fÍsica terceiro ano fÍsica terceiro ano giovani. Óptica física lei de ampère: corrente...

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FÍSICA FÍSICA TERCEIRO TERCEIRO ANO ANO Giovani Giovani

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Page 1: FÍSICA TERCEIRO ANO FÍSICA TERCEIRO ANO Giovani. Óptica Física Lei de Ampère: Corrente elétrica (carga em movimento) gera campo magnético. Segundo Maxwell:

FÍSICAFÍSICA TERCEIROTERCEIRO ANO ANO

Giovani Giovani

Page 2: FÍSICA TERCEIRO ANO FÍSICA TERCEIRO ANO Giovani. Óptica Física Lei de Ampère: Corrente elétrica (carga em movimento) gera campo magnético. Segundo Maxwell:

Óptica FísicaÓptica FísicaLei de Ampère:Lei de Ampère:Corrente elétrica (carga em movimento) gera campo Corrente elétrica (carga em movimento) gera campo

magnético.magnético.Segundo Maxwell:Segundo Maxwell:Campo elétrico variável gera campo magnético.Campo elétrico variável gera campo magnético.

Lei de Faraday:Lei de Faraday:O fluxo (campo magnético) variável gera corrente O fluxo (campo magnético) variável gera corrente

(carga em movimento)(carga em movimento)Segundo Maxwell:Segundo Maxwell:Campo magnético variável gera campo elétrico.Campo magnético variável gera campo elétrico.

qqmovmov ΔEΔE ΔEΔE ΔEΔEΔBΔB ΔBΔB ......

Page 3: FÍSICA TERCEIRO ANO FÍSICA TERCEIRO ANO Giovani. Óptica Física Lei de Ampère: Corrente elétrica (carga em movimento) gera campo magnético. Segundo Maxwell:

Óptica FísicaÓptica Física

Onda eletromagnética Onda eletromagnética Exemplos de ondas eletromagnéticasExemplos de ondas eletromagnéticas•Ondas de rádio AM e FMOndas de rádio AM e FM•Ondas de TVOndas de TV•MicroondasMicroondas•InfravermelhoInfravermelho•Luz visívelLuz visível•UltravioletaUltravioleta•Raio XRaio X•Raio Raio γγ (gama) (gama)

qqmovmov ΔEΔE ΔEΔE ΔEΔEΔBΔB ΔBΔB ......

Os campos E e B são perpendiculares Os campos E e B são perpendiculares

Page 4: FÍSICA TERCEIRO ANO FÍSICA TERCEIRO ANO Giovani. Óptica Física Lei de Ampère: Corrente elétrica (carga em movimento) gera campo magnético. Segundo Maxwell:

Luz é uma das onda Luz é uma das onda eletromagnéticaeletromagnética

A luz, como qualquer onda, tem uma velocidade que A luz, como qualquer onda, tem uma velocidade que depende do meio. A maior velocidade da luz é no depende do meio. A maior velocidade da luz é no vácuo (c=300.000.000m/s). Nos meios materiais a vácuo (c=300.000.000m/s). Nos meios materiais a

luz propaga-se com uma velocidade menor. luz propaga-se com uma velocidade menor.

Nos meios materiais quanto menor a freqüência da Nos meios materiais quanto menor a freqüência da onda eletromagnética, maior sua velocidade.onda eletromagnética, maior sua velocidade.

Page 5: FÍSICA TERCEIRO ANO FÍSICA TERCEIRO ANO Giovani. Óptica Física Lei de Ampère: Corrente elétrica (carga em movimento) gera campo magnético. Segundo Maxwell:

Óptica FísicaÓptica FísicaESPECTRO ELETROMAGNÉTICOESPECTRO ELETROMAGNÉTICO

V = f . V = f . λλ

Page 6: FÍSICA TERCEIRO ANO FÍSICA TERCEIRO ANO Giovani. Óptica Física Lei de Ampère: Corrente elétrica (carga em movimento) gera campo magnético. Segundo Maxwell:

Interferência da luzInterferência da luzEm 1803 Tomas Young realizou uma experiência Em 1803 Tomas Young realizou uma experiência

que comprovou que a luz sofre interferência. que comprovou que a luz sofre interferência.

Óptica FísicaÓptica Física

A luz A luz proveniente de proveniente de

uma fonte passa uma fonte passa por duas fendas por duas fendas e posteriormente e posteriormente

incide em um incide em um anteparo.anteparo.

