ARCO IRIS "Há mais mistérios entre o céu e a terra do que a vã filosofia dos homens possa imaginar" William Shakespeare MARÉS ECLIPSESFORMAÇÃO DAS ONDAS.

Apresentação em tema: "ARCO IRIS "Há mais mistérios entre o céu e a terra do que a vã filosofia dos homens possa imaginar" William Shakespeare MARÉS ECLIPSESFORMAÇÃO DAS ONDAS."— Transcrição da apresentação:

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2 ARCO IRIS "Há mais mistérios entre o céu e a terra do que a vã filosofia dos homens possa imaginar" William Shakespeare MARÉS ECLIPSESFORMAÇÃO DAS ONDAS DO MAR

3 O arco-íris é um fenômeno ótico causado pela refração da luz solar nas gotas de água (chuva) presentes na atmosfera. A refração divide a luz solar, branca, em espectros coloridos que caracterizam o arco-íris. O mesmo fenômeno pode ser reproduzido em outras situações através da refração de luz por um prisma de vidro. Todos os objetos apresentam um determinado índice de refração e as gotas de chuva também. Elas funcionam como se fossem um prisma natural, mas precisam ter um tamanho e formato certos para formar o arco-íris. A refração é o processo de desvio do feixe de luz que, ao passar de um meio material para outro (o ar, para a água da gota de chuva) sofre um atraso. Um lado da onda de luz desacelera primeiro que o outro, causando a separação das cores de acordo com a frequência. É isso que a gota de chuva faz com a luz. Ao passar do meio material do ar, para a água da gota de chuva, a luz sofre uma refração, desvia no interior da gota e depois sofre uma nova refração ao sair da gota de chuva. ARCO IRIS Quanto maior a frequência da cor da luz, maior será o desvio, pois menor será a velocidade dessa cor Ou seja: frequência da luz violeta > frequência da luz vermelha desvio da luz violeta > desvio da luz vermelha velocidade da luz violeta < velocidade da luz vermelha

4 THOMAS YOUNG E OS ARCOS SUPERNUMERÁRIOS Os chamados arcos supernumerários podem aparecer logo abaixo do arco principal. Na foto ao lado, com boa vontade dá para ver pelo menos dois deles. Por mais que os cientistas dos séculos 17 e 18 tentassem explicar esses arcos "espúrios" usando modelos com raios de luz, ninguém conseguia uma justificativa satisfatória. Tinha quem achasse que se tratava de uma ilusão de ótica. Outros diziam que eram devidos a impurezas na água das gotas. Até que, em 1803, o inglês Thomas Young resolveu o enigma. Young mostrou que os arcos supernumerários podiam ser explicados se a luz fosse considerada como uma onda e não como formada de partículas. Thomas Young era um ardente defensor da teoria ondulatória da luz, proposta anteriormente por Huyghens. Foi ele quem primeiro realizou a famosa experiência da luz passando por duas fendas, onde surgem faixas claras e escuras típicas da interferência de ondas. Na ocasião, Newton já tinha morrido, mas, seus seguidores não abriam mão do modelo corpuscular proposto pelo sábio inglês. Ondas, diferentemente de partículas, podem interferir umas com as outras e formarem regiões claras e escuras. Young mostrou que essa interferência pode explicar os arcos supernumerários. Nas palavras de Moisés Nussenzveig: "Dois raios com ângulos próximos ao ângulo do arco-íris seguem trajetórias quase idênticas e interferem construtivamente. Para ângulos maiores, os raios seguem caminhos bem diferentes. Quando a diferença é de meio comprimento de onda, a interferência é destrutiva. Para ângulos ainda maiores, os raios se reinforçam novamente. O resultado é uma variação periódica na intensidade da luz espalhada resultando em uma série de faixas claras e escuras".

5 Essa fotografia mostra um arco-íris emoldurando a casa onde Isaac Newton nasceu, no dia de natal de 1642, na Inglaterra. Ela foi tirada pelo Prof. Roy Bishop que teve sorte ou paciência para esperar essa interessante coincidência. É possível que ele quisesse homenagear Newton por ter explicado corretamente a mais espetacular característica do arco-íris, suas cores. Entretanto, bem visível na foto, está um intrometido arco supernumerário, atestando que mesmo os maiores gênios podem cometer erros.

