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Ondas electromagneticas
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Ondas electromagneticas

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  • 1. ESCOLA SECUNDÁRIA de SAMPAIOCURSO DE EDUCAÇÃO E FORMAÇÃO DE ADULTOS (Nível Secundário de Educação)Ficha de validação de CompetênciasSOCIEDADE, TECNOLOGIA e CIÊNCIANúcleo Gerador - Sociedade, Tecnologia e CiênciaTema:ondas electromagnéticasAno Lectivo 2010/2011Nome do Formando TIAGOMARQUESINTRODUÇÃOÉ importante tomarmos consciência de como estamos imersos em ondas electromagnéticas. Iniciando peloSol, a maior e mais importante fonte para os seres terrestres, cuja vida depende do calor e da luz recebidosatravés de ondas electromagnéticas.Além de outras, recebemos também: a radiação electromagnética emitida, por átomos de hidrogénio neutroque povoam o espaço interestelar da nossa galáxia; as emissões na faixa de radiofrequências dos "quasares"(objectos ópticos que se encontram a enormes distâncias de nós, muito além de nossa galáxia, e queproduzem enorme quantidade de energia); pulsos intensos de radiação dos "pulsares" (estrelas pequenas cujadensidade média é em torno de 10 triliões de vezes a densidade média do Sol).Essas radiações são tão importantes que deram origem auma nova ciência, a Radioastronomia, que se preocupa emcaptar e analisar essas informações obtidas do espaçoatravés de ondas.Há ainda as fontes terrestres de radiação electromagnética:as estações de rádio e de TV, o sistema de telecomunicaçõesà base de microondas, lâmpadas artificiais, corpos aquecidose muitas outras.A primeira previsão da existência de ondas electromagnéticas foifeita, em 1864, pelo físico escocês, James ClerkMaxwell .Eleconseguiu provar teoricamente que uma perturbaçãoelectromagnética devia se propagar no vácuo com umavelocidade igual à da luz.E a primeira verificação experimental foi feita por HenrichHertz, em 1887. Hertz produziu ondas electromagnéticas pormeio de circuitos oscilantes e, depois, detectou-se por meio deoutros circuitos sintonizados na mesma frequência. Seu trabalhofoi homenageado posteriormente colocando-se o nome "Hertz" para unidade de frequência.ESPECTRO ELECTROMAGNÉTICOA palavra espectro (do latim "Spectrum", que significa fantasma ou aparição) foi usada por Isaac Newton, noséculo XVII, para descrever a faixa de cores que apareceu quando numa experiência a luz do Sol atravessouum prisma de vidro em sua trajectória.Actualmentechama-se espectro electromagnético à faixa de frequências e respectivos comprimentos deondas que caracterizam os diversos tipos de ondas electromagnéticas.As ondas electromagnéticas no vácuo têm a mesma velocidade, modificando a frequência de acordo comespécie e, consequentemente, o comprimento de onda.
  • 2. Fisicamente, não há intervalos no espectro. Podemos terondas de qualquer frequência que são idênticas na suanatureza, diferenciando no modo como podemos captá-las.Observe que algumas frequências de TV podemcoincidir com a frequência de FM. Isso permite algumasvezes captar uma rádio FM na televisão ou captar umcanal de TV num aparelho de rádio FM.CARACTERÍSTICAS DAS PRINCIPAIS RADIAÇÕESOndas de Rádio"Ondas de rádio" é a denominação dada às ondas desde frequências muito pequenas, até 1012 Hz , acima daqual estão os raios infravermelhos.As ondas de rádio são geradas por osciladores electrónicos instalados geralmente em um lugar alto, paraatingir uma maior região. Logo o nome "ondas de rádio" inclui os microondas, as ondas de TV, as ondascurtas, as ondas longas e as próprias bandas de AM e FM.Ondas de rádio propriamente ditas:As ondas de rádio propriamente ditas, que vão de 104 Hz a 107 Hz, têm comprimento de onda grande, o que permite que elas sejamreflectidas pelas camadas ionizadas da atmosfera superior(ionosfera).Estas ondas, além disso,têm a capacidade de contornar obstáculos como árvores, edifícios, de modo que é relativamente fácil captá-las num aparelho radiorreceptor.Ondas de TVAs emissões de TV são feitas a partir de 5x107 Hz (50 MHz) . É costume classificar as ondas de TV embandas de frequência (faixa de frequência), que são:VHF : very high frequency (54 MHz à 216 MHZ è canal 2 à 13)UHF : ultra-high frequency (470 MHz à 890 MHz è canal 14 à 83)SHF : super-high frequencyEHF : extremely high frequencyVHFI : very high frequency indeedAs ondas de TV não são reflectidas pela ionosfera, de modo que para estas ondas serem captadas a distânciassuperiores a 75 Km é necessário o uso de estações repetidoras.
