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SIGNIFICADO DA FÍSICA

SIGNIFICADO DO COTIDIANO

LUZ

Se alguém lançar uma pedra sobre um local que contenha água parada, como uma piscina, perceberá a formação de circunferências que sairão do ponto onde a pedra atingiu a superfície da água.

Essa perturbação é uma onda, e nesse caso ela ocorreu em um meio material – a água.

O QUE É A LUZ?

Enquanto a água está parada não se observa nenhuma onda. É necessário ao menos uma perturbarção para que isso aconteça, resultando na foração da onda.

Na fotografia anterior foram observadas diversas ondas, posicionadas em fase uma ao lado da outra.

Quando as ondas estão em fase, seus topos formam uma frente de onda, que é o que comumente se chama de onda quando falamos do mar. É na frente de onda que costumam ficar os surfistas.

Uma forma simples de observar uma única onda consiste em fornecer pulsos a uma corda amarrada por uma de suas extremidades.

Dessa forma, temos que uma onda será o resultado de uma perturbação.

A luz também pode ser considerada uma onda, mas não uma onda mecânica, como a observada na corda e na água, mas sim uma onda eletromagnética, que é gerada pela oscilação de uma carga elétrica.

A luz emitida pelo Sol é um exemplo disso. Ela consegue chegar até a Terra mesmo havendo vácuo entre ambos.

Diferentemente das ondas mecânicas, as ondas eletromagnéticas não necessitam de um meio material para se propagar.

Uma onda é caracterizada por uma frequência, que indica quantas vezes ela oscila em um segundo, e também por um comprimento de onda (l), que mostra qual a distância que a onda percorre quando executa uma oscilação completa.

l

ll

RETILINEARIDADE: a luz se propaga naturalmente em linha reta (raio luminoso);

REVERSIBILIDADE: um raio luminoso não possui um sentido preferencial de propagação;

INDEPENDÊNCIA DOS RAIOS LUMINOSOS: um raio luminoso, ao cruzar com outro, não influencia em sua propagação.

ALGUMAS CARACTERÍSTICAS DA LUZ

R E V E R S I B I L I D A D E

I N D E P E N D Ê N C I A D O S R A I O S L U M I N O S O S

R E T I L I N E A R I D A D E

Durante muito tempo se pensou que a luz era transmitida instantaneamente de um ponto para outro, ou seja, ela teria uma velocidade infinita.

Entretanto, experimentos realizados principalmente entre os séculos XVII e XIX foram úteis na constatação de que, na realidade, a velocidade de propagação da luz é bastante o grande, porém é uma velocidade finita.

VELOCIDADE DA LUZ

O valor da velocidade da luz no vácuo, conhecido pela constante c, vale aproximadamente:

c ≈ 3 x 108 m/s = 300.000.000 m/s= 83.333.333 km/h

Por consequência disso, a luz proveniente do Sol demora cerca de 8 minutos para chegar até à Terra, isso porque nosso planeta está localizado, em média, a 150 milhões de quilômetros de distância.

Também pela velocidade da luz ser finita foi criada a unidade de comprimento ano-luz, que corresponde a distância percorrida pela luz em um ano, bastante útil na Astronomia:

1 ano-luz = 9.460.730.472.580,8 km

Dependendo do material sobre o qual um feixe de luz incide, ele poderá percorrer diferentes caminhos. Por esse motivo, os materias foram classificados por três diferentes maneiras quanto à transmissão da luz.

REAÇÃO DOS MATERIAIS À LUZ

MATERIAIS TRANSPARENTES: permitem que a maior parte da luz os atravesse, como podemos notar na água e no vidro, por exemplo;

MATERIAIS TRANSLÚCIDOS: uma parte da luz consegue atravessá-los, como vemos na folha de papel, mas em quantidade menor quando comparados aos materiais transparentes;

MATERIAS OPACOS: não permitem a transmissão da luz por sua estrutura. Comum à maioria dos materias, como observado nas paredes.

REFLEXÃO E REFRAÇÃO

A reflexão e a refração são os fenômenos ópticos mais comuns, mas mesmo assim permanecem entre os mais importantes.

Devido a eles diferentes eventos do cotidiano, sejam aqueles familiares ou outros que costumam passar despercebidos, podem ser formalmente explicados.

A reflexão ocorre quando a luz, ao encontrar determinado objeto, retorna para o mesmo lado do qual surgiu. Assim, a reflexão pode ocorrer tanto em meios trasparentes quanto meios translúcidos ou opacos.

Graças a reflexão que conseguimos enxergar nossa própria imagem nos espelhos, por exemplo.

AR

ÁGUA

Já na refração a luz consegue atravessar o objeto sobre o qual incide, porém se observa um desvio em sua trajetória. Por esse motivo a refração ocorre em meios transparentes ou translúcidos.

A refração é muito útil nos instrumentos ópticos que envolvem lentes, como microscópios, câmeras fotográficas e telescópios, assim como nos óculos.