6 Há milhares de anos os homens sabem que a Lua tem alguma relação com as marés. Antes do ano 100 a.C., o naturalista romano Plinio escreveu sobre a influência da Lua nas marés. No século XVII, Galileu também explicou as marés com base na atração lunar. Entretanto, se a atração lunar fosse a única causa das marés, deveríamos ter uma única “barriga” na face dos oceanos terrestres voltados para a Lua, como na figura abaixo: Nesse caso, devido ao movimento de rotação terrestre, teríamos apenas uma maré alta a cada 24 horas, em cada cidade. Entretanto, não é esse o comportamento observado para as marés em nosso cotidiano. AS MARÉS O entendimento completo dos fenômenos das marés só foi possível com o advento da lei da Gravitação Universal de Newton no séc XVII. Para um perfeito entendimento do fenômeno das marés, devemos atentar para alguns pontos chaves: * A Terra e a Lua giram em torno de um centro de massa comum do sistema Terra-Lua. Sendo a massa da Terra 81 vezes maior do que a massa da Lua, esses centro de massa encontra-se em um ponto no interior da Terra. * Quando a Terra gira ao redor desse centro de massa, o efeito CENTRÍFUGO empurra para longe desse centro de rotação toda a massa da Terra e dos oceanos. Quanto maior for a distância r da massa até o centro de rotação., maior é a força centrífuga mw 2 r. Esse efeito centrífugo produz uma enorme “barriga” em cada lado do equador terrestre., sendo a maior a “barriga” da face que não está voltada para a Lua, devido a essa porção de matéria estar a uma distância maior r do centro de rotação do sistema (centro de massa) e, assim, receber maior força centrífuga mw 2 r.

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8 * Adicionalmente, o efeito da atração GRAVITACIONAL exercido pela Lua atrai toda a água do planeta em direção à Lua. * A SUPERPOSIÇÃO desses efeitos produz “barrigas” praticamente idênticas em cada face da Terra, explicando assim, o comportamento das marés no litoral. Observe agora a sucessão de marés altas e baixas em Flamengus (cidade litorânea do Brasil onde moram as pessoas mais felizes de nosso país) (F) e no Japão, mostradas na figura abaixo, em intervalos de 6 h em 6 h (lembre-se que a Terra gira 90 0 a cada 6 h). MARÉ ALTA SIMULTANEAMENTE EM FLAMENGUS E NO JAPÃO MARÉ BAIXA SIMULTANEAMENTE EM FLAMENGUS E NO JAPÃO MARÉ ALTA SIMULTANEAMENTE EM FALMENGUS E NO JAPÃO MARÉ BAIXA SIMULTANEAMENTE EM FLAMENGUS E NO JAPÃO

9 O prof Ivã chama a tenção para alguns pontos que devemos estar atentos: * Sempre que for maré alta em Flamengus será maré alta no Japão. * Sempre que for maré baixa em Flamengus será maré baixa no Japão. * As marés altas e baixas em cada cidade se alternam a cada 6 h. * Cada cidade experimenta 2 marés altas e 2 marés baixas por dia (a cada 24 h). * As marés altas e baixas em cada cidade ocorrem em intervalos de 12 h. * As marés baixas em cada cidade ocorrem em intervalos de 12 h. A atração gravitacional extra exercida pelo Sol sobre os oceanos terrestres é cerca de 2,5 vezes menor do que a atração exercida pela Lua. Ainda assim, o Sol também colabora para o efeito das marés, embora em menor escala

10 . Quando o Sol e a Lua encontram-se alinhados, as marés altas são mais altas do que o normal, são as chamadas marés de sizígia, ou marés de águas vivas, como dizem os marujos.

11 MARÉS DE SIZÍGIA

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13 O fenômeno dos Eclipses pode ser compreendido quando um astro projeta a sua sombra em outro. A Lua é capaz de provocar um Eclipse Solar, quando ela fica entre a Terra e o Sol. Já um Eclipse Lunar é causado quando a Terra projeta uma sombra na Lua. Contudo, a impressão que fica é que sempre que existe uma Lua nova, ou cheia, acontece um eclipse. Isso não é verdade, pois o a Lua possui um eixo na sua órbita com relação ao alinhamento da Terra, que tem o valor de 5,2º. Desta maneira, somente em algumas ocasiões do ano, existe a coincidência de órbitas, podendo acontecer os eclipses solares somente em lua nova e eclipses lunares somente em lua cheia. ECLIPSES Em cada 18 anos e 11 dias há, em média, 70 eclipses, dos quais 29 são da Lua e 41 do Sol, e entre estes últimos 17 anulares e 10 totais. A inclinação da órbita da Lua com relação ao equador da Terra provoca o fenômeno da Lua nascer em pontos diferentes no horizonte a cada dia. Note que se não houvesse essa inclinação, todos os meses teríamos um Eclipse da Lua (na Lua Cheia) e um Eclipse do Sol (na Lua Nova).

