S7 - EF09CI - Matéria e energia e suas aplicações

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HABILIDADES CONTEMPLADAS NA ATIVIDADE
ANO ESCOLAR: 9º ANO
COMPONENTE CURRICULAR: CIÊNCIAS
UNIDADE(S) TEMÁTICA(S): MATÉRIA E ENERGIA
❖HABILIDADE(S):
(EF09CI04) - Planejar e executar experimentos que evidenciam que todas as cores de luz podem
ser formadas pela composição das três cores primárias da luz e que a cor de um objeto está
relacionada também à cor da luz que o ilumina.
(EF09CI05) - Investigar os principais mecanismos envolvidos na transmissão e recepção de
imagem e som que revolucionaram os sistemas de comunicação humana.
(EF09CI06) - Classificar as radiações eletromagnéticas por suas frequências, fontes e aplicações,
discutindo e avaliando as implicações de seu uso em controle remoto, telefone celular, raio X,
forno de micro-ondas, fotocélulas etc.
(EF09CI07) - Discutir o papel do avanço tecnológico na aplicação das radiações na medicina
diagnóstica (raio X, ultrassom, ressonância nuclear magnética) e no tratamento de doenças
(radioterapia, cirurgia óptica a laser, infravermelho, ultravioleta etc.).
Escola Municipal
Ano Escolar: 9° ano do EF Componente Curricular: Ciências
Professor(a):
Aluno (a):
Frutal, de de 2021 Período de aplicação: a
ORIENTAÇÕES PEDAGÓGICAS
Nesta atividade, serão estudadas as características e aplicações das radiações. Inicialmente
serão apresentadas as ondas mecânicas, como as ondas sonoras. Em seguida, serão
estudadas as radiações eletromagnéticas, que compõem o espectro eletromagnético e a luz
visível. Serão exploradas, ainda, aplicações das radiações eletromagnéticas.
Bons Estudos!!!
As características de uma onda
As ondas são perturbações que se propagam no espaço ou em meios materiais
transportando energia. De acordo com a sua natureza, as ondas podem ser classificadas em dois
tipos:
- Ondas mecânicas: são as ondas que se propagam
em meios materiais.
Ex.: as ondas marítimas, ondas sonoras, ondas
sísmicas etc, (descrição do comportamento desse tipo
de onda é feita pelas Leis de Newton).
- Ondas eletromagnéticas: são resultado da
combinação de campo elétrico com campo magnético.
A sua principal característica é que não precisam de
um meio material para propagar-se.
Ex.: a luz, raio X, micro-ondas, ondas de transmissão
de sinais, entre outras. Elas são descritas pelas
equações de Maxwell.
Campos magnético (B) e elétrico (E) combinados na formação das ondas eletromagnéticas
Outra classificação das ondas é feita considerando-se a direção de vibração. De acordo com
essa característica, uma onda pode ser definida como:
→ Transversal: quando as partículas do meio de propagação vibram perpendicularmente à
direção de propagação da onda. Um exemplo desse tipo de onda é a luz.
→ Longitudinais: quando as partículas do meio de propagação vibram na mesma direção em
que a onda se propaga, como é o caso das ondas sonoras.
Quanto à direção de propagação, as ondas podem ser classificadas em:
→ Unidimensionais: quando se propagam em apenas uma direção, como a onda em uma corda;
→ Bidimensionais: se a propagação ocorre em duas direções, que é o caso da onda gerada por
uma perturbação na água;
→ Tridimensionais: que se propagam em três dimensões, como as ondas sonoras.
Propriedades das ondas
Para estudar uma onda, precisamos conhecer algumas de suas propriedades, tais como: a
velocidade de propagação, a amplitude, o período e a frequência. Para uma melhor compreensão
dessas propriedades, veja a seguir a representação gráfica de uma onda:
https://brasilescola.uol.com.br/fisica/ondas-sonoras.htm
https://brasilescola.uol.com.br/geografia/terremotos.htm
https://brasilescola.uol.com.br/geografia/terremotos.htm
https://brasilescola.uol.com.br/fisica/o-que-sao-ondas-eletromagneticas.htm
https://brasilescola.uol.com.br/fisica/campo-eletrico.htm
https://brasilescola.uol.com.br/fisica/campo-magnetico.htm
https://brasilescola.uol.com.br/fisica/maxwell-integracao-luz-com-magnetismo.htm
O comprimento de onda, que pode ser representado pela letra λ, é a distância entre valores
repetidos em uma forma de onda. É calculado com a equação:
Sendo:
A partir de λ, podemos calcular a velocidade de uma
onda com a seguinte fórmula:
Sendo:
O período
é definido
como o
espaço de
tempo
necessário para uma onda caminhar um comprimento de onda.
