CIÊNCIAS 10 - EIXO TECNOLOGIA - TEXTO 08

Prévia do material em texto

T E O R I A (Referencial Físico Matemático) Imprimir
1.1 O QUE É UMA ONDA?
Uma onda é uma perturbação, originada por um pulso, que se propaga através de um
meio material ou no vácuo, transportando energia sem transportar matéria. As ondas
podem ser de natureza mecânica, chamadas ondas sonoras, independentemente de
serem audíveis ou não, e de origem eletromagnética; estas englobam todas as
manifestações da luz, em seus diferentes comprimentos de onda, na faixa visível e
invisível.
1.2 FREQUÊNCIA DA FONTE GERADORA DE UMA ONDA
A frequência (f) de uma onda se refere ao número de vezes que o evento gerador da
perturbação (pulso) se repete no decorrer do tempo. Mesmo quando muda o meio
de propagação da onda, a freqüência não se altera. A unidade de frequência, no
Sistema Internacional de Unidades (SI) é o hertz (Hz) (em homenagem a Heinrich
Hertz) e sua unidade é s-1. Outras unidades usuais, mas não internacionais, para
frequência: ciclo por segundo (ciclo/s); rotações por minuto (r.p.m.); giros por
minuto (giros/minuto), etc.
1.3 PERÍODO DE OSCILAÇÃO DE UMA ONDA 
O período (T) de um fenômeno que se repete com uma determinada frequência é definido
como o intervalo de tempo decorrido entre dois eventos consecutivos. Relação física e
matemática entre a frequência e o período de uma onda: . Esta relação matemática
expressa o fato físico de que quanto maior é a freqüência de uma onda, menor será o seu
período de oscilação. Sua fórmula dimensional é: 1/T - significando o inverso do tempo que
se repete. A unidade para o período, no Sistema Internacional de Unidades (SI) é o
segundo (s).
1.4 COMPRIMENTO DE UMA ONDA
O comprimento de onda está relacionado ao tamanho de um ciclo da onda que se forma, enquanto que o período
diz respeito ao tempo que esse mesmo ciclo leva para se formar. Para mensurar o comprimento de onda devem-se
considerar dois momentos (pontos) da onda que se repetem, sucessivamente, durante um ciclo completo. No
Sistema Internacional de Unidades (SI) o comprimento de onda é dado em metro (m) e sua fórmula dimensional
é: L.
1.5 VELOCIDADE DE PROPAGAÇÃO DE UMA ONDA
Considerando uma onda que se propaga sob determinadas condições, define-se a velocidade de propagação ( )
como o produto do comprimento de onda (?) pela freqüência (f). A velocidade de propagação de uma onda
depende das características físicas do meio considerado. No caso do vácuo, ou do ar, seu valor é de
aproximadamente 3,0. 10 8 m/s, isto é, 300.000 km/s. 
 (1)
Como ao aumento do comprimento de onda se tem a proporcional diminuição da frequência, e vice-versa, a
javascript:window.print();
http://pt.wikipedia.org/wiki/Heinrich_Rudolf_Hertz
http://pt.wikipedia.org/wiki/Equa%C3%A7%C3%A3o_dimensional
http://pt.wikipedia.org/wiki/Equa%C3%A7%C3%A3o_dimensional
velocidade se apresenta constante para um dado meio de propagação da onda. A unidade de velocidade, no
sistema internacional de unidades (SI) é metro por segundo (m/s) e sua expressão dimensional é dada por: 
L.T-1.
1.6 PRINCÍPIO DE HUYGENS
Uma frente de onda é uma região do espaço bi ou tridimensional de um determinado meio que é afetado, em um
determinado instante, por uma onda que se propaga. A frente de onda separa a região não-perturbada, da
perturbada. O Princípio de Huygens possibilita achar a posição de uma frente de onda de um determinado instante
de tempo (t), conhecendo-se a posição dessa frente um instante anterior.
1.7 ESPECTRO ELETROMAGNÉTICO
Considerando que a velocidade de propagação de uma onda eletromagnética no vácuo é constante e igual a c = 3.
108 m/s - fica possível determinar para diferentes freqüências o comprimento de onda correspondente. À medida
que a frequência aumenta, o comprimento de onda diminui. Note que a escala não é linear.
Ao lado é apresentado um esquema que evidencia alguns intervalos de freqüência e aspectos notáveis de
características e de aplicações das mesmas.
Fonte do Esquema: http://www.interconnector.ie/media/emf.gif 
 