  • 3. MicroondasMicroondas correspondem à faixa de mais alta frequência produzida por osciladores electrónicos.Frequências mais altas que as microondas só as produzidas por oscilações moleculares e atómicas.As microondas são muito utilizadas em telecomunicações. As ligações de telefone e programas de TVrecebidos "via satélite" de outros países são feitas com o emprego de microondas.As microondas também podem ser utilizadas para funcionamento de um radar. Uma fonte emite umaradiação que atinge um objecto e volta para o ponto onde a onda foi emitida. De acordo com a direcção emque a radiação volta pode ser descoberta a localização do objecto que reflectiu a onda.Luz visívelA luz (A) é formada pela união de várias cores: vermelho, laranja, amarelo, verde, azul, anil e violeta. É porisso que um prisma pode receber luz branca de um lado e produzir seu próprio mini-arco-íris do outro. Umprisma (B) é uma peça triangular de vidro ou plástico. Para produzir um pequeno arco-íris, deixe um feixe deluz estreito atingir um lado do triângulo.A dispersão de cores em um prisma acontece por causa do índice de refracção do vidro. Todo material temum índice de refracção diferente. Quando a luz entra em um material (por exemplo, quando a luz que viajapelo ar entra no vidro de um prisma), a diferença entre o índice refractivo do ar e do vidro faz que a luz securve. O ângulo de curvatura é diferente para os diversos comprimentos de onda da luz. Quando a luz brancase move através das duas faces do prisma, as diversas cores, com seus comprimentos diferentes, se dividem,formando um arco-íris.Em um arco-íris, as gotas de chuva no ar agem como pequenosprismas. A luz entra na gota de chuva, reflecte do outro lado da gota esai. Durante o processo, ela é dividida em um espectro assim comoacontece em um prisma triangular de vidro, desta forma:O ângulo entre o raio de luz que entra nas gotas e o que sai delas é de42º para o vermelho e de 40º para o violeta. Da próxima vez queencontrar um arco-íris, você irá observá-lo com outros olhos. Paraobter mais informações, confira Como funciona o arco-íris emhttp://ciencia.hsw.uol.com.br/arco-iris2.htm. fonte:(http://ciencia.hsw.uol.com.br/questao41.htm)Nosso olho só tem condições de perceber frequências que vão de 4,3x1014Hz a 7x1014, faixa indicada peloespectro como luz visível.Nosso olho percebe a frequência de 4,3x1014como a cor vermelha. Frequências abaixo desta não sãovisíveis e são chamados de raios infravermelhos, que têm algumas aplicações práticas.A frequência de 7x1014é vista pelo olho como cor violeta. Frequências acima desta também não são visíveise recebem o nome de raios ultravioleta. Têm também algumas aplicações.A faixa correspondente à luz visível pode ser subdividida de acordo com o espectro do esquema.
