS Impacto de ondas e difração de partículas A INDETERMINAÇÃO COMO UM PRINCÍPIO PROCESSOS QUÍMICOS E TABELA PERIÓDICA...48 REATIVIDADE E PERIODICIDADE PERIODICIDADE E DISTRIBUIÇÃO ELETRÔNICA VALÊNCIAS ATÔMICAS E LIGAÇÕES QUÍMICAS CONEXÃO Elétrons que se evitam... e fótons que se imitam! RUMO AO NÚCLEO ATÔMICO Quanto vale o quantum de energia? Como saber do que é feita uma estrela? Medida da espessura dos sulcos de um CD ou DVD SUA PARTE SUA PARTE SUA PARTE SUA PARTE SUA PARTE SUA PARTE SUA PARTE As radiações, o núcleo atômico e suas partículas...52 AS RADIAÇÕES NUCLEARES E A CONSTITUIÇÃO DO NÚCLEO...52 DIFERENTES ISÓTOPOS DE UM MESMO ELEMENTO COC_FIS_ANO3_iniciais.indd 4

2 INTERAÇÕES NUCLEARES FORTES E FRACAS RESOLVENDO O QUEBRA-CABEÇA NUCLEAR VEJA MAIS Equivalência entre massas e energia nas reações nucleares VEJA MAIS Como determinar a idade de múmias ou de telas de linho BOMBAS E USINAS NUCLEARES...61 FISSÃO NUCLEAR CONEXÃO Ciência e tecnologia a serviço da guerra BOMBAS NUCLEARES DE FISSÃO E FUSÃO USINAS NUCLEARES AS PARTÍCULAS ELEMENTARES E AS FORÇAS FUNDAMENTAIS...68 AS QUATRO FORÇAS FUNDAMENTAIS Partículas e antipartículas O Modelo Padrão Aceleradores de partículas Famílias radiativas naturais Energia nuclear: riscos, benefícios e uso militar Seria possível um "antivocê"? SUA PARTE SUA PARTE SUA PARTE SUA PARTE SUA PARTE SUA PARTE SUA PARTE SUA PARTE Estrutura da matéria e propriedades dos materiais...76 GASES, LÍQUIDOS E SÓLIDOS, E A RELAÇÃO ENTRE SUAS PROPRIEDADES FÍSICAS...76 OPACIDADE E CONDUTIVIDADE ELÉTRICA MATERIAIS SEMICONDUTORES E DISPOSITIVOS MICROELETRÔNICOS...80 CONDUTORES, ISOLANTES E SEMICONDUTORES DOPAGENS P E N DIODOS, LEDS, TRANSISTORES E CHIPS AS MOLÉCULAS DA VIDA E AS RADIAÇÕES...85 UTILIDADE E PERIGO DAS RADIAÇÕES CONEXÃO - Goiânia, rua TERAPIAS E DIAGNÓSTICOS RADIATIVOS VEJA MAIS Equipamentos de radiodetecção e unidades de doses radiativas AS RADIAÇÕES COMO VEÍCULO PARA O INTERIOR DA MATÉRIA Espelhos As radiações e a origem da vida Transparência e opacidade às radiações SUA PARTE SUA PARTE SUA PARTE UNIDADE 2 Toda a Física, hoje e através de sua história A Física como parte da cultura humana, tecnológica e científica...94 A FÍSICA NA TECNOLOGIA E A VISÃO DE MUNDO DE DIFERENTES ÉPOCAS CONEXÃO Uma história da Física A MECÂNICA DE GALILEU E NEWTON INAUGURA A BUSCA DE GENERALIZAÇÃO DA CIÊNCIA MODERNA TERMODINÂMICA E ELETROMAGNETISMO RELATIVIDADE E FÍSICA QUÂNTICA A PRESENÇA DA FÍSICA EM NOSSO COTIDIANO A RELAÇÃO DA FÍSICA COM A FILOSOFIA, A MATEMÁTICA E AS DEMAIS CIÊNCIAS FÍSICA E FILOSOFIA COC_FIS_ANO3_iniciais.indd 5

3 FÍSICA E MATEMÁTICA CONEXÃO - Equações de Maxwell Física e Química A Física como instrumento e as ciências híbridas VEJA MAIS O universo, a evolução da vida e a inter-relação das ciências A linha da Física Quanta tecnologia em um só dia! A Física e outras ciências SUA PARTE SUA PARTE SUA PARTE O estudo dos movimentos - A mecânica QUEDA LIVRE E LANÇAMENTOS DE PROJÉTEIS DE ARISTÓTELES A GALILEU E NEWTON QUEDA LIVRE VEJA MAIS Velocidade e aceleração LANÇAMENTOS VERTICAIS E OBLÍQUOS VEJA MAIS Composição de movimentos NEWTON E SUAS LEIS OS TRÊS PRINCÍPIOS VEJA MAIS Força resultante e velocidade VEJA MAIS A normal não é reação do peso A CONSERVAÇÃO DA QUANTIDADE DE MOVIMENTO A QUANTIDADE DE MOVIMENTO ANGULAR TAMBÉM SE CONSERVA Força e torque TRABALHO E ENERGIA CONEXÃO Motos-perpétuos TRABALHO E TRANSFORMAÇÕES DE ENERGIA VEJA MAIS Cálculos do trabalho VEJA MAIS Trabalho, energia e potência TRABALHO DA FORÇA RESULTANTE E VARIAÇÃO DA ENERGIA CINÉTICA O teorema da energia cinética O teorema da energia potencial COLISÕES E LEIS DE CONSERVAÇÃO Colisões perfeitamente elásticas Colisões parcialmente elásticas O coeficiente de restituição À procura de forças Choque entre diferentes massas SUA PARTE SUA PARTE SUA PARTE SUA PARTE SUA PARTE SUA PARTE SUA PARTE SUA PARTE SUA PARTE SUA PARTE SUA PARTE SUA PARTE O estudo do calor A termodinâmica TEMPERATURA E MOVIMENTO LEIS DA TERMODINÂMICA CALOR: ENERGIA EM TRÂNSITO VEJA MAIS Conversão entre as escalas A ESCALA KELVIN E O ZERO ABSOLUTO PROPRIEDADES TÉRMICAS DOS MATERIAIS CALOR ESPECÍFICO E CAPACIDADE TÉRMICA VEJA MAIS Determinação do calor específico do ferro COC_FIS_ANO3_iniciais.indd 6