14 O Eclipse solar só ocorre em fase de Lua nova e a sequência dos astros no céu é: SOL LUA TERRA

15 O Eclipse lunar só ocorre em fase de Lua cheia e a sequência dos astros no céu é: SOL TERRA LUA OS TIPOS DE ECLIPSES DA LUA:

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17 ECLIPSES SOLARES DURANTE O SÉCULO XXI HAVERÁ 68 eclipses totais do Sol. Destes, apenas 5 serão visíveis em alguma parte do território brasileiro. A tabela a seguir mostra suas datas e os estados que serão atravessados pela sombra da Lua.

18 O eclipse do Sol pode ser percebido com base nas ideias mostradas no quadro ao lado. O Sol é uma fonte extensa de luz e dessa forma produz sombras (umbras) e penumbras. Quem mora nas regiões de penumbras percebem o eclipse parcial do Sol e quem mora na região de sombra percebem o eclipse total do Sol.

19 FORMAÇÃO DAS ONDAS DO MAR Inicialmente o vento transfere energia para a água do mar e a onda vai se aproximando da praia onde a profundidade é menor. Quanto menor a profundidade, menor será a velocidade da onda. Assim, a parte de baixo da onda diminui a sua velocidade quando se aproxima da praia. A parte de cima (crista) continua seu movimento, por inércia, com a velocidade original. Assim, a crista se move para a frente em relação à base da onda. A velocidade de uma onda é dada pela expressão

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21 1) Marque V ou F. a) Em Salvador, assim como no Japão, ocorrem duas marés altas e duas marés baixas, por dia, alternando aproximadamente a cada 6h. b) Sempre que for maré alta em Salvador, simultaneamente terá maré alta no Japão. c) As marés altas em uma mesma cidade ocorrem a cada 12 h, em média, assim como as marés baixas. d) A atração gravitacional extra exercida pelo Sol sobre os oceanos terrestres é cerca de 2,5 vezes menor do que a atração exercida pela Lua. Ainda assim, o Sol também colabora para o efeito das marés, embora em menor escala. e) Na Lua Nova e na Lua Cheia, o Sol e a Lua encontram-se alinhados com a Terra. Nessas fases da Lua, as marés altas são mais altas do que o normal. São as chamadas marés de sizígia, ou marés de águas vivas, como dizem os marujos. f) As marés são explicadas basicamente pela atração exercida pela Lua e pelo Sol sobre os oceanos terrestres, aliada ao efeito centrífugo gerado pela rotação da Terra em torno do centro da Terra. 2) (ENEM) A figura abaixo mostra um eclipse solar no instante em que é fotografado em cinco diferentes pontos do planeta. EXERCÍCIOS DE TREINAMENTO FENÔMENOS DO CÉU E TERRRA Três dessas fotografias estão reproduzidas abaixo. As fotos poderiam corresponder, respectivamente, aos pontos: a) III, V e II. b) II, III e V. c) II, IV e III. d) I, II e III. d) I, II e V.

22 3) (UDESC SC- 2010) A maré é o fenômeno natural de subida e descida do nível das águas, percebido principalmente nos oceanos, causado pela atração gravitacional do Sol e da Lua. A ilustração a seguir esquematiza a variação do nível das águas ao longo de uma rotação completa da Terra. Considere as seguintes proposições sobre maré e assinale a alternativa incorreta. a) As marés de maior amplitude ocorrem próximo das situações de Lua Nova ou Lua Cheia, quando as forças atrativas, devido ao Sol e à Lua, se reforçam mutuamente. b) A influência da Lua é maior do que a do Sol, pois, embora a sua massa seja muito menor do que a do Sol, esse fato é compensado pela menor distância à Terra. c) A maré cheia é vista por um observador quando a Lua passa por cima dele ou quando a Lua passa por baixo dele. d) As massas de água que estão mais próximas da Lua ou do Sol sofrem atração maior do que as massas de água que estão mais afastadas, devido à rotação da Terra. e) As marés alta e baixa sucedem-se em intervalos de aproximadamente 6 horas. 4) (ENEM) Um grupo de pescadores pretende passar um final de semana do mês de setembro, embarcado, pescando em um rio. Uma das exigências do grupo é que, no final de semana a ser escolhido, as noites estejam iluminadas pela lua o maior tempo possível. A figura representa as fases da lua no período proposto. Considerando-se as características de cada uma das fases da lua e o comportamento desta no período delimitado, pode-se afirmar que, dentre os fins de semana, o que melhor atenderia às exigências dos pescadores corresponde aos dias a) 08 e 09 de setembro. b) 15 e 16 de setembro. c) 22 e 23 de setembro. d) 29 e 30 de setembro. e) 06 e 07 de outubro.

