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22  luz e radiação eletromagnética
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22 luz e radiação eletromagnética

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  • 1. Ciências da Natureza e suas Tecnologias - Física Ensino Médio, 3ª SérieLuz e Radiação Eletromagnética
  • 2. Física, 3º AnoLuz e Radiação Eletromagnética LUZ Há tempos que o homem se preocupa com a luz e com a escuridão. A princípio, as únicas fontes de luz conhecidas eram o Sol, a Lua e as estrelas. Imagem: Luc Viatour / www.Lucnix.be / Creative Commons Attribution-Share Alike Imagem: Magnus Manske / Creative 3.0 Unported license. Imagem: ESA /Hubble / Creative Commons Commons Attribution 1.0 Generic license. Attribution-Share Alike 3.0 Unported license.
  • 3. Física, 3º AnoImagem: Elembis / Domínio Imagem: Panther40k / Creativepúblico Commons Attribution 2.0 Germany license. Luz e Radiação Eletromagnética surgem as lâmpadas e o laser. Imagem: 4028mdk09 / Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported license Imagem: Sledzik1984 / GNU Free Documentation License Com o surgimento do fogo, formas não naturais começam a ser usadas, tais como: as tochas , velas e lamparinas. Posteriormente, Imagem: David Falconer / United States Public domain
  • 4. Física, 3º AnoLuz e Radiação Eletromagnética A vida na Terra está baseada na presença da luz, sem ela seria impossível a sobrevivência do homem em nosso planeta. As plantas precisam da Luz para que ocorra a fotossíntese e, consequetemente, a produção de oxigênio Imagem: Mobentec / Creative Commons Attribution- Share Alike 3.0 Unported license As brisas e ventos são formados pelo aquecimento do ar. Imagem: Christian Frausto Bernal / Creative Commons Attribution-Share Alike 2.0 Generic license.
  • 5. Física, 3º AnoLuz e Radiação EletromagnéticaPara os filósofos gregos da antiguidade, que tinham uma visão atomística dascoisas, a luz seria formada de pequenas partículas( átomos ) que se soltavam dosobjetos penetrando em nossos olhos possibilitando a visão. As partículas de luzseriam uma espécie de miniatura dos objetos que saiam em todas as direções,essas partículas receberam o nome de simulacros ou eidola. Imagem: Micky Zlimen / Creative Commons Attribution- Imagem: Autor Desconhecido / Public Share Alike 2.0 Generic domain license.
  • 6. Física, 3º AnoLuz e Radiação Eletromagnética Já para a escola pitagórica , existia em cada um de nós um espécie de fogo interior que emitiria, através dos olhos, raios luminosos em direção ao objeto sendo refletido por ele e retornando ao nossos olhos. Esses raios de luz receberam o nome de quid. Imagem: Nadir Hashmi / CC BY-NC-ND 2.0) Imagem: Autor Desconhecido / Public domain
  • 7. Física, 3º AnoLuz e Radiação Eletromagnética A ideia que se tem hoje de Luz teve origem no pensamento de filósofos árabes que diziam que a luz tinha existência própria. Ela não dependia do objeto nem do olho humano. A luz dependeria da fonte luminosa 1- Fonte que emite luz( Fontes Luminosas) Imagem: Rrinsindika / Creative Commons Atribuição- Partilha nos Termos da Mesma Licença 3.0 Unported.
  • 8. Física, 3º AnoLuz e Radiação Eletromagnética 2- Fonte que desviam a luz ( objetos Iluminados) Commons CC0 1.0 Universal Public Imagem: Wurzelgnohm / Creative Domain Dedication. Mas o que realmente será a luz e de que ela é formada?
  • 9. Física, 3º AnoLuz e Radiação Eletromagnética Isaac Newton desenvolveu sua teoria baseada no fato da luz ser composta por partículas pequeninas que não poderiam ser vistas em sua unidade. Ele chamou essas partículas de corpúsculos de luz. A luz branca, que vinha do Sol, seria formada por diferentes corpúsculos de cores diferentes que, ao atravessarem um prisma, seriam desviados por forças diferentes separando-as . Imagem: Suidroot / GNU Free Documentation License
  • 10. Física, 3º AnoLuz e Radiação EletromagnéticaDurante o século XVII, um contemporâneo de Isaac Newton,Huygens, observou que dois feixes de luz, ao se cruzarem, nãosofriam desvios. Mas, se a luz era formada de partículas, como éque elas não sofriam colisões durante o cruzamento dos seusfeixes? Para explicar este fato, Huygens propôs que a luz seria constituída de perturbações do meio entre a fonte e o observador. A luz seria então uma onda. Imagem: Yoyokits / domínio público
  • 11. Física, 3º AnoLuz e Radiação Eletromagnética Chegamos então ao conceito contemporâneo de Luz; A Luz é uma energia radiante que causa a sensação de visão. Fonte de luz Objeto Iluminado Imagens: Clip Art´s do próprio Power Point.
