Ondulatria: Som, Luz e Fenmenos

Prof Roberto Filho

TEN Guilherme

Fontes de consulta: Para Viver Juntos Cap 7, Mdulos 2 e 3 Barros e Paulino Unid 2, Cap 10 e 11

OBJETIVOS DA AULA

Conhecer e caracterizar as ondas sonoras;

Conhecer e caracterizar as ondas luminosas;

Reconhecer os fenmenos ondulatrios bsicos e seus princpios;

Aplicar o conhecimento na resoluo de exerccios.

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O que som?

Onda mecnica e longitudinal, que se propaga em slidos, lquidos e gases e cuja frequncia varia de 20Hz a 20000Hz.

Ondas inferiores a 20Hz so chamadas de infrassnicas.

Ondas superiores a 20000Hz so chamadas de ultrassnicas.

Velocidade do som

A velocidade do som varia de um meio para outro ou em um mesmo meio, dependendo da presso, densidade e temperatura do meio.

Quanto mais prximas e mais agitadas estiverem as partculas no meio, mais rpido o som se propaga.

Caractersticas da onda sonora

Intensidade (volume): est relacionada com a amplitude da onda. Quanto maior a amplitude, mais forte ser o som. medida em Bel. A medida que a onda se afasta da fonte, sua energia se dispersa e sua amplitude diminui.

Obs.: A orelha humana precisa de uma energia mnima para vibrar, o limiar de audio (20dB), mas tambm suporta uma energia mxima, chamada limiar de dor (120dB).

Caractersticas da onda sonora

Altura (tom): est relacionada com a frequncia da onda, e nos permite diferenciar um som agudo de um grave.

Caractersticas da onda sonora

Timbre: est relacionada com a fonte sonora e o formato do pulso produzido. a caracterstica que nos permite diferenciar o som dos instrumentos.

Poluio sonora

Ocorre quando o rudo de fundo (som produzido pelos elementos de um ambiente) de um ambiente muito intenso.

Exerccios

Se voc colocar um despertador dentro de um recipiente de vidro fechado vai conseguir escutar o barulho. E se o ar for removido?

Qual caracterstica da onda sonora que permite distinguir duas notas emitidas com a mesma intensidade por dois instrumentos musicais diferentes?

O que luz?

Qualquer radiao eletromagntica perceptvel ao olho humano.

A luz se propaga como onda eletromagntica e como partcula, por meio de ftons.

A velocidade da luz no vcuo de aproximadamente 300000 Km/s, ou 3x105Km/s.

Espectro visvel

Ocorre entre o infravermelho (430 trilhes de Hz) e o ultravioleta (750 trilhes de Hz).

curto longo

molcula de gua protena vrus bactria clula

bola de baseball casa

campo de futebol

comp. de onda

(em metros)

tam. de um

comp. de onda

nome comum

da onda

fontes

freqncia

(Hz)

energia de

um fton

(eV)

baixa alta

ondas de rdio

micro-ondas

infravermelho ultravioleta vis

vel

raios-x duros

raios-x moles raios gama

cavidade

rf

forno

micro-ondas pessoas lmpadas mq. de raios-x

elementos radiativos

rdio FM

rdio AM radar

ALS

Corpos luminosos e iluminados

Luminosos: emitem luz que eles mesmos produzem.

Iluminados: emitem luz que eles refletem de outros corpos.

Tipos de meios pticos

Transparentes: permitem visualizao ntida de objetos.

Translcidos: permitem visualizao parcial dos objetos.

Opacos: no permitem visualizao dos objetos.

Princpios da propagao da luz

Princpio da propagao retilnea: em meios homogneos a luz se propaga em linha reta.

Princpio da reversibilidade: a trajetria dos raios no depende do sentido de propagao.

Princpio da independncia: cada raio de luz se propaga independentemente dos demais.

Fontes de luz

Pontual: fonte cujas dimenses so desprezveis.

Extensa: fonte cujas dimenses no so desprezveis.

Sombra e penumbra

A formao da sombra uma consequncia da propagao retilnea da luz.

O tamanho das sombras pode ser aplicado para a determinao da altura de objetos.

A luz de uma fonte pontual d origem apenas sombra (regio de escurido total).

Uma fonte extensa d origem sombra e penumbra (regio de escurido parcial situada ao redor da sombra), como ocorre no Eclipse Solar e no Eclipse Lunar.

Eclipse solar e Eclipse lunar

Exemplos

Cmara escura

uma inveno que aplica as leis da ptica para a construo de mquinas fotogrficas e projees cinematogrficas.

Fenmenos pticos

Modificaes na trajetria e no comportamento da luz em determinados meios:

1. Reflexo

2. Refrao

3. Disperso

4. Absoro

Reflexo

Pode ser regular (quando o feixe refletido mantm o formato do feixe incidente) ou difusa (quando o feixe refletido diferente do feixe incidente)

1 lei da reflexo: o feixe de luz incidente, a reta normal e o eixo de luz refletido esto no mesmo plano do espao

2 lei da reflexo: o ngulo incidente e o ngulo refletido tm sempre o mesmo valor

Refrao

A razo entre o seno do ngulo de incidncia (a1, entre i e N) e o seno do ngulo de refrao (a2, entre N e r) um valor constante, n21, ou ndice de refrao, que depende da frequncia da luz que atravessa os meios 1 e 2 e da natureza desses meios.

Disperso

a separao da luz branca em vrias cores, cada qual com uma frequncia diferente.

Absoro

a transformao da energia transmitida pela luz em outras formas de energia.

Exerccios

1 Se uma pessoa for pegar um peixe com arpo, ela deve atirar o arpo na posio em que v o peixe? Mais acima? Mais abaixo? Justifique.

2 Quando voc olha no espelho e v algum, essa pessoa, olhando para o espelho, vai ver voc? Explique.

3 Quando voc ouve uma orquestra, pode distinguir o som de todos os instrumentos. Qual o princpio da ondulatria equivale a essa propriedade das ondas sonoras? Justifique.

Exerccios para Casa

Barros e Paulino

Unidade 2

Cap 10 - pg 151 Nr 08 ao 13

Cap 11 - pg 164 Nr 01 ao 10

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