O que é o espectro electromagnético?

A luz como onda electromagnética

• A luz é uma onda electromagnética e,como tal,propaga-se no vazio.As ondas electromagnéticas caracterizam-se pela existência de uma perturbação de natureza eléctrica e magnética.

Ao conjunto das várias radiações electromagnéticas chama-se espectro electromagnético.

Além da luz vísivel,fazem parte do espectro electromagnético muitas outras radiações:ondas de rádio,microondas,infravermelhos,ultravioletas,raios X,raios gama,raios cósmicos,etc...

Quanto maior for a frequência da radiação,maior é a energia que lhe está associada.
No espectro electromagnético,estão representadas as várias radiações por ordem crescente de energia(da esquerda para a direita).

A velocidade de propagação das ondas electromagnéticas é máxima no vazio(300 000 Km/s) e é aproximadamente igual no ar,sendo menor noutros meios.

Figura 1-Espectro electromagnético

Figura 2-Espectro electromagnético

Por que razão os objectos têm cor?

A cor e a luz

 

Um corpo absorve,reflecte ou transmite determinadas radiações,de entre aquelas que recebe.

 

• A cor que um corpo apresenta depende do tipo de radiação que sobre ele incide,assim como da sua natureza.
• A luz branca pode ser obtida por sobreposição das radiações vermelha,verde e azul-cores primárias da luz.
• A sobreposição de duas cores primárias origina uma cor secundária.Uma cor secundária e a cor primária que não lhe deu origem são cores complementares.
• Um objecto opaco apresenta(reflecte) a cor complementar daquela que preferencialmente absorve.
• Um objecto transparente apresenta(transmite) a cor complementar daquela que preferencialmente absorve.

Sobreposição de duas cores primárias da luz origina uma cor secundária

 

Vermelho + verde = amarelo

Vermelho + azul = magenta

Verde + azul = ciano

 

 

 

Figura 1-Cores primárias da luz

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 



Como se forma o arco-íris?

Quando a luz branca do Sol incide numa gota de água,refracta-se(pois há mudança de meio óptico) e muda de direcção no seu interior.Pelo que dentro da gota de água cada radiação vai propagar-se a uma velocidade diferente(dispersão),sofrer uma reflexão e nova refracção(quando sai da gota de água).

-O fenómeno que ocorre quando a luz branca se decompõe nas diferentes radiações monocromáticas designa-se por dispersão da luz.

-Ao conjunto das radiações de cores(vermelho,laranja,amarelo,verde,azul,anil e violeta),dá-se o nome de espectro da luz branca.

- O arco-íris surge devido á dispersão da luz branca nas gotas de água.

Recomposição da luz-rodar rapidamente o pião pintado com as sete cores do arco-íris,este parece ser de cor branca(apenas durante a rotação).

Figura 1-Espectro da luz branca

 Figura 2-Arco-íris

Defeitos da visão

Os vários tipos de problemas na visão são:Miopia,Astigmatismo,Hipermetropia e Presbiopia.

Miopia-a imagem dos objectos distantes é focada á frente da retina e não sobre ela.

Figura 1-Miopia

Astigmatismo-a forma da córnea é mais ovalada do que esférica.



Figura 2-Astigmatismo

Hipermetropia-a focagem dos objectos é feita atrás da retina.

 

 Figura 3-Hipermetropia

 

 

Presbiopia-não se consegue focar os objectos devido á rigidez dos músculos do olho.

 

Figura 4- Presbiopia

 

 

 

 

Correcção dos defeitos da visão

 

A miopia é corrigida com lentes divergentes,os raios de luz divergem depois de passar a lente e,assim,a convergência feita pelo olho permite obter a imagem exactamente sobre a retina.

 

A hipermetropia é corrigida com lentes convergentes,a convergência dos raios de luz inicia-se assim que os raios de luz encontram a lente e,assim,a focagem é conseguida sobre a retina.

 

O astigmatismo é corrigido com lentes cilíndricas.

 

A presbiopia é corrigida com lentes convergentes ou progressivas.

 

 

 

 

 

 

 

 

 





Para que servem as lentes?

Lentes-são corpos transparentes,geralmente de vidro ou de plástico tratado,limitados por uma ou duas superfícies curvas.Sendo um meio óptico diferente do ar,ao passar do ar para a lente,a luz sofre refracção, e volta a sofrer refracção quando passa da lente para o ar.

