Física Ondulatória.

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1 Física Ondulatória

2 Ondulatória Ondulatória é a parte da Física que estuda as ondas. Ondas qualquer perturbação que se propaga em um meio e temcomo propriedade fundamental o transporte de energia sem transportarmatéria.

3 Classificação das ondas
Segundo a sua Natureza - Ondas mecânicas: são todas as ondas que precisam de um meio material para se propagar. Por exemplo: ondas no mar, ondas sonoras, ondas em uma corda, etc. - Ondas eletromagnéticas: são ondas que não precisam de um meio material para se propagar. Elas também podem se propagar em meios materiais. Exemplos: luz, raio-x , sinais de rádio, etc.

4 Classificação das ondas
Segundo a direção de propagação - Ondas unidimensionais: só se propagam em uma direção (uma dimensão), como uma onda em uma corda. - Ondas bidimensionais: se propagam em duas direções (x e y do plano cartesiano), como a onda provocada pela queda de um objeto na superfície da água. - Ondas tridimensionais: se propagam em todas as direções possíveis, como ondas sonoras, a luz, etc.

5 Classificação das ondas
Quanto a direção de propagação - Ondas longitudinais: são as ondas onde a vibração da fonte é paralela ao deslocamento da onda. Exemplos de ondas longitudinais são as ondas sonoras. - Ondas transversais: a vibração é perpendicular à propagação da onda. Ex.: ondas eletromagnéticas, ondas em uma corda.

6 Elementos de uma onda Equação fundamental da ondulatória.

7 Fenômenos Ondulatórios
Reflexão Quando uma onda que se propaga num dado meio encontra uma superfície que separa esse meio de outro, essa onda pode, parcial ou totalmente, retornar para o meio em que estava se propagando.

8 Fenômenos Ondulatórios
Refração É o fenômeno segundo o qual uma onda muda seu meio de propagação.

9 Fenômenos Ondulatórios
Interferência Num ponto pode ocorrer superposição de duas ou mais ondas, o efeito resultante é a soma dos efeitos que cada onda produziria sozinha nesse ponto.

10 Fenômenos Ondulatórios
Difração As ondas não se propagam obrigatoriamente em linha reta a partir de uma fonte emissora. Elas apresentam a capacidade de contornar obstáculos, desde que estes tenham dimensões comparáveis ao comprimento de onda.

11 Fenômenos Ondulatórios
Ressonância Quando um sistema vibrante é submetido a uma série periódica de impulsos cuja freqüência coincide com a freqüência natural do sistema, a amplitude de suas oscilações cresce gradativamente, pois a energia recebida vai sendo armazenada.

12 Fenômenos Ondulatórios
Polarização Polarizar uma onda significa orientá-la em uma única direção ou plano.

13 Fenômenos Ondulatórios
Dispersão

14 Fenômenos Ondulatórios
Batimento

15 Física Acústica

16 Som As ondas sonoras são ondas longitudinais, isto é, são produzidas por uma seqüência de pulsos longitudinais.

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18 Transmissão do Som Observe a tabela que apresenta a velocidade de propagação do som a 25°C. Os sons não se transmitem no vácuo. De uma maneira geral, os sólidos transmitem o som melhor que os líquidos, e estes, melhor do que os gases.

19 Qualidades Fisiológicas do Som
intensidade fisiológica do som esta ligada à amplitude das vibrações; é a qualidade pela qual um som forte se distingue de um som fraco.

20 Intensidade A intensidade sonora (I) é definida fisicamente como a potência sonora recebida por unidade de área de uma superfície, ou seja:

21 Intensidade É chamada mínima intensidade física, ou limiar de audibilidade, o menor valor da intensidade sonora ainda audível: É chamada máxima intensidade física, ou limiar de dor, o maior valor da intensidade sonora suportável pelo ouvido:

22 Intensidade Conforme um observador se afasta de uma fonte sonora, o nível sonoro (β) diminui logaritmicamente, sendo representado pela equação: A unidade utilizada para o nível sonoro é o Bel (B), sendo mais utilizado o decibel (dB).

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24 A altura A altura é a qualidade que nos permite diferenciar os sons agudos dos sons graves: o som alto é um som agudo e o som baixo é um som grave. O fator que determina a altura do som é a freqüência da onda. Sons graves, ou baixos, são aqueles que estão na faixa de baixa freqüência, enquanto que sons agudos, ou altos, são aqueles que possuem suas ondas com uma freqüência de vibração alta.

