Unidade 7 Ondas, som e luz
ONDA É uma perturbação ou oscilação que se propaga pelo meio (ar, água, sólido) e no vácuo (ondas eletromagnéticas). Ex: Abalos sísmicos, ondas do mar, ondas de radio, luz e som.
CARACTERÍSTICAS DA ONDA Amplitude: altura da crista em relação ao eixo de oscilação. Comprimento de onda: distância entre dois vales ou duas cristas consecutivas. Período: Tempo necessário para que ocorra uma oscilação completa. Frequência: número de oscilações completas que uma onda realiza em um intervalo de tempo. 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 energia transportada pela onda sonora. É como se fosse o volume do som. É medida em debibéis (Db) Quanto maior a amplitude da onda maior a intensidade do som. Quanto maior a intensidade sonora, maior o risco de lesão auditiva.
Altura: são os graves (baixos) (altos). Sons graves têm frequências menores Sons agudos têm frequências maiores e agudos A voz dos homens é geralmente grave, com frequência de 100 a 200 Hz. Já a das mulheres é aguda, com frequência de 200 a 400 Hz. Timbre: Qualidade que nos permite diferenciar por exemplo 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 mesma velocidade: aprox. 300 000 km/s. Essa é a maior velocidade possível no Universo. 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 luz no vácuo = Maior do Universo! Ao se propagar em meios 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 curto e 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 visão porque a forma dos olhos compromete seu desempenho. Felizmente, a maioria desses problemas 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 mecanismos de visão, o ser humano criou instrumentos capazes de nos tornar aptos a enxergar além do que os olhos conseguem ver...
Ilusões de Óptica