  • 12. Física, 3º AnoLuz e Radiação Eletromagnética Mas o que vem a ser energia radiante? Energia Radiante são ondas eletromagnéticas. Segundo Maxwell Imagem: G. J. Stodart / domínio público Sempre que uma carga elétrica é acelerada, ela emite “ ou irradia uma onda eletromagnética, isto é, campos elétricos e magnéticos oscilantes, que se propagam no espaço, apresentando todas as propriedades de um movimento ondulatório.” James Clerk Maxwell (1831-1879)
  • 13. Física, 3º AnoLuz e Radiação Eletromagnética Com essa hipótese, Maxwell, generalizou, matematicamente, os princípios da eletricidade. A verificação experimental de sua teoria só foi possível quando se passou a considerar um novo tipo de onda, a chamada onda eletromagnética. Essa onda surge como consequência de dois efeitos: um campo magnético variável produz um campo elétrico, e um campo elétrico variável produz um campo magnético. Esses dois campos em constantes e recíprocas induções propagam-se no vácuo. Campo Elétrico Comp. De onda Direção de (E) propagaçãoFree Documentation LicenseImagem: SuperManu / GNU Campo Magnético ( B )
  • 14. Física, 3º AnoLuz e Radiação Eletromagnética As ondas eletromagnéticas são ondas transversais. Direção do movimento Onda das partículas Direção de propagação da onda Vale lembrar que ondas transversais são aquelas cuja direção de propagação é perpendicular à direção de vibração.
  • 15. Física, 3º AnoLuz e Radiação Eletromagnética A velocidade de propagação, no vácuo, de uma onda eletromagnética é 3.108 m/s. Commons - Atribuição - Partilha nos Imagem: Carlos Rosa PT / Creative Mesmos Termos 3.0 Não Adaptada A distância entre a Terra e Sol é de aproximadamente 150.000.000 km. A luz do Sol demora aproximadamente 8 minutos até chegar a Terra.
  • 16. Física, 3º AnoLuz e Radiação Eletromagnética É importante tomarmos consciência de que estamos imersos em ondas eletromagnéticas. Iniciando pelo Sol, a maior e mais importante fonte para os seres terrestres, cuja vida depende do calor e da luz recebidos através de ondas eletromagnéticas (1) Imagem: Ascánder / public domain
  • 17. Física, 3º AnoLuz e Radiação Eletromagnética Vamos lembrar o que é comprimento de onda e frequência! Imagem: Autor desconhecido / GNU Free Documentation License
  • 18. Física, 3º AnoLuz e Radiação Eletromagnética O comprimento de onda é a distância entre duas cristas consecutivas ou dois vales consecutivos.  = Comprimento de onda Imagem: Parakalo / GNU Free Documentation License
  • 19. Física, 3º AnoLuz e Radiação Eletromagnética O número de ciclos feito por um ponto vibrante em sua unidade de tempo chamamos de Frequência. F = n/Δt Quanto maior a frequência maior a energia armazenada na onda e menor o comprimento de onda.
  • 20. Física, 3º AnoLuz e Radiação Eletromagnética O espectro visível da luz é uma onda eletromagnética que, ao penetrar em nossos olhos, pode sensibilizar a retina e desencadear o mecanismo da visão. Imagem: NIH en:National Eye Institute / Public domain Imagem: Autor desconhecido / Public domain
  • 21. Física, 3º AnoLuz e Radiação Eletromagnética A luz visível possui uma faixa estreita de frequências que se estende aproximadamente de 4,5. 1014Hz (vermelho), a 7,5. 1014Hz (violeta) capaz de sensibilizar a visão. Essa faixa possui as sete cores fundamentais e podemos relacioná-las em ordem crescente de frequência, como: vermelho, alaranjado, amarelo, verde, azul, anil e violeta.