Analisando-se o esquema apresentado se pode ver que:
A freqüência associada à transmissão de eletricidade apresenta valores baixos, normalmente situados entre
50 e 60 Hz. Essas ondas eletromagnéticas são transmitidas por meio de cabos elétricos de alta, média e
baixa tensão, com freqüência constante.
Entre 103 e 108 Hz, aproximadamente, encontram-se as ondas de rádio, com subfaixas que vão desde AM
até TV, passando por FM. Essas ondas são muito bem refletidas pelas camadas ionizadas da parte superior
da atmosfera, chamada ionosfera. Por essa razão as ondas de rádio podem ser captadas a longas distâncias
da emissora. Já as ondas com freqüências da ordem de 108 Hz, por serem mais curtas, não são refletidas
pela ionosfera precisando contar com antenas repetidoras, devido à curvatura da Terra e para distâncias
ainda maiores, com satélites colocados em órbita terrestre.
As microondas de comprimentos de onda que vão desde aproximadamente 1 metro até 1 milímetro e
freqüência na faixa de 109 Hz também são utilizadas em TV, telefonia e em radares.
A faixa estreita de comprimentos de onda que corresponde à luz visível, pelo
olho humano, encontra-se em torno de 10-6 metro e nela pode ser visto o
espectro de cores simplificado, ao lado. Com freqüências menores que a cor
vermelha encontra-se o infravermelho e maiores que a cor violeta, o
ultravioleta. Tanto o infravermelho como o ultravioleta são
invisíveis ao olho humano. O infravermelho corresponde às radiações de
natureza térmica, como as emitidas pelo Sol, pela madeira em brasa, por
um ferro de passar roupas etc. Já quanto ao ultravioleta emitido pelo Sol, a
maior parte é absorvida pela atmosfera, através do Ozônio, razão pela qual
preocupa o aumento do "buraco na camada de ozônio" da Terra.
http://efisica.if.usp.br/otica/universitario/difracao/huygens/
http://www.youtube.com/watch?v=xJIVgHDT08c
http://www.interconnector.ie/media/emf.gif%20
http://www.cepa.if.usp.br/energia/energia1999/Grupo2B/Hidraulica/transmissao.htm
http://pt.wikipedia.org/wiki/Ondas_de_r%C3%A1dio
http://pt.wikipedia.org/wiki/Televis%C3%A3o
http://pt.wikipedia.org/wiki/R%C3%A1dio_FM
http://pt.wikipedia.org/wiki/Ionosfera
http://pt.wikipedia.org/wiki/Micro-ondas
http://pt.wikipedia.org/wiki/Radar
http://pt.wikipedia.org/wiki/Luz
http://pt.wikipedia.org/wiki/Olho
http://hps.infolink.com.br/peco/es010107.htm
http://www.geocities.com/ResearchTriangle/Lab/6116/ozonio.html
Com comprimentos de onda ainda menores, que vão de aproximadamente 10-8 até 10-11 m, encontram-se
os raios - X. Invisíveis ao olho humano esses raios podem, no entanto, atravessar estruturas físicas
variadas e ionizar átomos, além de permitir uma ampla aplicação nas engenharias, na medicina, na
indústria, na pesquisa etc.
Os raios g (gama) apresentam comprimentos de onda menores que os raios - X e geralmente são
produzidos por desintegração radiativa. Em função das energias muito elevadas que apresentam são
ionizantes, capazes de penetrar na matéria, ou atravessá-la. 
Fonte: http://pt.wikipedia.org/wiki/Ficheiro:Alfa_beta_gamma_radiation.svg
REFERÊNCIAS
CARVALHO NETO, C. Z. OMOTE, N. & PUCCI, L. F. S. Física Vivencial. São Paulo: Laborciência Editora, 1998.
CARVALHO NETO, C. Z.; MELO, M. T. E agora, professor? Por uma pedagogia vivencial. São Paulo: Instituto
para a Formação Continuada em educação (IFCE), 2004.
CARVALHO NETO, C. Z. Espaços ciberarquitetônicos e a integração de mídias, por meio de técnicas
derivadas de tecnologias dedicadas à educação. Dissertação (Mestrado em Educação Científica e
Tecnológica) - Programa de Pós-Graduação em Educação Científica e Tecnológica da Universidade Federal de
Santa Catarina, Florianópolis, 2006.
http://www.if.ufrgs.br/tex/fis142/fismod/mod05/m_s01.html
http://pt.wikipedia.org/wiki/Radia%C3%A7%C3%A3o_gama
http://pt.wikipedia.org/wiki/Radia%C3%A7%C3%A3o_ionizante
http://pt.wikipedia.org/wiki/Ficheiro:Alfa_beta_gamma_radiation.svg%20