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ÓPTICA – ONDAS - CALOR

Profº Wildson de Aragão

Fenômenos Ópticos

• Reflexão

• Refração

• Absorção

Refração da Luz

O Olho Humano

Formação de imagens no olho humano

Lentes Esféricas

Índice de refração do humor aquoso e do humor vítreo = 1,337. Índice de refração do cristalino = 1,436.

Defeitos de visão

Astigmatismo

Estrabismo

Catarata

A Retina

• Cones

• Bastonetes

• Daltonismo

ACÚSTICA

• Estudo do som

• Onda longitudinal

• Onda transversal

Velocidade do som:

v = 𝑬

µ

E = Elasticidade do meio;

µ = Densidade do meio.

Para o ar, Vsom = 340 m/s.

Características fisiológicas do som

• Altura

• Timbre

• Intensidade I = 𝛥𝐸

𝐴.𝛥𝑡 β = log

𝐼

𝐼𝑜

1 – (ENEM 2014) As lentes fotocromáticas escurecem quando expostas à luz solar por causa de reações químicas reversíveis entre uma espécie incolor e outra colorida. Diversas reações podem ser utilizadas, e a escolha do melhor reagente para esse fim se baseia em três principais aspectos: (i) o quanto escurece a lente; (ii) o tempo de escurecimento quando exposta à luz solar; e (iii) o tempo de esmaecimento em ambiente sem forte luz solar. A transmitância indica a razão entre a quantidade de luz que atravessa o meio e a quantidade de luz que incide sobre ele. Durante um teste de controle para o desenvolvimento de novas lentes fotocromáticas, foram analisadas cinco amostras, que utilizam reagentes químicos diferentes. No quadro, são apresentados os resultados. Considerando os três aspectos, qual é a melhor amostra de lente fotocromática para se utilizar em óculos? (A) 1 (B) 2 (C) 3 (D) 4 (E) 5

2 – (UFG 2011) Um médico, ao analisar o exame oftalmológico de um paciente, detectou que o globo ocular é mais alongado horizontalmente que o normal. Para a correção desse defeito visual, prescreveu o uso de óculos com lente divergente. O defeito visual e a justificativa para a escolha da lente são, respectivamente: (A) Astigmatismo – concentração de raios de luz em um único plano. (B) Catarata – compensação da distância entre o cristalino e a retina. (C) Hipermetropia – concentração de raios de luz em um único plano. (D) Presbiopia – compensação da distância entre o cristalino e a retina. (E) Miopia – Aumento da distância entre o cristalino e o ponto focal.

3 (ENEM 2009) - Sabe-se que o olho humano nao consegue diferenciar componentes de cores e ve apenas a cor resultante, diferentemente do ouvido, que consegue distinguir, por exemplo, dois instrumentos diferentes tocados simultaneamente. Os raios luminosos do espectro visivel, que tem comprimento de onda entre 380 nm e 780 nm, incidem na cornea, passam pelo cristalino e sao projetados na retina. Na retina, encontram-se dois tipos de fotorreceptores, os cones e os bastonetes, que convertem a cor e a intensidade da luz recebida em impulsos nervosos. Os cones distinguem as cores primarias: vermelho, verde e azul, e os bastonetes diferenciam apenas niveis de intensidade, sem separar comprimentos de onda. Os impulsos nervosos produzidos sao enviados ao cerebro por meio do nervo optico, para que se de a percepcao da imagem. Um individuo que, por alguma deficiencia, nao consegue captar as informacoes transmitidas pelos cones, percebera um objeto branco, iluminado apenas por luz vermelha, como A) um objeto indefinido, pois as celulas que captam a luz estao inativas. B) um objeto rosa, pois havera mistura da luz vermelha com o branco do objeto. C) um objeto verde, pois o olho nao consegue diferenciar componentes de cores. D)um objeto cinza, pois os bastonetes captam luminosidade, porem nao diferenciam cor. E) um objeto vermelho, pois a retina capta a luz refletida pelo objeto, transformando-a em vermelho.

4 (ENEM 2013) - Em um piano, o Dó central e a próxima nota Dó (Dó maior) apresentam sons parecidos, mas não idênticos. É possível utilizar programas computacionais para expressar o formato dessas ondas sonoras em cada uma das situações como apresentado nas figuras, em que estão indicados intervalos de tempo idênticos (T).

A razão entre as frequências do Dó central e do Dó maior é de:

(A) 1/2

(B) 2

(C) 1

(D) 1/4

(E) 4

5 (ENEM 2013) - Uma manifestação comum das torcidas em estádios de futebol é a ola mexicana. Os espectadores de uma linha, sem sair do lugar e sem se deslocarem lateralmente, ficam de pé e se sentam, sincronizados com os da linha adjacente. O efeito coletivo se propaga pelos espectadores do estádio, formando uma onda progressiva, conforme ilustração. Nessa ola mexicana, a frequência da onda, em hertz, é um valor mais próximo de (A) 0,3. (B) 0,5. (C) 1,0. (D) 1,9. (E) 3,7.