FonteFonte

Dupla Dupla fendafenda

AnteparoAnteparo

Page 7: FÍSICA TERCEIRO ANO FÍSICA TERCEIRO ANO Giovani. Óptica Física Lei de Ampère: Corrente elétrica (carga em movimento) gera campo magnético. Segundo Maxwell:

Young verificou que na região do anteparo que recebe ondas luminosas de ambas as fendas

apareciam regiões claras (iluminadas) e manchas pretas (ausência de luz) formando as

franjas de interferência.

Para que exista Para que exista interferência da luz é interferência da luz é

necessário que as necessário que as ondas estejam em ondas estejam em

concordância de fase concordância de fase (fontes (fontes coerentescoerentes))

Óptica FísicaÓptica FísicaInterferência da luzInterferência da luz

Interferência Interferência construtivaconstrutiva

Interferência Interferência destrutivadestrutiva

Page 8: FÍSICA TERCEIRO ANO FÍSICA TERCEIRO ANO Giovani. Óptica Física Lei de Ampère: Corrente elétrica (carga em movimento) gera campo magnético. Segundo Maxwell:

Polarização da luzPolarização da luz

Óptica FísicaÓptica Física

O fenômeno O fenômeno da polarização da polarização

consiste em fazer consiste em fazer a onda vibrar na a onda vibrar na

direção dos pólos direção dos pólos de um polarizador de um polarizador e sendo absorvida e sendo absorvida

nas demais. nas demais.

Page 9: FÍSICA TERCEIRO ANO FÍSICA TERCEIRO ANO Giovani. Óptica Física Lei de Ampère: Corrente elétrica (carga em movimento) gera campo magnético. Segundo Maxwell:

Polarização da luzPolarização da luz

Óptica FísicaÓptica Física

Somente pode ser polarizada onda Somente pode ser polarizada onda transversal.transversal.

A imagem ao lado mostra A imagem ao lado mostra duas lentes polaróides duas lentes polaróides sobrepostas em duas sobrepostas em duas posições distintas. No posições distintas. No

segundo caso tem-se uma segundo caso tem-se uma polarização completa da luz.polarização completa da luz.

Page 10: FÍSICA TERCEIRO ANO FÍSICA TERCEIRO ANO Giovani. Óptica Física Lei de Ampère: Corrente elétrica (carga em movimento) gera campo magnético. Segundo Maxwell:

DifraçãoDifraçãoDifração é o Difração é o fenômeno fenômeno pelo qual uma pelo qual uma onda é onda é distorcida por distorcida por um obstáculo.um obstáculo.

Óptica FísicaÓptica Física

O som contorna o obstáculo!O som contorna o obstáculo!

Page 11: FÍSICA TERCEIRO ANO FÍSICA TERCEIRO ANO Giovani. Óptica Física Lei de Ampère: Corrente elétrica (carga em movimento) gera campo magnético. Segundo Maxwell:

A difração é tanto maior quanto:A difração é tanto maior quanto:Maior o comprimento de ondaMaior o comprimento de onda

Óptica FísicaÓptica FísicaDifração da luzDifração da luz

Menor a abertura da fendaMenor a abertura da fenda

λλ

λλ

Page 12: FÍSICA TERCEIRO ANO FÍSICA TERCEIRO ANO Giovani. Óptica Física Lei de Ampère: Corrente elétrica (carga em movimento) gera campo magnético. Segundo Maxwell:

Para ser evidenciada a difração a onda deve ter Para ser evidenciada a difração a onda deve ter o comprimento de onda na mesma ordem de o comprimento de onda na mesma ordem de

grandeza da abertura da fenda grandeza da abertura da fenda Para perceber a difração da luz a fenda deverá Para perceber a difração da luz a fenda deverá

ser muito estreita (pequenos orifícios).ser muito estreita (pequenos orifícios). A luz difrata menos que o som, pois tem menor A luz difrata menos que o som, pois tem menor

comprimento de onda.comprimento de onda. A luz vermelha difrata mais que o violeta, pois A luz vermelha difrata mais que o violeta, pois

tem maior comprimento de onda.tem maior comprimento de onda.

Difração da luzDifração da luz

Óptica FísicaÓptica Física

Page 13: FÍSICA TERCEIRO ANO FÍSICA TERCEIRO ANO Giovani. Óptica Física Lei de Ampère: Corrente elétrica (carga em movimento) gera campo magnético. Segundo Maxwell:

(UFSM-93)(UFSM-93) As cores que observam em As cores que observam em uma bolha de sabão exposta à luz do uma bolha de sabão exposta à luz do sol são explicadas pelo fenômeno de sol são explicadas pelo fenômeno de ______________ da luz.______________ da luz.

a)a)reflexãoreflexão

b)b)refraçãorefração

c)c) difraçãodifração

d)d) interferênciainterferência

e)e)polarizaçãopolarização

xx

Page 14: FÍSICA TERCEIRO ANO FÍSICA TERCEIRO ANO Giovani. Óptica Física Lei de Ampère: Corrente elétrica (carga em movimento) gera campo magnético. Segundo Maxwell:

