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FÍSICA ONDAS Colégio Estadual Dom Helder Câmara Física - 3º Ano

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Apresentação em tema: "FÍSICA ONDAS Colégio Estadual Dom Helder Câmara Física - 3º Ano"— Transcrição da apresentação:

1 FÍSICA ONDAS Colégio Estadual Dom Helder Câmara Física - 3º Ano
Prof.(a) Cristiane B. Pinheiro de Oliveira 2014

2 INTRODUÇÃO São movimentos oscilatórios que se propagam num meio, transportando apenas energia, sem transportar matéria.

3 Precisa de um Meio Material para propagar –se.
NATUREZA DAS ONDAS Ondas mecânicas: São aquelas originadas pela deformação de uma região de um meio elástico e que, para se propagarem, necessitam de um meio material. Ex: onda na superfície da água, ondas sonoras, ondas numa corda tensa, etc. As ondas mecânicas não se propagam no vácuo. Precisa de um Meio Material para propagar –se. Ex: Som

4 Precisa de um meio material para se propagar
Mais exemplos de: Ondas Mecânicas Som Onda em corda Onda em mola Ondas na água Precisa de um meio material para se propagar

5 Não precisa de um Meio Material para se propagar .
NATUREZA DAS ONDAS Ondas eletromagnéticas: São aquelas originadas por cargas elétricas oscilantes. Ex: ondas de rádio, ondas de raios X, ondas luminosas, etc. As ondas eletromagnéticas propagam-se no vácuo. Não precisa de um Meio Material para se propagar . Ex: Luz

6 Ondas Eletromagnéticas
Mais exemplos de: Freqüência Maior Poder de Penetração Ondas de Rádio Microondas Ondas Eletromagnéticas Infra-vermelho Luz Visível Ultra-violeta Raios X Maior Poder de Contornar Obstáculos Raios γ Comprimento de Onda Não precisam de um meio material para se propagar

7 CLASSIFICAÇÃO DAS ONDAS
Ondas unidimensionais: Quando se propagam numa só direção. Ex.: uma perturbação numa corda. Ondas bidimensionais: Quando se propagam ao longo de um plano Ex.: ondas na superfície da água. Ondas tridimensionais: Quando se propagam em todas as direções. Ex.: ondas sonoras.

8 CLASSIFICAÇÃO DAS ONDAS
UNIDIMENSIONAIS BIDIMENSIONAIS TRIDIMENSIONAIS

9 TIPOS DE ONDAS Onda transversal A vibração do meio é perpendicular à direção de propagação. Onda longitudinal A vibração do meio ocorre na mesma direção que a propagação.

10 TESTANDO O CONHECIMENTO!
São exemplos de ondas os raios X, os raios gama, as ondas de rádio, as ondas sonoras e as ondas de luz. Cada um desses cinco tipos de onda difere, de algum modo, dos demais. Qual das alternativas apresenta uma afirmação que diferencia corretamente o tipo de onda referido das demais ondas acima citadas? a) Raios X são as únicas ondas que não são visíveis. b) Raios gama são as únicas ondas transversais. c) Ondas de rádio são as únicas ondas que transportam energia. d) Ondas sonoras são as únicas ondas longitudinais.

11 ELEMENTOS DAS ONDAS Crista de onda – O ponto mais alto da onda.
Vale de onda – O ponto mais baixo da onda.  Comprimento de onda: é o tamanho de uma onda, que pode ser medida em três pontos diferentes: de crista a crista, do início ao final de um período ou de vale a vale. É representada no SI pela letra grega lambda (λ) Amplitude: é a “altura” da onda, é a distância entre o eixo da onda até a crista. Quanto maior for a amplitude, maior será a quantidade de energia transportada.

12 ELEMENTOS DAS ONDAS λ λ λ Crista Crista A A Nó Nó Nó Nó Nó A A Vale
COMPRIMENTO DE ONDA: Distância percorrida durante 1 oscilação completa!