6 (ENEM 2013) Em viagens de avião, é solicitado aos passageiros o desligamento de todos os aparelhos cujo funcionamento envolva a emissão ou a recepção de ondas eletromagnéticas. O procedimento é utilizado para eliminar fontes de radiação que possam interferir nas comunicações via rádio dos pilotos com a torre de controle. A propriedade das ondas emitidas que justifica o procedimento adotado é o fato de

(A) terem fases opostas.

(B) serem ambas audíveis.

(C) terem intensidades inversas.

(D) serem de mesma amplitude.

(E) terem frequências próximas.

Fenômenos de Transporte TRANSMISSÃO DE CALOR

PROF WILDSON W DE ARAGAO

FÍSICA | CLIMA | AQUECIMENTO GLOBAL

CALOR

• Energia térmica em transito entre corpos a diferentes temperaturas.

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Agitação Molecular

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A agitação molecular de um corpo está relacionada a sua temperatura. O Calor flui do corpo de maior temperatura para o de menor temperatura, espontaneamente.

TRANSMISSÃO DE CALOR

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• Condução Térmica;

Predominante em sólidos;

O calor se propaga através das moléculas do sólido;

Lei da Condução Térmica

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• A Quantidade de Calor que atravessa o sólido por segundo é chamado de Fluxo de Calor.

(cal/s)

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Lei de Fourier

K = Coeficiente de condutibilidade térmica

A = Área de seção transversal do condutor

e = espessura do sólido

Coeficientes de Condutibilidade Térmica

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CONVECÇÃO TÉRMICA

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• Predominante em fluidos (líquidos ou gases). • Variação de densidade do fluido forma as

correntes de convecção.

• O fluido quente (menos denso) sobe. O fluido frio (mais denso) desce.

As correntes de convecção atuam até que toda a água esteja a mesma temperatura.

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Chaminé Geladeira Brisas marítimas e terrestres

As Brisas

Zonas de baixa pressão

7 (ENEM 2002) - Numa área de praia, a brisa marítima é uma consequência da diferença no tempo de aquecimento do solo e da água, apesar de ambos estarem submetidos às mesmas condições de irradiação solar. No local (solo) que se aquece mais rapidamente, o ar fica mais quente e sobe, deixando uma área de baixa pressão, provocando o deslocamento do ar da superfície que está mais fria (mar). À noite, ocorre um processo inverso ao que se verifica durante o dia. Como a água leva mais tempo para esquentar (de dia), mas também leva mais tempo para esfriar (à noite), o fenômeno noturno (brisa terrestre) pode ser explicado da seguinte maneira: (a) O ar que está sobre a água se aquece mais; ao subir, deixa uma área de baixa pressão, causando um deslocamento de ar do continente para o mar. (b) O ar mais quente desce e se desloca do continente para a água, a qual não conseguiu reter calor durante o dia. (c) O ar que está sobre o mar se esfria e dissolve-se na água; forma-se, assim, um centro de baixa pressão, que atrai o ar quente do continente. (d) O ar que está sobre a água se esfria, criando um centro de alta pressão que atrai massas de ar continental. (e) O ar sobre o solo, mais quente, é deslocado para o mar, equilibrando a baixa temperatura do ar que está sobre o mar.

Cadeia Meso Atlântica

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• Correntes de convecção no Atlântico devido à falha geológica.

• Afastamento dos continentes Sul Americano e Africano.

Fenda Meso Atlântica

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Inversão Térmica

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• Fenômeno atmosférico muito comum em grandes centros industrializados.

• O ar frio e denso é impedido de circular devido ao ar quente (menos denso).

• Processo natural. Intensificado devido a emissão de poluentes que ficam retidos no ar frio, causando danos à saúde.

Os Tornados

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• Fenômeno atmosférico tipicamente continental;

• Chegada de frentes frias em regiões onde o ar está mas quente e instável;

• Regiões com aspectos físicos favoráveis: Estados Unidos, Uruguai, Argentina, sul do Brasil, entre outros...

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1 - A massa de ar frio forma uma “tampa” sobre a massa de ar quente próxima ao solo, impedindo a formação de nuvens. Com a entrada de uma frente fria ou pelo aquecimento excessivo da faixa de ar próxima ao solo, o ar quente rompe a tampa e invade a massa de ar frio.

2 - O ar quente sobe e se expande, com velocidade que pode chegar a 250 km/h. A instabilidade na atmosfera pode fazer com que o movimento de expansão ocorra em forma espiral.

3 - Umidade condensada cai em forma de chuva. Com a evaporação, o tornado se forma abaixo da “tampa”, em área onde não há chuva. Ao contrário dos furacões, os tornados são compactos e de curta duração.

Formação de Nuvens

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• O vapor de água chega a atmosfera por convecção.

Ciclo Hidrológico

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IRRADIAÇÃO TÉRMICA

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8 (ENEM 2014) - Aquecedores solares usados em residências têm o objetivo de elevar a temperatura da água até 70 °C. No entanto, a temperatura ideal da água para um banho é de 30 °C. Por isso, deve-se misturar a água aquecida com a água à temperatura ambiente de um outro reservatório, que se encontra a 25 °C. Qual a razão entre a massa de água quente e a massa de água fria na mistura para um banho à temperatura ideal? (A) 0,111. (B) 0,125. (C) 0,357. (D) 0,428. (E) 0,833.

Obrigado!!

O ENEM é seu!

Sucesso!