(PEIES 99)(PEIES 99) Uma experiência que mostra a Uma experiência que mostra a polarização da luz está confirmando que ela é polarização da luz está confirmando que ela é uma onda:uma onda: a) de comprimento constante a) de comprimento constante b) de freqüência constante b) de freqüência constante c) longitudinal c) longitudinal d) transversal d) transversal e) mecânica e) mecânicaxx

Page 15: FÍSICA TERCEIRO ANO FÍSICA TERCEIRO ANO Giovani. Óptica Física Lei de Ampère: Corrente elétrica (carga em movimento) gera campo magnético. Segundo Maxwell:

(PEIES 02)(PEIES 02) Ocorre fenômeno de difração da luz em uma Ocorre fenômeno de difração da luz em uma fenda simples, porque:fenda simples, porque: a) a luz altera sua freqüência quando passa pela fenda a) a luz altera sua freqüência quando passa pela fenda b) a luz muda seu comprimento de onda quando passa b) a luz muda seu comprimento de onda quando passa pela fendapela fenda c) a largura da fenda é muito maior que o comprimento c) a largura da fenda é muito maior que o comprimento de onda da luzde onda da luz d) a largura da fenda tem valor próximo ao do d) a largura da fenda tem valor próximo ao do comprimento de onda da luzcomprimento de onda da luz e) a luz está polarizada e) a luz está polarizada  

xx

Page 16: FÍSICA TERCEIRO ANO FÍSICA TERCEIRO ANO Giovani. Óptica Física Lei de Ampère: Corrente elétrica (carga em movimento) gera campo magnético. Segundo Maxwell:

Dualidade da luzDualidade da luz

Segundo Newton (1704) a luz era formada por pequenas partículas ou corpúsculos, cuja massa eram diferentes para cada cor.

Segundo Young (1801) a luz era onda pois sofria interferência. Fresnell (1815) compartilhava desta ideia provando a difração da luz e da mesma forma Land (1838) que mostrou a polarização.

Segundo Huygens (1657) a luz era uma onda que fazia vibrar um meio chamado de “éter luminífero”.

Page 17: FÍSICA TERCEIRO ANO FÍSICA TERCEIRO ANO Giovani. Óptica Física Lei de Ampère: Corrente elétrica (carga em movimento) gera campo magnético. Segundo Maxwell:

Em 1887 Hertz verificou que quando a Em 1887 Hertz verificou que quando a radiação ultravioleta incidia sobre um metal radiação ultravioleta incidia sobre um metal esse ficava levemente positivo. Por envolver esse ficava levemente positivo. Por envolver luz (foto em latim) e eletricidade chamou tal luz (foto em latim) e eletricidade chamou tal fenômeno de EFEITO FOTOELÉTRICO fenômeno de EFEITO FOTOELÉTRICO

Efeito fotoelétricoEfeito fotoelétrico

Naquela ocasião Hertz não conseguiu encontrar Naquela ocasião Hertz não conseguiu encontrar nenhuma explicação plausível para tal fenômeno.nenhuma explicação plausível para tal fenômeno.

Em 1905 Einstein monta um experimento para Em 1905 Einstein monta um experimento para entender melhor o efeito fotoelétrico. entender melhor o efeito fotoelétrico.

Page 18: FÍSICA TERCEIRO ANO FÍSICA TERCEIRO ANO Giovani. Óptica Física Lei de Ampère: Corrente elétrica (carga em movimento) gera campo magnético. Segundo Maxwell:

Efeito fotoelétricoEfeito fotoelétrico

Experiência Experiência realizada por Einstein realizada por Einstein

em 1905em 1905

Page 19: FÍSICA TERCEIRO ANO FÍSICA TERCEIRO ANO Giovani. Óptica Física Lei de Ampère: Corrente elétrica (carga em movimento) gera campo magnético. Segundo Maxwell:

Efeito fotoelétricoEfeito fotoelétricoExperiência realizada por Einstein em 1905Experiência realizada por Einstein em 1905

A teoria ondulatória diz que:A teoria ondulatória diz que:- o - o número de elétrons número de elétrons

arrancados depende da arrancados depende da frequência frequência da luz e não da da luz e não da intensidade.intensidade.

- a - a energia cinética energia cinética dos dos elétrons arrancados depende elétrons arrancados depende da da intensidade intensidade e não da e não da frequência da radiação.frequência da radiação.

O experimento mostrou que:O experimento mostrou que:- o - o número de elétrons número de elétrons

arrancados depende da arrancados depende da intensidade intensidade da luz e não da da luz e não da freqüência.freqüência.