Estima-se que há aproximadamente 4 bilhões de anos uma molécula teve a proeza de fazer cópias de si mesma. Logo suas descendentes ganharam capas de proteína para proteger seu material genético. Assim surgiram as primeiras células e, consequentemente, a vida na Terra.

VISÃO

Avançando muitíssimo no tempo, para 600 milhões de anos atrás, já existiam seres multicelulares que viviam na chamada sopa primordial, uma espécie de oceano que continha água e outras substâncias necessárias à vida. Esses pequenos seres se alimentavam de moléculas que ficavam soltas na sopa, mas a comida foi ficando rara e o jeito encontrado foi partir para outra prática: o canibalismo.

Na luta para conseguir o nutriente nosso de cada dia, esses seres conseguiram uma nova arma, algo que lhes permitia captar o movimento dos rivais a partir da luz que seus oponentes refletiam. Dessa forma surgiram os olhos e o cérebro, inicialmente em vermes semelhantes aos platelmintos.

Essencial à visão:

LUZOLHOS

CEREBRO´

O funcionamento da visão permaneceu cercada por dúvidas por muito tempo, pois pouco se sabia a respeito de seus mecanismos.

Por exemplo, não era sabido se a luz saia dos objetos e entrava em nossos olhos ou se ocorria exatamente o contrário, com luz sendo ejetadas por nossos olhos e encontrando os objetos.

Hoje se sabe que a luz entra em nossos olhos e que é devido a essa propriedade que podemos enxergar determinados objetos.

O OLHO HUMANO

Durante a visão, a luz atravessa a córnea, uma película transparente que envolve o globo ocular, e então entra nos olhos através da pupila, uma abertura presente na íris, a parte colorida dos olhos.

Após a luz chega ao cristalino, uma espécie de lente presente no interior do olho, onde será refrada, seguindo para a retina, a parte do fundo dos olhos, onde a imagem será formada.

A retina é coberta com inúmeras células sensíveis a luz. As informações por elas recebidas são enviadas por meio do nervo óptico até o cérebro, onde finalmente as imagens serão interpretadas.

Os meios de formação de imagens no olho humano serviram como modelo para o funcionamento de muitos instrumentos ópticos, como as câmeras fotográficas.

ILUSÕES DE ÓPTICA

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS:

GASPAR, A. (2006). Física: Volume Único. Ática. São Paulo.

HEWITT, P.G. (2009). Fundamentos de Física Conceitual. Bookman. Porto Alegre.

MÁXIMO, A.; ALVARENGA, B. (2009). Física: Volume 2. Scipione. São Paulo.

PIETROCOLA, M. et al (2010). Física em Contextos: Pessoal, Social e Histórico: Energia, Calor, Imagem e Som. FTD. São Paulo

CRÉDITOS DAS IMAGENS E ANIMAÇÕES:

A seguir estão relacioadas as fontes das imagens e animações e os slides nos quais foram utilizadas.

Autor: slides 06, 12, 14, 20, 22, 24, 40.

Buratto: slide 41. Disponível em <http://buratto.org/otica/ Duas93.html>. Acessado em 11 mai 2012.

Gelson - DCT: slide 37. Disponível em <http://gelson-dct.blogspot. com.br/2009/11/saiba-mais-sobre-o-olho-humano.html>. Acessado em 11 mai 2012.

How Stuff Works: slide 07. Disponível em <http://science.how stuffworks.com/science-vs-myth/everyday-myths/doppler-effect1.htm>. Acessado em 11 mai 2012.

Might Optical Illusion : slide 56. Disponível em <http://www .moillusions.com/2010/02/i-dont-wanna-see-a-spiral-part-i.html>. Acessado em 11 mai 2012.

Olha Isso: slide 23. Disponível em < http://olhaisso.net/tirinhas/turma-da-monica/espelho-espelho-meu/ >. Acessado em 11 mai 2012.

Optical Illusionist: slide 58. Disponível em <http://www.optical-illusionist.com/illusions/spinning-spiral-circle>. Acessado em 11 mai 2012.

Psych World: slide 60. Disponível em <http://www.psychworld .com/optical-illusion-of-the-week-snakes-ladybugs-and-flowers-2011-02>. Acessado em 11 mai 2012.

Sinfonia Científica: slide 39. Disponível em <http://sinfoniacientifica .blogspot.com.br/2010/06/transplante-de-celulas-tronco-restaura.html>. Acessado em 11 mai 2012.

Superinteressante: slide 44. Revista Superinteressante – Edição Especial: As Melhores Ilusões de ótica de Todos os Tempos. Edição 283-A, p. 30, out 2010. Abril. São Paulo.

Villiard: slide 32. Disponível em <http://www.villiard.com/blog/video-chat-et-chien>. Acessado em 11 mai 2012.

Wikipedia: slides 02, 08, 09, 11, 13, 15, 25, 27, 33, 35, 42, 43, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 57, 59.