ONDULATÓRIA – Extensivo Aula 29

Edson Osni Ramos (Cebola)

Física BDisciplina

Professor

Título

RADIAÇÕES ELETROMAGNÉTICAS

ONDA ELETROMAGNÉTICASempre que uma carga elétrica é acelerada ela emite campos elétricos e campos magnéticos oscilantes, que se propagam perpendicularmente entre si e apresentam todas as propriedades do movimento ondulatório, ou seja, a carga quando acelerada irradia “onda eletromagnética”.Assim, podemos dizer que “onda eletromagnética” é um “distúrbio” constituído pela propagação de campos elétricos e magnéticos.

EXPERIÊNCIA DE MAXWEL (1831 - 1879)

J. C. Maxwel provou matematicamente que o distúrbio eletromagnético, citado anteriormente, ao se propagar, apresenta todas as características de um movimento ondulatório, podendo sofrer reflexão, refração, difração e interferência, como qualquer onda.Maxwel provou que a velocidade de uma onda eletromagnética, no vácuo, é 3.108 m/s, resultado igual à velocidade da luz. Este fato levou-o a supor que a luz era uma onda eletromagnética.

A figura mostra campos elétrico e magnético, inter-relacionados, gerando perturbações eletromagnéticas (ondas) que oscilam continuamente.

Posteriormente, as experiências do alemão Heinrich R. Hertz (1857-1894) vieram a confirmar suas suposições.

EXPERIÊNCIA DE PLANCK (1858 - 1947)

Em 1900, Max Planck demonstrou que a energia transmitida por umaradiação eletromagnética é quantizada, ou seja, é transmitida em pequenos “pacotes” denominados de quantun ou fóton.Segundo Planck, a energia transmitida por um fóton é diretamente proporcional à freqüência da radiação.Assim:

E = h . f

Onde h = constante de Planck = 6,6.10-34J.s.

ESPECTRO

ELETROMAGNÉTICO

ONDAS DE RÁDIODescobertas por Hertz, em 1887, são geradas por elétrons oscilantes em um circuito elétrico, como ocorre em uma antena retransmissora submetida a corrente alternada.

Também podem ser geradas por partículas eletrizadas que se movimentam em campos magnéticos.

São usadas para comunicação à distância entre dois pontos não ligados fisicamente. São emitidas através de uma antena emissora e, posteriormente, captadas por uma antena receptora.

São utilizadas em transmissões radiofônicas, telefônicas, de televisão, de radar, de internet, etc.

MICRO-ONDAS

Micro-ondas são ondas eletromagnéticas com freqüências acima das ondas de rádio. São também usadas em telecomunicações

São usadas nas transmissões para satélites de comunicações porque atravessam facilmentea atmosfera terrestre, com menos interferência do que as ondas mais longas (de maiorcomprimento de onda) refletidas na ionosfera. Além disso, as microondas, devido às suasfreqüências maiores, permitem uma maior largura de banda do que as ondas de rádio, podendo transmitir mais informações, já que a quantidade de informações transmitidas éproporcional à freqüência da radiação.

O radar também usa radiação em microondas para detectar a posição, velocidade e outrascaracterísticas de objetos distantes.

Alguns serviços de acesso à Internet por rádio também usam micro-ondas, assim como TV a cabo e Internet de banda larga por cabo. Certas redes de telefonia celular móvel tambémusam as freqüências mais baixas das microondas.

Outra utilização são os chamados fornos de micro-ondas.

RAIOS INFRAVERMELHOS

São radiações eletromagnéticas com comprimento de onda entre 10-3 m e 10-6 m, (freqüências inferiores à da luz visível), emitidas por qualquer objeto a qualquer temperatura, sendo que, quanto maior a temperatura do corpo, maior a irradiação desses raios. Possuem freqüência inferior à da luz vermelha.

Essas radiações interagem com os corpos por elas atingidos, aquecendo-os.

Radiações infravermelhas de menor comprimento de onda podem impressionar películas fotográficas, sendo utilizadas nas chamadas “fotografias em infravermelho”, bastante usadas pelos satélites para fotografar determinadas partes de nosso planeta.

RAIOS ULTRAVIOLETAS

São radiações eletromagnéticas com comprimento de onda entre 10-7 m e 10-8 m, com freqüências acima do espectro luminoso visível ao ser humano.

Esses raios possuem a capacidade de facilitar determinadasreações químicas, como as que produzem a melanina, pig-

mento responsável pelo “bronzeado” da pele humana (sem-do usado nas “clínicas de bronzeamento artificial”).

Os raios ultravioletas, quando absorvidos pelo organismo humano, facilitam a produção da vitamina “D” pelo próprio organismo.

É por isso que os recém-nascidos devem tomar “banho de sol” diariamente, para não serem acometidos de uma doença chamada de raquitismo (doença caracterizada pela falta de vitamina “D” no organismo). Aliás, não só os recém-nascidos, mas todos nós.

Por ser uma radiação de freqüência razoavelmente alta e, por isso, bastante penetrantes, quando absorvidos em demasia os raios ultravioletas são nocivos aos seres humanos, podendo gerar “câncer” de pele e outros malefícios.

São usados, ainda, para esterilizar instrumentos cirúrgicos, etc.A seguir, o espectro luminoso da irradiação gerada a partir de uma lâmpada incandescente acesa.

Observe que a lâmpada emite muito mais radiação infravermelha do que luz visível, ou seja, emite muito mais calor do que luz.

RAIOS-X

São radiações eletromagnéticas com freqüência acima das ondas ultravioletas, cuja existência foi descoberta por Wilhelm C. Röntgen (1845-1923), em 1895, sendo que sua natureza permaneceu inexplicável durante 17 anos (daí o nome raio-X).Estes raios, cujos comprimentos de onda possuem entre 10-8 m e 10-12 m, são produzidos pela emissão de elétrons em tubos de vácuo, que, ao se chocarem com uma chapa metálica, tem parte de sua energia cinética transformada em energia que se propaga sob a forma de ondas eletromagnéticas de altas freqüências e pequenos comprimentos de onda.Quanto menor é seu comprimento de onda, maisos raios-X penetram na matéria.

O raio-X possui a propriedade de atravessar, com certa facilidade, materiais de baixa densidade (porexemplo, os músculos de um indivíduo) e de ser

absorvido por materiais de densidades maiores (por exemplo, os ossos de um indivíduo). Como não são constituídos de matéria, não são Desviados por campos elétricos e magnéticos.Possuem, ainda, a capacidade de ionizar facilmente massas gasosas.São largamente utilizados na medicina, na indústria, etc., e possuem a capacidade de impressionar facilmente chapas fotográficas. Sua absorção por organismos vivos pode trazer danos aos mesmos.

APLICAÇÕES DE RAIOS-X

Valise de viagem vista a partir de um emissor de raios-X -dispositivo de segurança usado em aeroportos).

Radiografia de tórax: aplicação de raios-X em exames diagnósticos.

A radioterapia pode ser efetuada com aplicação de raios-X ou de raios-gama, que são emitidos por fontes radioativas e são muito mais penetrantes que os raios-X.

RAIOS GAMA

São radiações de altíssima freqüência, emitidas por núcleos atômicos quando se desintegram (elementos radiativos).Os raios gama não são partículas eletrizadas (são ondas eletromagnéticas) e podem causar danos irreparáveis às células animais. Na explosão de uma arma nuclear há grande emissão dessas radiações.

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CORREÇÃO DE GABARITO DA APOSTILA 7

Questão 32 – resposta: 48

Questão 35 – resposta: 85 Hz