Tipos de lentes

• Lentes convergentes ou de bordos delgados-possuem bordos delgados e têm maior espessura no centro,fazendo convergir os raios de luz paralelos ao eixo principal para um ponto único:o foco principal(real).
• Lentes divergentes ou de bordos largos-possuem bordos mais espessos do que o centro,fazendo divergir os raios de luz paralelos ao eixo principal,de modo que o prolongamento dos raios refractados para trás da lente se encontram num ponto:o foco principal(virtual).

Características das imagens obtidas com lentes convergentes e divergentes

Convergente-as imagens são reais,invertidas e menores do que o objecto.
Convergente-as imagens são reais,invertidas e maiores do que o objecto.
Convergente-as imagens são virtuais,direitas e maiores do que o objecto.
Divergente-as imagens são virtuais,direitas e menores do que o objecto.

Porque razão algumas pessoas usam óculos?

O olho encontra-se situado numa cavidade óssea-órbita.Possui uma forma aproximadamente esférica,cujo interior se encontra cheio de dois tipos de fluidos:humor aquoso e humor vítreo.

O globo ocular está revestido por duas membranas protectoras:a esclerótica,de aspecto branco,opaco e duro,que está localizada na parte interna do olho,e a córnea,de aspecto transparente,que se encontra situada na parede externa do olho.

A íris é uma membrana que se situa na parte mais externa do olho,e a sua cor varia de pessoa para pessoa.É constituída por um anel de músculos que controlam a abertura da pupila.

A pupila é uma abertura circular que se localiza atrás da córnea e que se apresenta negra.Logo atrás da pupila encontra-se o cristalino,que permite focar os objectos.

A retina é uma membrana que se localiza na parte interna do globo ocular.É na retina que se situam as células sensíveis á luz,que actuam como película onde se formam as imagens.Esta membrana encontra-se ligada ao nervo óptico,que,por sua vez,comunica com o cérebro.
Os nossos olhos reflectem a luz vísivel,por isso vemos os objectos.
Formação das imagens

A quantidade de luz que pode atravessar a córnea é controlada pela pupila,esta abre-se quando há menos luz e fecha-se quando há muita luz.

A luz que atravessa a córnea é focada pelo cristalino,que funciona como lente.As imagens são formadas na retina.A imagem que se obtém é invertida e menor do que o objecto.


Figura 1-Constituição do olho humano



Para que servem os espelhos?

 

A reflexão da luz é um fenómeno que ocorre quando a luz incide numa superfície,mudando de direcção ou de sentido e continuando a propagar-se no mesmo meio.

Nas superfícies polidas,ocorre a reflexão regular da luz,os raios de um feixe luminoso paralelo são todos reflectidos na mesma direcção;

Nas superfícies rugosas,ocorre a reflexão difusa da luz,os raios luminosos de um feixe paralelo são reflectidos em diferentes direcções.

Leis da reflexão da luz:

-o raio incidente,o raio reflectido e a normal estão no mesmo plano;
-os ângulos de incidência e de reflexão são iguais(têm a mesma amplitude).

Formação de imagens num espelho plano
Os espelhos são superfícies polidas que reflectem regularmente a luz e,por isso,permitem obter imagens nítidas dos objectos.Existem espelhos com superfícies planas e curvas.

As imagens obtidas em espelhos planos têm as seguintes características:

-são direitas e do mesmo tamanho que o objecto;
-estão á mesma distância do espelho que o objecto;
-são virtuais,pois não se conseguem projectar num alvo;
-são lateralmente invertidas(simétricas).

Espelhos Esféricos

Os espelhos esféricos podem ser côncavos ou convexos.

Figura 1-Espelho côncavo e convexo

Nos espelhos côncavos,a superfície polida é a parte interior de uma superfície esférica.
Nos espelhos convexos,a superfície polida é a parte exterior de uma superfície esférica.
Nos espelhos côncavos,os raios incidentes paralelos ao eixo principal quando são reflectidos convergem para um ponto,que se designa foco principal do espelho.
Este é um foco real,porque pode ser projectado num alvo.Forma-se na intersecção dos raios reflectidos,à frente do espelho.


