FÍSICA TERCEIRO ANO Giovani

Óptica Física qmov Lei de Ampère: Corrente elétrica (carga em movimento) gera campo magnético. Segundo Maxwell: Campo elétrico variável gera campo magnético. Lei de Faraday: O fluxo (campo magnético) variável gera corrente (carga em movimento) Campo magnético variável gera campo elétrico. qmov ...  ΔE  ΔB  ΔE  ΔB  ΔE 

Óptica Física qmov Onda eletromagnética ...  ΔE  ΔB  ΔE  ΔB  ΔE  Exemplos de ondas eletromagnéticas Ondas de rádio AM e FM Ondas de TV Microondas Infravermelho Luz visível Ultravioleta Raio X Raio γ (gama) Os campos E e B são perpendiculares

Luz é uma das onda eletromagnética A luz, como qualquer onda, tem uma velocidade que depende do meio. A maior velocidade da luz é no vácuo (c=300.000.000m/s). Nos meios materiais a luz propaga-se com uma velocidade menor. Nos meios materiais quanto menor a freqüência da onda eletromagnética, maior sua velocidade.

Óptica Física ESPECTRO ELETROMAGNÉTICO V = f . λ

Óptica Física Interferência da luz Em 1803 Tomas Young realizou uma experiência que comprovou que a luz sofre interferência. A luz proveniente de uma fonte passa por duas fendas e posteriormente incide em um anteparo. Fonte Dupla fenda Anteparo

Óptica Física Interferência da luz 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 interferência da luz é necessário que as ondas estejam em concordância de fase (fontes coerentes) Interferência construtiva Interferência destrutiva

Óptica Física Polarização da luz O fenômeno da polarização consiste em fazer a onda vibrar na direção dos pólos de um polarizador e sendo absorvida nas demais.

Somente pode ser polarizada onda transversal. Óptica Física Polarização da luz A imagem ao lado mostra duas lentes polaróides sobrepostas em duas posições distintas. No segundo caso tem-se uma polarização completa da luz. Somente pode ser polarizada onda transversal.

O som contorna o obstáculo! Óptica Física Difração Difração é o fenômeno pelo qual uma onda é distorcida por um obstáculo. O som contorna o obstáculo!

Óptica Física Difração da luz A difração é tanto maior quanto: Maior o comprimento de onda λ Menor a abertura da fenda

A luz difrata menos que o som, pois tem menor comprimento de onda. Óptica Física Difração da luz Para ser evidenciada a difração a onda deve ter o comprimento de onda na mesma ordem de grandeza da abertura da fenda Para perceber a difração da luz a fenda deverá ser muito estreita (pequenos orifícios). A luz difrata menos que o som, pois tem menor comprimento de onda. A luz vermelha difrata mais que o violeta, pois tem maior comprimento de onda.

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

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

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

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

Efeito fotoelétrico Em 1887 Hertz verificou que quando a radiação ultravioleta incidia sobre um metal esse ficava levemente positivo. Por envolver luz (foto em latim) e eletricidade chamou tal fenômeno de EFEITO FOTOELÉTRICO Naquela ocasião Hertz não conseguiu encontrar nenhuma explicação plausível para tal fenômeno. Em 1905 Einstein monta um experimento para entender melhor o efeito fotoelétrico.

Experiência realizada por Einstein em 1905 Efeito fotoelétrico Experiência realizada por Einstein em 1905

Experiência realizada por Einstein em 1905 Efeito fotoelétrico Experiência realizada por Einstein em 1905 A teoria ondulatória diz que: - o número de elétrons arrancados depende da frequência da luz e não da intensidade. - a energia cinética dos elétrons arrancados depende da intensidade e não da frequência da radiação. O experimento mostrou que: - o número de elétrons arrancados depende da intensidade da luz e não da freqüência. - a energia cinética dos elétrons arrancados depende da freqüência e não da intensidade.

Ec = h.f - w Efeito fotoelétrico Efoton = W + Ec Conclusões da experiência O experimento permitiu Einstein concluir que: A luz deve ser interpretada com se fosse formada por partículas cada qual com energia E=h.f Quando estas partículas de luz (chamadas fóton) atingem a superfície do metal arrancam elétrons deste. A energia para arrancar o elétron é W (chamada função trabalho). O excedente de energia transforma-se em cinética. A energia cinética EC dos elétrons arrancados é: Efoton = W + Ec Ec = h.f - w

Luz: partícula-onda Ec = h.f - w O experimento de Einstein evidencia que a luz não se comporta como onda neste caso. E concluiu que a luz tem comportamento dual: Comporta-se como onda para interferência, polarização e difração. Comporta-se como partícula (fóton) para efeito fotoelétrico e efeito Compton. Ec f -2,28 Ec = h.f - w -4,41

(UFSM 00) A interferência da luz na experiência de Young mostra que a luz: a) tem comportamento ondulatório b) tem comportamento de partícula c) é uma onda longitudinal d) tem comportamento eletromagnético e) é composta de fótons x Solução: A luz tem comportamento dual: Comporta-se como onda para interferência, polarização e difração. Comporta-se como partícula (fóton) para efeito fotoelétrico e efeito Compton.

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