13 ELEMENTOS DAS ONDAS

14 CARACTERÍSTICAS DAS ONDAS

15 CARACTERÍSTICAS DAS ONDAS
Velocidade: todas as ondas possuem uma velocidade, que sempre é determinada pela distância percorrida, sobre o tempo gasto. Nas ondas, essa equação fica: V = λ .f

16 TESTANDO O CONHECIMENTO!
1. Uma onda harmônica propaga-se em uma corda longa de densidade constante com velocidade igual a 400 m/s. A figura a seguir mostra, em um dado instante, o perfil da corda ao longo da direção x. Calcule a frequência dessa onda λ V = λ .f 400 = 0,5 . f f = 400/0,5 f = 800 Hz

17 TESTANDO O CONHECIMENTO!
2. A figura representa uma onda periódica que se propaga numa corda com velocidade v = 10 m/s. Determine a frequência dessa onda e a amplitude. 3. Um conjunto de ondas periódicas transversais , de frequência 20 Hz, propaga-se em uma corda. A distância entre uma crista e um vale adjacente é de 2m. Determine: a) o comprimento de onda; b) a velocidade da onda. V = λ .f 10 = 5 . f f = 10/5 f = 2Hz A = 2m a) λ = 2+2 = 4m b) V = λ .f V= = 80 Hz

18 TESTANDO O CONHECIMENTO!
4. Num tanque pequeno a velocidade de propagação de uma onda é de 0,5 m/s. Sabendo que a frequência do movimento é de 10 Hz, calcule o comprimento da onda. 5. Determine o comprimento de onda de uma estação de rádio que transmite em 1000 kHz. Usar Vs (velocidade do som) = 350m/s. 6. Uma onda se propaga ao longo de uma corda com frequência de 60 Hz, como ilustra a figura. a) Qual a amplitude da onda? b) Qual o valor do comprimento de onda? C) Qual a velocidade de propagação dessa onda? V = λ .f 0,5 = λ.10 λ = 0,5/10 λ = 0,05m Vs = λ .f 340 = λ λ = 340/ λ = 0,00034 m c) V = λ .f V = V = 900 m/s a) A = 10m b) λ = 15m

19 Ondas eletromagnéticas
Ondas eletromagnéticas - são uma combinação de um campo elétrico e de um campo magnético, que se propagam numa mesma direção porém em planos perpendiculares, através do espaço transportando energia. Se pudéssemos ver as ondas eletromagnéticas que viajam a nossa volta, aperceber-nos-íamos de que vivemos imersos num mar repleto destas ondas.

20 Ondas eletromagnéticas
As ondas electromagnéticas propagam-se, no vácuo, com a velocidade da luz, ou seja, cerca de km/s e na superfície terrestre com uma velocidade muito próxima a esta. Exemplos: Radiação solar Comunicações com satélites

21 Espectro Electromagnético
Espectro Electromagnético é classificado normalmente pelo comprimento da onda e frequência, como a radiação gama, os raios X, os raios ultravioleta, a luz visível, a radiação infravermelha, as microondas as ondas de rádio.

22 Até meados dos século passado o espectro eletromagnético conhecido estendia-se desde o infravermelho até ao ultravioleta, hoje sabemos que é bem mais vasto, indo dos raios cósmicos até às ondas de rádio.

23 Raios Gama As radiações gama são as mais energéticas e com menor comprimento de onda. Possuem elevado poder penetrante, podendo mesmo atravessar a Terra de um lado ao outro. Um único fotão de raios gama tem energia suficiente para poder ser detectado; o seu comprimento de onda é tão pequeno que se torna extremamente difícil observar o seu comportamento ondulatório. Fontes desta radiação: A radiação gama provém de substâncias radioativas como o urânio e plutónio.

24 Aplicações: 1- A radiação gama é utilizada no tratamento de tumores cancerígenos, porque destrói às células malignas. O problema está em que se destrói também as células sãs. É preciso muita perícia na sua utilização. Atualmente, ainda não se sabe o limite de energia que os raios Gama podem conter.

25 Raios X Os raios X foram descobertos pelo físico alemão William Roentgen ( ) em A descoberta dos raios X, em virtude das suas propriedades espectaculares, teve um impacto extraordinário em todo o mundo civilizado. Propriedades - atravessar materiais de baixa densidade, como por exemplo os nossos músculos, e de serem absorvidos por materiais de densidade mais elevada, como os ossos do nosso corpo.

26 Aplicações: 1 - Devido ao seu poder penetrante, que depende das substâncias onde incidem, são utilizados para examinar, por exemplo, ossos e dentes. - Radiografias

27 2 - Os funcionários da segurança dos aeroportos usam os raios X para examinar as bagagens dos passageiros (os objectos metálicos são mais opacos aos raios X, sendo por isso vistos por contraste). 3 - Na industria metalúrgica (na detecção de minúsculos defeitos, fissuras ou inclusões de materiais nas soldaduras metálicas) e nas instituições e empresas que estudam a idade e técnicas, utilizadas nas pinturas antigas e investigam se certas obras são falsas.