- a - a energia cinética energia cinética dos dos elétrons arrancados depende elétrons arrancados depende da da freqüência freqüência e não da e não da intensidade.intensidade.

Page 20: FÍSICA TERCEIRO ANO FÍSICA TERCEIRO ANO Giovani. Óptica Física Lei de Ampère: Corrente elétrica (carga em movimento) gera campo magnético. Segundo Maxwell:

Efeito fotoelétricoEfeito fotoelétricoConclusões da experiênciaConclusões da experiência

O experimento permitiu Einstein concluir que: O experimento permitiu Einstein concluir que: A luz deve ser interpretada com se fosse A luz deve ser interpretada com se fosse

formada por partículas cada qual com energia formada por partículas cada qual com energia E=h.f E=h.f Quando estas partículas de luz (chamadas fóton) Quando estas partículas de luz (chamadas fóton)

atingem a superfície do metal arrancam elétrons deste. atingem a superfície do metal arrancam elétrons deste. A energia para arrancar o elétron é W (chamada A energia para arrancar o elétron é W (chamada

função trabalho). O excedente de energia transforma-função trabalho). O excedente de energia transforma-se em cinética. se em cinética.

A energia cinética EA energia cinética EC C dos elétrons arrancados é:dos elétrons arrancados é:

EEcc = h.f - w = h.f - w

EEfotonfoton = W + E= W + Ecc

Page 21: FÍSICA TERCEIRO ANO FÍSICA TERCEIRO ANO Giovani. Óptica Física Lei de Ampère: Corrente elétrica (carga em movimento) gera campo magnético. Segundo Maxwell:

Luz: partícula-ondaLuz: partícula-ondaO experimento de Einstein evidencia que a luz não se O experimento de Einstein evidencia que a luz não se

comporta como onda neste caso.comporta como onda neste caso.E concluiu que a luz tem comportamento dual:E concluiu que a luz tem comportamento dual:

Comporta-se como onda para interferência, Comporta-se como onda para interferência, polarização e difração.polarização e difração.

Comporta-se como partícula (fóton) para efeito Comporta-se como partícula (fóton) para efeito fotoelétrico e efeito Compton.fotoelétrico e efeito Compton.

-2,28-2,28

-4,41-4,41

EcEc

ff

Ec = h.f - wEc = h.f - w

Page 22: FÍSICA TERCEIRO ANO FÍSICA TERCEIRO ANO Giovani. Óptica Física Lei de Ampère: Corrente elétrica (carga em movimento) gera campo magnético. Segundo Maxwell:

(UFSM 00) (UFSM 00) A interferência da luz na experiência de A interferência da luz na experiência de Young mostra que a luz:Young mostra que a luz: a) tem comportamento ondulatório a) tem comportamento ondulatório b) tem comportamento de partícula b) tem comportamento de partícula c) é uma onda longitudinal c) é uma onda longitudinal d) tem comportamento eletromagnético d) tem comportamento eletromagnético e) é composta de fótons e) é composta de fótons

xx

SoluçãoSolução::A luz tem comportamento dual:A luz tem comportamento dual:Comporta-se como onda para interferência, polarização Comporta-se como onda para interferência, polarização

e difração.e difração.Comporta-se como partícula (fóton) para efeito Comporta-se como partícula (fóton) para efeito

fotoelétrico e efeito Compton.fotoelétrico e efeito Compton.

Page 23: FÍSICA TERCEIRO ANO FÍSICA TERCEIRO ANO Giovani. Óptica Física Lei de Ampère: Corrente elétrica (carga em movimento) gera campo magnético. Segundo Maxwell:

(PEIES 07)(PEIES 07) Analise as afirmativas: Analise as afirmativas:I - O efeito fotoelétrico NÃO pode ser explicado se a luz I - O efeito fotoelétrico NÃO pode ser explicado se a luz é descrita por um modelo ondulatório.é descrita por um modelo ondulatório.II - A polarização SÓ pode ser explicada se a luz é II - A polarização SÓ pode ser explicada se a luz é descrita por um modelo ondulatório.descrita por um modelo ondulatório.III - A expressão “dualidade onda-partícula” significa III - A expressão “dualidade onda-partícula” significa que, em escala microscópica, onda e partícula que, em escala microscópica, onda e partícula significam a mesma coisa.significam a mesma coisa.Está(ão) correta(s)Está(ão) correta(s) a) apenas I a) apenas I b) apenas II b) apenas II c) apenas III c) apenas III d) apenas I e II d) apenas I e II e) I, II e III e) I, II e IIIxx

Solução: Solução: I I II II III III