25 Timbre A diferença no timbre de diversos sons vem do fato de que as ondas sonoras possuem formatos diferentes. (sons com mesma intensidade e altura, porém diferente tímbre)

26 Efeito Doppler Consiste na variação da freqüência de uma onda quando há movimento da fonte e/ou do observador. Fonte em movimento

27 Obsevador em movimento
Efeito Doppler Obsevador em movimento Resumo

28 Ondas Estacionárias Quando uma combinação de ondas gera pontos de máximos e mínimos, ocorre a formação de frequências características chamadas de harmônicos.

29 Ondas Estacionárias Tubos abertos

30 Ondas Estacionárias Tubos fechados

31 Física MODERNA

32 Efeito fotoelétrico É o fenômeno pelo qual metais podem emitir elétroons devido a uma determinada energia recebida, normalmente sob a forma de energia radiante. Einstein explicou a emissão dos elétrons através da teoria dos quanta, onde os elétrons só poderiam ser arrancados do metal quando chegasse a este uma energia mínima, chamada pacote. Cada quantidade de energia mínima foi chamada de fóton, que apresentam um comportamento corpuscular, e sua energia é dada por: 𝐸=ℎ𝑓 Onde, E = energia (J) h = constante de Planck = 6, J.s

33 Efeito fotoelétrico 𝐸=ℎ𝑓−𝑊
A energia mínima para retirar um elétron de um metal é chamada de função trabalho (W), sendo assim temos: 𝐸=ℎ𝑓−𝑊 Ou seja, se a energia que incide superar o valor mínimo, o elétron irá ganhar este valor como energia cinética.

34 Dualidade onda-partícula
De Broglie encontrou uma relação em que pode-se afirma que existe um comprimento de onda (λ) associado a esta partícula: λ= ℎ 𝑄 Onde Q é a quantidade de movimento da partícula, dada po Q=m.v, e h é a constante de Planck.

35 RELATIVIDADE A teoria Especial da Relatividade (Relatividade Restrita), foinproposta po Einstein 1905, e apresenta os seguintes postulados: 1- As Leis da física são as mesmas em todos os referenciais inerciais. 2- A maior velocidade possível é a velocidade da luz, que independe do movimento da fonte ou do observador.

36 RELATIVIDADE Contração do tempo ∆𝑡= ∆ 𝑡 𝑜 1− 𝑣 2 𝑐 2 Contração das distâncias 𝐿= 𝐿 𝑜 . 1− 𝑣 2 𝑐 2

37 RELATIVIDADE Energia relativítica

38 Exercícios (Unioeste ) Uma onda senoidal numa corda provoca deslocamentos transversais das partículas da corda que são dados pela função: Todas as grandezas são medidas nas unidades do Sistema Internacional. Considere as seguintes afirmações: I - A onda em questão propaga-se de forma longitudinal cujo comprimento de onda da onda é 0,002 m. II - A onda desloca-se para direita com velocidade de 60 m/s e frequência 100 Hz. III - No instante t = 0,005 s uma partícula da corda na posição x = 0,3 m tem deslocamento transversal nulo. IV - A amplitude da onda é 0,002 m e uma partícula da corda desloca-se transversalmente 500 vezes por segundo. A alternativa que corresponde as afirmações corretas é:

39 Exercícios A. I, II e IV. B. II e III. C. II e IV. D. I e IV. E. Nenhuma.

40 Exercícios (Unioeste- 2009) O início do século XX viu o desenvolvimento de duas grandes teorias da física moderna: a teoria da relatividade e a mecânica quantica. No contexto destas duas areas de expansão da Fisica e INCORRETO afirmar que (A) a teoria da relatividade aborda fenomenos que envolvem altas velocidades quando comparadas a velocidade da luz, porem abaixo da mesma. (B) para baixas velocidades as previsoes da fisica relativistica sao incompativeis com as previsoes da mecanica newtoniana. (C) a mecanica quantica e necessaria em fenomenos que envolvem pequenas dimensoes, em escalas abaixo ou da ordem da escala atomica. (D) um mesmo sistema pode se comportar como onda ou como particula dependendo do processo de interação. (E) a quantizacao da energia no modelo atomico permitiu explicar o espectro de emissao de muitos elementos quimicos.