  • 22. Física, 3º AnoLuz e Radiação Eletromagnética Atenção!! 1-As radiações cujas frequências estão abaixo de 4,5. 1014Hz (luz vermelha) não são capazes de sensibilizar a retina, portanto, são invisíveis ao olho humano. Como, por exemplo, as ondas de TV e os raios infravermelhos 2- As radiações cujas frequências estão acima de 7,5. 1014Hz (luz violeta) também não são capazes de sensibilizar a retina, portanto, são invisíveis ao olho humano. Como, por exemplo, os Raios Ultravioleta e os Raios X
  • 23. Física, 3º AnoLuz e Radiação Eletromagnética Abaixo temos um modelo do espectro eletromagnético completo Imagem: Autor desconhecido / Public domain
  • 24. Física, 3º AnoLuz e Radiação Eletromagnética Atualmente, a forma de luz visível que causa grande encanto é o LASER. LASER é a junção das letras de “Ligh Amplification by Stimulated Emission of Radiation”, que em português quer dizer “amplificação da luz por emissão estimulada por radiação”. Imagem: Jeff Keyzer / Creative Commons Attribution Imagem: Autor desconhecido / Public domain 2.0 Generic license
  • 25. Física, 3º AnoLuz e Radiação Eletromagnética O laser possui características próprias: 1- A luz é monocromática (possui uma única cor); 2- A luz é coerente (emitida em uma única frequência); 3- A luz é colimada (os raios são quase paralelos); 4-Grande concentração de energia em pequena área. Attribution-Share Alike 3.0 Unported Imagem: ΒΟΥ / Creative Commons
  • 26. Física, 3º Ano Luz e Radiação Eletromagnética Em razão dessas características, o laser é muito aplicado nas cirurgias médicas, em pesquisas científicas, e nos leitores de CD e DVD. O laser de dióxido de carbono tem sido muito utilizado na indústria, pois possibilita um processo rápido de corte e solda de materiais. Imagem: Vincent1969 / Creative Commons Atribuição 2.5 GenéricaImagem: CMRF Crumlin / CreativeCommons Atribuição 2.0 Genérica. Imagem: Metaveld BV / Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported
  • 27. Física, 3º AnoLuz e Radiação Eletromagnética Exercício ou comparações Tente discutir algumas questões com seu aluno. 1- Leve para sala de aula um apontador laser e uma lâmpada incandescente vermelha. Use as duas fontes de luz e peça aos alunos que diferenciem as duas. 2- Leve um aparelho de som para a sala, ponha um CD para tocar, explicando, assim, a diferença entre a leitura do CD e a propagação do som.
  • 28. Tabela de ImagensSlide Autoria / Licença Link da Fonte Data do Acesso 2 Magnus Manske / Creative Commons Attribution http://commons.wikimedia.org/wiki/File:2002- 05/04/2012 1.0 Generic license. 08_Westerland_Sundown.jpg 2 Luc Viatour / www.Lucnix.be / Creative 05/04/2012 Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Full_M license. oon_Luc_Viatour.jpg 2 ESA/Hubble / Creative Commons Attribution- http://en.wikipedia.org/wiki/File:Starsinthesky.jp 05/04/2012 Share Alike 3.0 Unported license. g 3 Panther40k / Creative Commons Attribution 2.0 http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Torch.j 05/04/2012 Germany license. pg 3 4028mdk09 / Creative Commons Attribution- http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Einzeln 05/04/2012 Share Alike 3.0 Unported license e_Kerze.JPG 3 Elembis / Domínio público http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Light_b 05/04/2012 ulb_icon.svg?uselang=pt-br 3 Sledzik1984 / GNU Free Documentation License http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Vizual_ 05/04/2012 pokazy_laserowe_1.jpg 3 David Falconer / United States Public domain http://commons.wikimedia.org/w/index.php?titl 05/04/2012 e=File:THE_SETTING_SUN_AND_GLASS_LANTER N,_SYMBOLS_OF_SOLAR_ENERGY_AND_MANM ADE_LIGHTING,_ALONG_THE_OREGON_COAST_ NEAR_LINCOLN..._-_NARA_-_555471.tif&page=1 4 Mobentec / Creative Commons Attribution- http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Alpine_ 05/04/2012 Share Alike 3.0 Unported license Strawberry_Plant.jpg