28 Raios Ultravioletas A região dos raios ultravioletas foi descoberta por Johann Wilhelm Ritter ( ). Parte importante da luz que o Sol envia para a Terra é luz ultravioleta. Os raios ultravioleta têm energia suficiente para ionizar os átomos do topo da atmosfera, criando assim a ionosfera – são muito perigosos para o Homem. Felizmente o ozonio existente na atmosfera absorve o que poderia constituir feixes letais de ultravioleta.

29 O olho humano não consegue ver facilmente no ultravioleta porque a córnea absorve-o particularmente para pequenos comprimentos de onda, enquanto que o cristalino absorve mais fortemente para comprimentos de onda maiores. Alguns animais, como por exemplo as abelhas e os pombos, reagem aos ultravioletas. Fontes desta radiação: O Sol, as estrelas e as lâmpadas de mercúrio

30 Aplicações: 1 - Devido ao seu intenso efeito químico, esta radiação produz alterações químicas na pele humana, levando ao seu escurecimento. Uma exposição excessiva à luz ultravioleta pode provocar o câncer da pele. 2 - A grande atividade química das radiações ultravioletas confere-lhes poder bactericida, sendo aproveitado na esterilização de alguns produtos.

31 Luz visível Newton foi o primeiro a reconhecer que a luz branca é constituída por todas as cores do espectro visível e que o prisma não cria cores por alterar a luz branca, como se pensou durante séculos, mas sim por dispersar a luz, separando-a nas suas cores constituintes.

32 O detetor humano olho-cérebro percepciona o branco como uma vasta mistura de frequências normalmente com energias semelhantes em cada intervalo de frequências. É este o significado da expressão "luz branca" - muitas cores do espectro sem que nenhuma predomine especialmente.

33 Comprimento de onda (nm)
Muitas distribuições diferentes podem parecer brancas uma vez que o olho humano não é capaz de analisar a luz em frequência do mesmo modo que o ouvido consegue analisar o som. A cor não é uma propriedade da luz mas sim uma manifestação eletroquímica do sistema sensorial - olhos, nervos, cérebro. Com rigor dever-se-ia dizer, por exemplo, "a luz que é vista como amarela" e não "luz amarela". Cor Comprimento de onda (nm) Frequência (1012 Hz) vermelho laranja amarelo verde azul violeta

34 Raios laser – emite luz visível como as lâmpadas mas com algumas características especiais:
Lâmpada o calor fornece energia aos átomos e estes perdem essa energia de um modo desordenado produzindo uma luz branca. Laser este processo é diferente – a energia é perdida de um modo ordenado e preciso. Todos os átomos descarregam no mesmo instante emitindo uma radiação bem determinada.

35 Raios Infravermelhos Fontes desta radiação:
Qualquer corpo quente é produtor de infravermelhos. ex.: o Sol, os aquecedores eléctricos e carvão em brasa, os ferros eléctricos, os vulcões, todos os animais de sangue quente (ser Humano).

36 Micro-ondas Fontes desta radiação:
O espaço esta repleto deste tipo de radiação. O Homem também sabe produzir e utilizar estas ondas em eletrodomésticos. Aplicações: 1 - Uma vez que os comprimentos de onda capazes de penetrar na atmosfera terrestre variam entre aproximadamente 1 cm e 30 metros, as micro-ondas têm interesse para a comunicação com veículos espaciais, bem como para a rádio astronomia.

37 2 - Nos fornos de micro-ondas a energia destas ondas aumenta a agitação das moléculas de água que existem nos alimentos (quanto mais água tiver um alimento mais rapidamente ele aquece neste tipo de fornos). 3 - A transmissão de conversas telefónicas e de televisão, a orientação de aviões, estudo da origem do Universo, aberturas de portas de garagem e estudo da superfície do planeta são algumas aplicações das micro-ondas.

38 Ondas de rádio Fontes desta radiação:
Estas ondas são habitualmente produzidas em circuitos eletrônicos. Também são emitidas por Estrelas e Galáxias.

39 FONTES http://www.oocities.org/br/saladefisica8/ondas/introducao.htm


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