  • 4. Raios XOs raios X foram descobertos, em 1895, pelo físico alemão WilhelmRöntgen. Os raios X têm frequência altae possuem muita energia. São capazes de atravessar muitassubstâncias embora sejam detidos por outras, principalmente pelochumbo.Esses raios são produzidos sempre que um feixe de electrões dotadosde energia incidem sobre um obstáculo material. A energia cinéticado feixe incidente é parcialmente transformada em energiaelectromagnética, dando origem aos raios X.Os raios X são capazes de impressionar uma chapa fotográfica e sãomuito utilizados em radiografias, já que conseguem atravessar a pelee os músculos da pessoa, mas são retidos pelos ossos.Os raios X são também bastante utilizados no tratamento de doençascomo o cancro. Têm ainda outras aplicações: na pesquisa da estrutura da matéria, em Química, emMineralogia e noutros ramos.Raios GamaAs ondas electromagnéticas com frequência acima dados raios X recebe o nome de raios gama (g ).Os raios gama são produzidos por desintegração naturalou artificial de elementos radioactivos.Um material radioactivo pode emitir raios gama durantemuito tempo, até atingir uma forma mais estável.Raios gama de alta energia podem ser observadostambém nos raios cósmicos que atingem a alta atmosferaterrestre em grande quantidade por segundo.Os raios gama podem causar graves danos às células, demodo que os cientistas que trabalham em laboratório deradiação devem desenvolver métodos especiais dedetecção e protecção contra doses excessivas dessesraios.A partir da leitura do texto, responda às questões:1. Quais são as ondas que têm a capacidade de contornar obstáculos? Como é que se pode utilizar estacaracterística?as ondas que têm a capacidade de contornar obstáculos são as ondas que vão de e 104 Hz a 107 Hztêm comprimento de onda grandeo que permite que elas sejam reflectidas pelas atmosfera estasondas tem a capacidade de contornar obstáculos sendo assim mais fácil captá-lasno rádio2. É possível captar uma emissão de rádio no aparelho de televisão? Explique como."Ondas de rádio" é a denominação dada às ondas desde frequências muito pequenas, até 1012 Hz , asondas acima de 1012 Hz deixam de ser ondas de rádio e passa a raios infravermelhos. Comonem a tvnem o rádio passam os 1012 Hze ambos são aparelhos receptores e ambos recebem sinal através deondas de rádio é possível porque estão na mesma frequência3. As ondas de rádio incluem vários tipos de ondas electromagnéticas. Quais?As ondas de rádio incluem os microondas as ondas de TV as ondas curtasas ondas longas e as bandasde AM e FM.
  • 5. 4. Que ondas são mais utilizadas em comunicações?As ondas mais utilizadas em comunicações são ondas microondas.As ligações de telefone eprogramas de TV recebidos "via satélite" de outros países são feitas com o emprego de microondas.5. Que tipo de onda electromagnética é utilizada no radar? Explique como funciona o radar?No radar podem ser utilizadas ondas microondas. Um emissor emite uma radiação que atinge umobjecto e volta para o ponto onde foi emitida. Dependendo da direcção em que a radiação volta podeser descoberta a localização do objecto que reflectiu a onda.6. Explique como se forma o arco-íris.Para ser formado o arco-íris é preciso a luz branca do sol ser captada por uma gota de água daatmosfera a luz é reflectida na gota no seu interior e é novamente reflectida para fora da gota.Quando a luz atravessa uma superfície liquida como uma gota de água ou uma superfície sólidatransparente com por exemplo o gelo, a reflexão da luz faz aparecer o espectro de cores: violeta, anil,azul, verde, amarela, laranja e vermelho.7. Quais são as ondas mais perigosas para a saúde? E depois dessas?As ondas mais perigosas para a saúde são os raios gama, raios X e as ondas microondas.8. Comparadas com a luz visível, as microondas têm(A) velocidade de propagação menor no vácuo.(B) comprimento de onda menor.(C) frequência menor.(D) comprimento de onda igual.9. Analise cada uma das seguintes comparações relacionadas com ondas electromagnéticas e indique sesão verdadeiras (V) ou falsas (F).( ) Os tempos que a luz leva para percorrer as distâncias do Sol até a Terra e da Lua até a Terra sãoiguais.( ) No vácuo, as velocidades de propagação da luz e das microondas são iguais.( ) No vácuo, as frequências de todas as ondas electromagnéticas são iguais .Quais são, pela ordem, as indicações correctas?(A) V - V - F(B) V - F - V(C) F - V - F(D) F - V - V(E) F - F - V10. Em qual das alternativas as radiações electromagnéticas estão citadas na ordem crescente da energiadas ondas?(A) raios gama, luz visível, microondas(B) raios gama, microondas, luz visível(C) luz visível, microondas, raios gama(D) microondas, luz visível, raios gama(E) microondas, raios gama, luz visível

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