23 5) (ITA) Sabe-se que a atração gravitacional da Lua sobre a camada de água é a principal responsável pelo aparecimento das marés oceânicas. Considere as seguintes afirmativas: I – As massas de água próximas das regiões A e B experimentam marés altas simultaneamente. II - As massas de água próximas das regiões A e B experimentam marés opostas, isto é, quando A tem maré alta, B tem maré baixa e vice-versa. III – Durante o intervalo de tempo de um dia ocorrem duas marés altas e duas marés baixas. Entre estas afirmativas, é(são) correta(s) a) a afirmativa I b) a afirmativa II c) a afirmativa III d) as afirmativas I e II e) as afirmativas I e III Entrou no Brasil por Foz do Iguaçu e saiu para o Oceano Atlântico, sobre a divisa dos estados de Santa Catarina e Rio Grande do Sul ‖. (Revista Superinteressante. Ano 8, nº 10,Outubro, 1994, p. 46) Em relação ao fenômeno físico descrito no texto, julgue as afirmações como verdadeiras ou falsas. ( ) A Lua se coloca entre o Sol e a Terra, impedindo que a luz atinja uma parte da superfície terrestre. ( ) A Terra se coloca entre a Lua e o Sol, projetando sua sombra na Lua. ( ) No trecho onde passa a sombra, os observadores podem ver o eclipse parcial do Sol. ( ) O tempo estimado de duração do eclipse é de quatro minutos. ( ) Os eclipses são explicados geometricamente pelo princípio de propagação retilínea da luz. 6) (UFMT) O último eclipse total do sol neste século para o hemisfério sul aconteceu na manhã de 3 de novembro de 1994. Faltavam 15 minutos para as 10 h, na cidade de Foz do Iguaçu, no Paraná. Em qualquer dia normal, o sol da primavera já estaria brilhando bem acima do horizonte, mas esse não foi um dia normal (…) Durante o eclipse, a gigantesca sombra, com 200 km de diâmetro progrediu a 3000 km por hora do Oceano Pacífico para a América do Sul. 7) (UNEB) Os fenômenos de sombra mais notáveis que se podem observar são os eclipses. Quando a Terra se alinha entre o Sol e a Lua, esta última fica imersa na sombra projetada na Terra. Tem-se, nesse caso, um eclipse lunar, conforme a figura. O fenômeno descrito evidencia que:

24 8) (IFBA 2008.2) Sabe-se que a atração gravitacional do Sol (S) e a da Lua (L) determinam o nível do mar (M) a superfície da Terra (T). As figuras ao lado tentam representar, fora de escala, as posições relativas do Sol, da Lua, da Terra e do mar. As representações corretas do nível do mar, durante a Lua cheia e a Lua nova, são, respectivamente: a) IV e II b) III e I c) IV e I d) III e II e) I e III a) a Lua é uma fonte primária de luz b) a luz se propaga em linha reta em meios homogêneos e transparentes. c) os raios de luz emitidos pelo Sol sofrem refração, ao atingirem a Terra. d) os raios luminosos, ao passarem de um meio transparente para outro, sofrem dispersão. e) um eclipse parcial pode ser observado na Terra dos pontos situados na zona de sombra. 9) Acerca da decomposição da luz branca, estudada por Isaac Newton, pode-se inferir inúmeras situações. Abaixo, qual não é a correta: a) A decomposição da luz ocorre pelo fao de que o índice de refração dos meios materiais depende da frequência da luz incidente. b) Luz vermelha e luz azul viajam com mesma velocidade no vácuo. c) Dentro de um cristal de vidro, a luz verde é mais rápida que a luz azul. d) A decomposição da luz é um dos fenômenos responsáveis pela formação do arco-íris. e) O comprimento de onda da luz vermelha, no interior do vidro, é maior que o seu comprimento de onda no vácuo.