Nos espelhos convexos,os raios incidentes paralelos ao eixo principal quando são reflectidos divergem.Os prolongamentos dos raios reflectidos encontram-se num ponto,o foco principal do espelho.
Este é um foco virtual,porque não pode ser projectado.Forma-se no prolongamento dos raios reflectidos,para trás do espelho.

Características das imagens obtidas com espelhos esféricos

Côncavo-as imagens são reais,invertidas e menores do que o objecto(objecto para lá do centro de curvatura do espelho).
Côncavo-as imagens são reais,invertidas e maiores do que o objecto(objecto entre o centro de curvatura e o foco).Ex:Telescópio reflector.
Côncavo-as imagens são virtuais,direitas e maiores do que o objecto(objecto entre o foco e o vértice).
Ex:Espelho de toilette.
Convexo-as imagens são virtuais,direitas e menores do que o objecto(objecto em qualquer posição).
Ex:espelho de segurança de supermercados.

Para que servem as fibras ópticas?

Refracção da luz-é um fenómeno que ocorre quando a luz passa de um meio óptico para outro,onde velocidade de propagação é diferente.

Reflexão total-é um fenómeno que o ângulo de incidência for superior ao ângulo limite,deixa de haver refracção e toda a luz que incide na superfície de separação dos meios é reflectida.

Fibras ópticas-são tubos finíssimos feitos de vidro ou de plástico,nos quais a luz se propaga sem se transmitir para o exterior,devido ao fenómeno de reflexão total.As fibras ópticas têm aplicações nas telecomunicações e na medicina.

Figura 2-Reflexão total da luz

A luz

Bem-vindos á nova matéria de Físico-Química,que é a Luz!
Eu estou ansiosa para vos contar a matéria toda e vocês também?

O que são sinais luminosos?

Os sinais podem ser letras,desenhos,sons ou luzes,tratando-se neste caso de sinais luminosos.
Os sinais são uma forma de comunicar informação.

O que é o triângulo de visão?
Propagação da luz

A luz propaga-se em linha recta e radialmente em todas as direcções num meio isotrópico.

Raio luminoso-é cada uma das direcções rectilíneas segundo a qual se propaga a luz.

As fontes luminosas emitem feixes de raios luminosos.
 A luz ao propagar-se atravessa os materiais transparentes e translúcidos,mas não atravessa os opacos.

Classificação dos materiais quanto ao modo como atravessam a luz:
 Transparente-a luz atravessa o material e vê-se nitidamente através da vitrina.
Translúcido-a luz atravessa parcialmente o material e vê-se com pouca nitidez através da porta.
Opaco-a luz não atravessa o material e não se vê através da parede.o

Corpos luminosos e iluminados
Um corpo luminoso tem luz própria e um corpo iluminado reflecte ou transmite a luz que recebe dos corpos luminosos.

Para observar um objecto é necessário que este emita parte(ou a totalidade) da luz que recebeu,de uma fonte luminosa,para um detector.O objecto,a fonte luminosa e o detector constituem o triângulo de visão.



Figura 1- Triângulo de visão

 

As propriedades do som

As propriedades do som são:a altura,a intensidade e o timbre.

A altura do som é a propriedade do som que permite classificar os sons em agudos(altos ou finos) e graves(baixos ou grossos)

A altura de um som depende da frequência da onda sonora.

A intensidade do som é a propriedade que permite classificar os sons em fortes e fracos.Está relacionada com a amplitude da onda sonora.

O timbre é a propriedade do som que permite distinguir sons com a mesma intensidade e altura,mas provenientes de fontes sonoras diferentes.

Quais os fenómenos que ocorrem com o som?

Eco-consiste em ouvir a repetição de um som que foi produzido instantes antes.

Reflexão-é um fenómeno ondulatório que ocorre quando a onda é obrigada a mudar de direcção,ao encontrar um obstáculo.

Reverberação-quando a distância entre a fonte sonora e a superfície reflectora é inferior a 17 metros.

Refracção-é um fenómeno que ocorre quando a velocidade de propagação da onda sofre alterações.Normalmente,há mudança de direcção de propagação.

Ressonância-a vibração de uma fonte sonora pode ser transmitida a outro corpo cuja frequência natural de vibração seja igual ou múltipla da frequência de vibração da fonte sonora.

Figura 1-Reflexão do som

resultado é uma maior amplitude de vibração desse corpo que irá produzir um som de maior intensidade.

A ressonância origina um aumento da intensidade do som.