A frequência é o inverso do período:
A velocidade de propagação da onda pode ser dada por:
Radiação Eletromagnética
As ondas de radiação eletromagnética são uma junção de campo magnético com campo
elétrico que se propaga no vácuo transportando energia.
A luz é um exemplo de radiação eletromagnética. Esse conceito foi primeiramente estudado
por James Clerk Maxwell e depois afirmado por Heinrich Hertz. Maxwell foi físico e matemático
escocês que ficou conhecido por dar forma final à teoria do eletromagnetismo, teoria essa que une
o magnetismo, a eletricidade e a óptica. Dessa teoria surgem as equações de Maxwell, assim
chamadas em sua homenagem e porque ele foi o primeiro a descrevê-las, juntando a lei de
Ampère, a lei de Gauss e a lei da indução de Faraday.
A radiação eletromagnética se propaga no espaço. Ela possui campo magnético e campo
elétrico que se geram mutuamente e se propagam perpendicularmente um em relação ao outro e
na direção de propagação da energia, transportando assim energia sob a forma de radiação
eletromagnética. A radiação eletromagnética varia conforme a frequência da onda.
Espectro eletromagnético
A luz visível aos olhos humanos é
uma radiação eletromagnética, assim
como os raios x, a única diferença
entre essas duas formas de radiação está na faixa de frequência que o olho humano consegue
visualizar, ou seja, os raios x têm faixa de frequência que fica fora do alcance da visão humana. As
ondas do forno de micro-ondas também são ondas eletromagnéticas.
Raios X e as Radiografias
A radiação X é uma forma de radiação eletromagnética indiretamente ionizante de natureza
semelhante à luz.
A radiografia é um método de imagem utilizado para produzir imagens de estruturas internas
do corpo. É popularmente conhecida como Raio X, apesar de não ser o nome oficial do tipo de
exame. Na verdade, os raios X são pequenas doses de radiação ionizante usadas para produzir as
imagens de exames de radiografia, mamografia, densitometria e também de exames de tomografia
computadorizada.
A radiografia é o método mais antigo e mais aplicado para diagnóstico por imagem dentro da
Medicina. Através dela, pode-se, por exemplo, diagnosticar ossos fraturados, tumores e corpos
estranhos, dentre outras inúmeras aplicações.
Referência física de consulta: Livro didático adotado para a série (Gewandsznajder, Fernando Teláris ciências, 9º
ano: ensino fundamental, anos finais / Fernando Gewandsznajder, Helena Pacca. - 3. ed. São Paulo: Ática, 2018) –
Cap. 09 – Radiações e suas aplicações – pag. 170
Questões
1. (EF09CI05/EF09CI06) - Observe a representação das ondas abaixo e depois, no caderno,
responda às questões.
a) A que correspondem os pontos indicados pelos números 1 e 2?
b) A que correspondem às distâncias indicadas pelos números 3 e 4?
c) Qual das duas ondas têm maior frequência: A ou B?
2. (EF09CI06) - Indique as afirmativas verdadeiras.
a) Ondas podem transportar energia sem transportar matéria.
b) A frequência de uma onda é a distância entre duas cristas ou entre dois vales da onda.
c) Ondas sonoras propagam-se no vácuo.
d) Ondas sonoras são formadas por uma sequência de compressões e rarefações em um meio.
e) Quanto maior a amplitude e a energia de uma onda sonora, maior sua intensidade.
f) A velocidade de propagação do som não depende do meio onde ele se propaga.
https://www.spr.org.br/a-spr/historia-da-radiologia
3. (EF09CI04/EF09CI05/EF09CI07) - Todos os
dias ficamos expostos a vários tipos de
radiações. Seja numa clínica para se realizar um
exame com raios X ou simplesmente andando
pelas ruas, nosso organismo é constantemente
bombardeado por elas. Marque a alternativa que
apresenta a radiação de maior penetração no
organismo humano.
a) Luz visível c) Raios X e) Ultravioleta
b) Infravermelhod) Micro-ondas