  • 29. Tabela de ImagensSlide Autoria / Licença Link da Fonte Data do Acesso 4 Christian Frausto Bernal / Creative Commons http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Pinus_ 05/04/2012 Attribution-Share Alike 2.0 Generic license. devoniana_in_wind.jpg 5 Autor Desconhecido / Public domain http://en.wikipedia.org/wiki/File:Orange-fruit- 05/04/2012 2.jpg 5 Micky Zlimen / Creative Commons Attribution- http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Eye_m 05/04/2012 Share Alike 2.0 Generic license. acro.jpg 6 Micky Zlimen / Creative Commons Attribution- http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Eye_m 05/04/2012 Share Alike 2.0 Generic license. acro.jpg 6 Nadir Hashmi / Attribution-NonCommercial- http://www.flickr.com/photos/88528463@N00/ 05/04/2012 NoDerivs 2.0 Generic (CC BY-NC-ND 2.0) 2109614125/ 7 Rrinsindika / Creative Commons Atribuição- 05/04/2012 Partilha nos Termos da Mesma Licença 3.0 http://commons.wikimedia.org/wiki/File:..........s Unported. unset........jpg?uselang=pt-br 8 Wurzelgnohm / Creative Commons CC0 1.0 http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Moon_ 05/04/2012 Universal Public Domain Dedication. 35x.jpg?uselang=pt-br 9 Suidroot / GNU Free Documentation License http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Prism- 05/04/2012 rainbow.svg 10 Yoyokits / domínio público http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Huygen 05/04/2012 sDiffraction.jpg?uselang=pt-br 11 Clip Art´s do próprio Power Point. 05/04/2012 12 G. J. Stodart / domínio público http://commons.wikimedia.org/wiki/File:James_ 05/04/2012 Clerk_Maxwell.png?uselang=pt-br
  • 30. Tabela de ImagensSlide Autoria / Licença Link da Fonte Data do Acesso 13 SuperManu / GNU Free Documentation License http://en.wikipedia.org/wiki/File:Onde_electrom 05/04/2012 agnetique.svg 15 Carlos Rosa PT / Creative Commons - Atribuição - http://pt.wikipedia.org/wiki/Ficheiro:Sol_Terra_L 05/04/2012 Partilha nos Mesmos Termos 3.0 Não Adaptada ua.JPG 16 Ascánder / public domain http://en.wikipedia.org/wiki/File:The_Sun_with_ 05/04/2012 Prominence.jpg 17 Autor desconhecido / GNU Free Documentation 05/04/2012 License http://pt.wikipedia.org/wiki/Ficheiro:Onda.png 18 Parakalo / GNU Free Documentation License http://pt.wikipedia.org/wiki/Ficheiro:Comprime 05/04/2012 nto-de-onda.png 20 NIH en:National Eye Institute / Public domain http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Human 05/04/2012 _eye.jpg 20 Autor desconhecido / Public domain http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Espectr 05/04/2012 o_Electromagn%C3%A9tico.JPG 23 Autor desconhecido / Public domain http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Espectr 05/04/2012 o_Electromagn%C3%A9tico.JPG 24 Jeff Keyzer / Creative Commons Attribution 2.0 05/04/2012 Generic license http://en.wikipedia.org/wiki/File:Laser_play.jpg 24 Autor desconhecido / Public domain http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Starfire 05/04/2012 _Optical_Range_-_three_lasers_into_space.jpg 25 ΒΟΥ / Creative Commons Attribution-Share Alike http://commons.wikimedia.org/wiki/File:RGB_la 05/04/2012 3.0 Unported ser.jpg
  • 31. Tabela de ImagensSlide Autoria / Licença Link da Fonte Data do Acesso 26 Vincent1969 / Creative Commons Atribuição 2.5 http://commons.wikimedia.org/wiki/File:CDRO 05/04/2012 Genérica M.jpg?uselang=pt-br 26 Metaveld BV / Creative Commons Attribution- http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Laserko 05/04/2012 Share Alike 3.0 Unported p_van_Amada_FO- 4020NT_4kW_industriele_laser.jpg 26 CMRF Crumlin / Creative Commons Atribuição http://commons.wikimedia.org/wiki/File:RW_las 05/04/2012 2.0 Genérica. er.jpg?uselang=pt-br

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