4 Calor latente DILATAÇÃO TÉRMICA PROCESSOS DE TRANSFERÊNCIA DE CALOR MÁQUINAS, CALOR E TRABALHO CONEXÃO Máquina de Watt A MÁQUINA DE CARNOT E AS LEIS DA TERMODINÂMICA VEJA MAIS Nenhuma máquina é mais eficiente que a máquina imaginária de Carnot CLAUSIUS E O CONCEITO DE ENTROPIA Frescor, frescura e arrepios SUA PARTE SUA PARTE SUA PARTE SUA PARTE SUA PARTE SUA PARTE SUA PARTE O s campos de força clássicos - A gravitação e o eletromagnetismo DUAS CARGAS, UMA SÓ MASSA, ATRAÇÃO E REPULSÃO VEJA MAIS Processos de eletrização ARMAZENAGEM E CONSERVAÇÃO DA CARGA ELÉTRICA CONEXÃO O perigo de soltar pipa SEMELHANÇAS E DIFERENÇAS ENTRE FORÇAS ELÉTRICAS E GRAVITACIONAIS CONEXÃO Duas cargas elétricas e uma só carga gravitacional VEJA MAIS Forças que variam com o quadrado da distância A CONDUÇÃO DA CORRENTE ELÉTRICA O CAMPO ELETROMAGNÉTICO E SUAS ONDAS VEJA MAIS A unidade de corrente elétrica no SI e a lei de Ampère A IDEIA DE INTERAÇÕES POR MEIO DA IDEIA DE CAMPO Circuitos elétricos VEJA MAIS Corrente de deslocamento EMISSÃO E RECEPÇÃO DE ONDAS ELETROMAGNÉTICAS DISPOSITIVOS E EQUIPAMENTOS ELETRÔNICOS DISPOSITIVOS E EQUIPAMENTOS ÓPTICOS O QUE OS OLHOS VEEM Anatomia do globo ocular humano Olho reduzido Acomodação visual Defeitos visuais: ametropias INSTRUMENTOS PARA VER O QUE OS OLHOS NÃO VEEM Telescópios Microscópios Radiotelescópios, câmeras digitais, binóculos e telescópios orbitais Instrumentos que auxiliam os olhos a enxergar mais Leis da reflexão Espelhos planos Periscópios Acumulador de cargas elétricas SUA PARTE SUA PARTE SUA PARTE SUA PARTE SUA PARTE SUA PARTE Física quântica e relatividade EFEITO FOTOELÉTRICO E LUZ GRANULADA A DUALIDADE ONDA-PARTÍCULA ESPECTROS ÓPTICOS E O ÁTOMO DE BOHR A ESTRUTURA ATÔMICA DOS ELEMENTOS QUÍMICOS CONDUTORES, SEMICONDUTORES E ISOLANTES ELÉTRICOS COC_FIS_ANO3_iniciais.indd 7

5 TEORIA DA RELATIVIDADE OS LIMITES DA RELATIVIDADE DE GALILEU E NEWTON SE A VELOCIDADE DA LUZ É ABSOLUTA, TEMPO E ESPAÇO SÃO RELATIVOS VEJA MAIS - Dilatação do tempo VEJA MAIS Contração dos comprimentos A EQUIVALÊNCIA MASSA-ENERGIA A CURVATURA DO ESPAÇO TEMPO E OS BURACOS NEGROS CONEXÃO O espaço-tempo O fator de Lorentz e dilatação do tempo O fator de Lorentz e contração do comprimento SUA PARTE SUA PARTE SUA PARTE SUA PARTE SUA PARTE SUA PARTE SUA PARTE SUA PARTE SUA PARTE Energia, economia e meio ambiente O IMPACTO AMBIENTAL Efeito estufa e aquecimento global Chuva ácida Material particulado CONEXÃO Inversão térmica A utilização de recursos renováveis também traz impactos ao ambiente Poluição ambiental de origem energética, industrial e agrícola ALTERNATIVAS ENERGÉTICAS, CUSTOS E RISCOS Consumo de energia na história Petróleo e carvão mineral Energia nuclear CONEXÃO A bomba de fissão nuclear Fontes alternativas de energia CONEXÃO Fazendas eólicas ECONOMIA, SOCIEDADE E MATRIZ ENERGÉTICA CONEXÃO Consumo de energia em TEP Consumo de energia em diferentes países Consumo de energia no Brasil Matriz energética e sua relação com o desenvolvimento do país Vida em outro planeta? Como preservar a piracema? Energia e qualidade de vida Reservas de carvão mineral e de petróleo Energia e desenvolvimento Consumo de energia e faixa de renda Matriz energética Racionalizando o uso de energia SUA PARTE SUA PARTE SUA PARTE A aventura do conhecimento é um livro eternamente aberto, e nunca terminado CONEXÃO Como fazer uma análise dimensional SUA PARTE SUA PARTE Respostas às questões de múltipla escolha Sugestões de leitura Bibliografia COC_FIS_ANO3_iniciais.indd 8