Tópicos de Física 2 - Parte 2-079-081

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349TÓPICO 2 | ONDAS
Adotando π 5 3 e sabendo que no local o módulo 
da aceleração da gravidade é g 5 10 m/s2 e que a 
distância entre cristas de ondas consecutivas na 
figura 2 é igual a 18 cm, pede-se determinar:
a) o valor de K, em N/m;
b) o valor de v, em cm/s.
 140. (Fuvest-SP) Lasers pulsados de altíssima potên-
cia estão sendo construídos na Europa. Esses 
lasers emitirão pulsos de luz verde, e cada pul-
so terá 1,0 ? 1015 W de potência e duração de 
cerca de 30 ? 10215 s. Com base nessas informa-
ções, determine
a) o comprimento de onda l da luz desse laser;
b) a energia E contida em um pulso;
c) o intervalo de tempo Dt durante o qual uma 
lâmpada LED de 3 W deveria ser mantida ace-
sa, de forma a consumir uma energia igual à 
contida em cada pulso.
d) o número N de fótons em cada pulso.
Note e adote:
Frequência da luz verde: f 5 0,6 ? 1015 Hz.
Módulo da velocidade da luz 5 3,0 ? 108 m/s.
Energia do fóton 5 hf.
h 5 6 ? 10234 Js
 141. Uma emissora de rádio AM opera com frequência 
de 600 kHz e sua antena transmissora está dis-
tante 180 km de um determinado aparelho 
receptor. Entre a antena e o receptor o solo é pra-
ticamente plano e horizontal e não existem bar-
reiras prejudicando a propagação das ondas de 
telecomunicações, que, no local, têm velocidade 
de intensidade 3,0 ? 108 m/s. O sinal que atinge o 
receptor chega por dois caminhos: o direto e o via 
reflexão na ionosfera, admitida paralela à super-
fície terrestre e situada, num instante t
0
 5 0, a 
120 km de altitude. Nesse instante, o receptor re-
cebe um sinal resultante reforçado como conse-
quência da interferência construtiva ocorrida entre 
os dois sinais que o atingem. Em seguida, o sinal 
captado torna-se mais fraco, voltando, pela primeira 
vez, a apresentar-se intensificado como antes no 
instante t 5 2,6 min. Isso pode ser explicado pelo 
fato de a ionosfera ter-se aproximado do solo com 
uma velocidade escalar média de módulo v.
a) Calcule o comprimento de onda l das ondas 
irradiadas pela emissora.
b) Determine o valor de v.
 142. (Unicamp-SP) Pode-se detectar a deflexão de 
uma haste usando-se o interferômetro ilustrado 
na figura abaixo. Nele, um feixe de luz de compri-
mento de onda l parte do ponto P e é dividido em 
dois pelo espelho semitransparente S. A partir 
desse ponto, os feixes percorrem caminhos ópti-
cos diferentes, antes de atingirem o anteparo O.
Há interferência construtiva no anteparo quando 
os feixes percorrem distâncias que diferem entre 
si Dd 5 nl, onde n é um número inteiro. Caso as 
distâncias percorridas difiram de d n
1
2




D 5 1 l 
a interferência é destrutiva. Considere que na 
situação descrita na figura há interferência cons-
trutiva para luz com frequência f 5 5,0 ? 1014 Hz.
Sabendo que a velocidade da luz é c 5 3,0 ? 108 m/s, 
a menor distância que o espelho 2 deve ser deslo-
cado para que ocorra interferência destrutiva é de:
espelho 1
P
O
Sd2
d
1
espelho 2
a) 50 nm.
b) 150 nm.
c) 300 nm.
d) 600 nm.
 143. (ITA-SP) Num experimento de duas fendas de 
Young, com luz monocromática de comprimento 
de onda l, coloca-se uma lâmina delgada de 
vidro (n
v
 5 1,6) sobre uma das fendas.
Isso produz um deslocamento das franjas na figura 
de interferência. Considere que o efeito da lâmina 
é alterar a fase da onda. Nessas circunstâncias, 
pode-se afirmar que a espessura d da lâmina, que 
provoca o deslocamento da franja central brilhante 
(ordem zero) para a posição que era ocupada pela 
franja brilhante de primeira ordem, é igual a:
lâmina
F
2
F
1
d anteparo
a) 0,38l.
b) 0,60l.
c) l.
d) 1,2l.
e) 1,7l.
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350 UNIDADE 2 | ONDULATÓRIA
FŽrias, praia... Cuidado com o sol
Imagine a Terra sem o Sol. A grande maioria dos seres vivos que hoje conhecemos não existiria. A super-
fície de nosso planeta seria sempre escura (sempre noite), coberta de gelo em sua maior parte, árida e 
desértica no restante. Apesar da atmosfera, a temperatura permaneceria próxima de 218 8C, muito baixa.
A radiação solar produziu um grande “milagre”, tornou nosso planeta habitável por belas e variadas espécies 
animais e vegetais. A Terra é aquecida por essa radiação e a energia emitida por sua superfície é retida, em par-
te, pela atmosfera, ocorrendo assim o chamado efeito estufa, que mantém as temperaturas mínima e máxima 
dentro de um intervalo razoável para o desenvolvimento da vida no planeta.
Essa radiação solar que atinge a superfície da Terra, em média 300 W/m2, é constituída de uma parte visível, 
denominada luz branca, que ao ser decomposta apresenta as radiações vermelha, alaranjada, amarela, verde, azul, 
anil e violeta. A principal diferença entre elas é a frequência, que varia de 4,5 ? 1014 Hz a 7,5 ? 1014 Hz, aproximada-
mente. O vermelho é composto de radiações de menores frequências (por volta de 4,5 ? 1014 Hz) e comprimentos 
de onda maiores (por volta de 7 ? 1027 m). Ao subirmos na escala de cores vamos encontrando radiações com 
frequências cada vez maiores. O violeta possui as maiores frequências (por volta de 7,5 ? 1014 Hz) e os menores 
comprimentos de onda (por volta de 4 ? 1027 m).
Na parcela invisível encontramos, na parte inferior do espectro, as radiações infravermelhas, com frequências 
menores que a da vermelha. Essas radiações, que não conseguimos enxergar, ao serem absorvidas são as que 
mais se transformam em energia térmica, aquecendo os corpos. Nas aplicações práticas do infravermelho vamos 
encontrar o controle remoto dos aparelhos eletrônicos, que se comunicam utilizando essas radiações. No famoso 
bluetooth – a troca de informações entre dispositivos como celulares – também é utilizado o infravermelho. Na 
Medicina essas radiações são usadas para a reconstituição de certos músculos do corpo humano – o aquecimento 
por infravermelho pode provocar a restauração desses tecidos.
Na parte superior do espectro vamos encontrar as radiações ultravioleta, com frequências maiores que as 
radiações violeta. Essas radiações, chamadas de UV (ultravioleta), possuem frequências maiores que 7,5 ? 1014 Hz. 
Tomando como referência os efeitos sobre a saúde humana e o meio ambiente, elas são divididas em três 
faixas denominadas: UVA (com frequências em torno de 8,3?1014 Hz), UVB (em torno de 1,0 ? 1015 Hz) e UVC 
(em torno de 1,9 ? 1015 Hz). É importante notar que esses valores de frequências e comprimentos de ondas 
são valores médios, ou seja, cada radiação citada corresponde, na verdade, a uma faixa.
As radiações UVA, de menores frequências e maiores comprimentos de onda, representam quase 99% das 
radiações ultravioleta que atingem a Terra. Esse tipo de onda possui intensidade praticamente constante 
durante todo o ano e penetra profundamente na pele, sendo o principal responsável pelo fotoenvelhecimento 
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 Os serviços de meteorologia fornecem, além de informações sobre temperatura e umidade relativa do ar, os índices de UV 
para a nossa proteção em situações de exposição solar, como em praias.
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Não realize este experimento: perigo de queimaduras.
Compreensão, pesquisa e debate
1. Nosso planeta é protegido dos raios ultravioleta pela capa de ozônio (O3) que envolve a Terra. Pesquise e 
descubra se estamos mesmo bem protegidos.
2. Quais os cuidados que todos devemos tomar para evitar a destruição da camada de ozônio que envolve a Terra?
3. Pesquise e descubra como as células de nossa pele envelhecem mais rapidamente quando ficam expostas 
à radiação ultravioleta.
4. Pesquise também o processo biológico da transformação de uma célula saudável em uma célula cance-
rígena pelo excesso de UV.
5. O uso de óculos escuros de baixa qualidade pode fazer o usuáriose arriscar mais na exposição às radiações 
UV. Assim, é melhor não usar esses óculos. Como os óculos escuros de baixa qualidade podem facilitar 
que os raios UV provoquem danos irreparáveis em nossa visão?
6. Descubra como é o tecido da retina de nossos olhos e como a radiação UV pode afetá-lo.
e pelas fotoalergias e, ainda, predispõe a pele ao câncer. A radiação UVB atinge a superfície de nosso planeta 
com maior intensidade no verão e entre as 10 horas e as 16 horas. Sua penetração na pele é apenas superfi-
cial e ela pode causar as “queimaduras” que tanto incomodam os banhistas nas praias. Essas radiações 
também provocam alterações celulares, predispondo ao câncer de pele. Assim, cuidado, pois no inverno a 
incidência de UVB é muito pequena, mas a UVA continua agredindo sua pele da mesma forma que no verão.
As radiações UVC, de maiores frequências e menores comprimentos de onda, praticamente não atingem 
a superfície da Terra, já que são absorvidas por nossa atmosfera e pelo ozônio (O3) existente na capa proteto-
ra que envolve nosso planeta. Essa camada de ozônio também retém parte da UVA e da UVB. O uso indiscri-
minado de aerossóis à base de clorofluorcarboneto (CFC), substâncias que também fazem parte dos gases 
utilizados em geladeiras antigas e aparelhos de ar condicionado, agride o ozônio transformando-o em O2 e 
diminuindo a retenção dos raios UV, que podem destruir a vida no planeta se chegarem com 100% de sua 
intensidade. No bronzeamento artificial, a radiação UVA é emitida com intensidade até 10 vezes maior do que 
a recebida por meio dos raios solares. Como o efeito da radiação UV é cumulativo, frequentes exposições 
podem, no futuro, provocar danos ao organismo.
Aproveite as informações acima, pesquise em outras fontes e explique os seguintes fenômenos decorrentes 
do excesso de exposição do organismo à radiação ultravioleta;
• o envelhecimento acelerado das células de nossa pele;
• o processo biológico da transformação de uma célula saudável em uma célula cancerígena;
• danos ao tecido das nossas retinas.
MAISDESCUBRA
 1. Se uma porção de água for colocada (em recipiente não metálico) no interior de um forno de micro- 
-ondas por alguns minutos, para aquecer, ao ser retirada, a agitação do recipiente poderá desencadear 
uma reação violenta, provocando uma “explosão” de massa líquida. Como você explica essa “explosão” 
da água? Quais são as condições para que isso ocorra? Por que o recipiente não pode ser metálico?
 2. Nos fornos de micro-ondas antigos, não existia o prato giratório, porém, nos mais novos, encontramos esse 
dispositivo. Esse prato giratório é realmente necessário? Ele proporciona alguma vantagem para o usuário?
 3. O aquecimento dos alimentos utilizando as micro-ondas pode fazer mal à saúde?
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