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ATIVIDADES COMPLEMENTARES ORIENTAÇÕES PEDAGÓGICAS Ondas São exemplos de ondas: ondas do mar, ondas de rádio, som, luz, raio-x, micro-ondas dentre outras. A parte da Física que estuda as ondas e suas características é chamada de ondulatória. Características das Ondas Para caracterizar as ondas usamos as seguintes grandezas: Amplitude Comprimento de onda Velocidade Frequência Período UNIDADE(S) TEMÁTICA(S): Eixo Temático IV: Luz, Som e Calor – Tema 10: Ondas. OBJETO DE CONHECIMENTO: Ondas HABILIDADE(S) 24.1. Compreender o comportamento das ondas CONTEÚDOS RELACIONADOS: 24.1.1. Compreender como ondas transferem energia sem transferir matéria. 24.1.3. Conhecer e saber usar na solução de problemas simples a relação entre velocidade, frequência e comprimento de onda. INTERDISCIPLINARIDADE: Biologia; Matemática. SEMANA 1 Fórmulas Relação entre período e frequência O período é o inverso da frequência. Assim: Velocidade de propagação A velocidade também pode ser calculada em função da frequência, substituindo o período pelo inverso da frequência. Temos: Exemplo Qual o período e a velocidade de propagação de uma onda que apresenta frequência de 5Hz e comprimento de onda de 0,2 m? Como o período é o inverso da frequência, então: Para calcular a velocidade usamos o comprimento de onda e a frequência, assim: Tipos de Ondas Quanto à natureza, há dois tipos de ondas: -Ondas Mecânicas: para que haja propagação, as ondas mecânicas necessitam de um meio material, por exemplo, as ondas sonoras e as ondas em uma corda. -Ondas Eletromagnéticas: nesse caso, não é necessário que haja um meio material para que a onda se propague, por exemplo, as ondas de rádio e a luz. Classificação das Ondas Segundo a direção de propagação das ondas, elas são classificadas em: -Ondas Unidimensionais: as ondas que se propagam em uma direção. Exemplo: ondas em uma corda. -Ondas Bidimensionais: as ondas que se propagam em duas direções. Exemplo: ondas se propagando na superfície de um lago. -Ondas Tridimensionais: as ondas que se propagam em todas as direções possíveis. Exemplo: ondas sonoras. As ondas também podem ser classificadas de acordo com a direção de vibração: -Ondas Longitudinais: a vibração da fonte é paralela ao deslocamento da onda. Exemplo: ondas sonoras Ondas Transversais: a vibração é perpendicular à propagação da onda. Exemplo: onda em uma corda. https://www.todamateria.com.br/ondas-mecanicas/ https://www.todamateria.com.br/ondas-eletromagneticas/ ATIVIDADES 1) Uma onda propaga-se com velocidade de 200 m/s e a sua representação no plano (xy), em metros, é mostrada na figura abaixo. Determine: a) a amplitude; b) o comprimento de onda; c) a frequência ; d) o período. 2) Micro-ondas, ondas na superfície da água e ondas sonoras são respectivamente: a) ( ) eletromagnéticas, eletromagnéticas e mecânicas b) ( ) eletromagnéticas, mecânicas e mecânicas; c) ( ) mecânicas, eletromagnéticas e mecânicas; d) ( ) Mecânicas, mecânicas e eletromagnéticas 3) Ondas sonoras, de rádio e em uma corda são: a) ( ) transversais, longitudinais e longitudinais b) ( ) transversais, transversais e longitudinais; c) ( ) longitudinais, longitudinais e transversais; d) ( ) longitudinais, transversais e transversais 4-A respeito das ondas é correto afirmar: ( ) As ondas eletromagnéticas propagam-se no vácuo. ( ) Ondas transversais são aquelas que a direção da propagação é perpendicular à direção de vibração; ( )Uma onda transfere energia de um ponto através do transporte de matéria do meio de propagação. ( ) A distância entre duas cristas consecutivas é chamado período. ( ) Em uma tempestade ao notarmos um relâmpago, verificamos primeiro o clarão da luz e depois o som. ( ) As ondas transversais transportam energia e as longitudinais transportam matéria. ( ) A luz necessita de meio material para se propagar. 5-Uma fonte produz ondas periódicas na superfície de um lago. Essas ondas percorrem 2,5 m em 2 segundos. A distância entre duas cristas sucessivas de onda é 0,25 m. Determine: A) a velocidade de propagação da onda; B) o comprimento de onda; C) a frequência. 6- Num tanque pequeno a velocidade de propagação de uma onda é de 0,5 m/s. Sabendo que a frequência do movimento é de 10 Hz, calcule o comprimento da onda. ORIENTAÇÕES PEDAGÓGICAS ORIENAÇÕEPEDAGÓGICAORDAGÓGIC O que é espectro eletromagnético Trata-se da distribuição das ondas eletromagnéticas a partir dos valores dos comprimentos de onda e da frequência das radiações. O espectro eletromagnético é a distribuição das ondas eletromagnéticas, visíveis e não visíveis, de acordo com a frequência e o comprimento de onda característico de cada radiação. As ondas eletromagnéticas são aquelas que se propagam independentemente da presença de um meio material e possuem velocidade máxima, referente à propagação no vácuo, de 300.000 km/s. O olho humano só é capaz de discernir uma pequena parcela de todas as radiações eletromagnéticas existentes. O intervalo que pode ser percebido pelo sistema visual humano é denominado de espectro eletromagnético visível. O espectro visível inicia-se na frequência que corresponde à luz vermelha e termina na frequência da luz violeta. A sequência das cores no espectro visível é: vermelho, alaranjado, amarelo, verde, azul, anil e violeta. UNIDADE(S) TEMÁTICA(S): Matéria e Energia OBJETO DE CONHECIMENTO: Ondas HABILIDADE(S) (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. CONTEÚDOS RELACIONADOS: Espectro eletromagnético. INTERDISCIPLINARIDADE: Biologia; Matemática. https://brasilescola.uol.com.br/fisica/espectro-eletromagnetico.htm https://brasilescola.uol.com.br/quimica/ondas-eletromagneticas-biometria-qual-relacao.htm https://brasilescola.uol.com.br/fisica/ondas.htm https://brasilescola.uol.com.br/fisica/a-velocidade-luz.htm https://brasilescola.uol.com.br/fisica/a-velocidade-luz.htm https://brasilescola.uol.com.br/fisica/a-velocidade-luz.htm https://brasilescola.uol.com.br/oscincosentidos/visao.htm Qualquer radiação que possui frequência menor que a da luz vermelha é denominada de infravermelho. Quando as frequências são superiores à da luz violeta, as radiações são classificadas como ultravioletas. Radiações eletromagnéticas → Ondas de rádio As ondas de rádio possuem frequência mínima de 3.000 GHz e são largamente utilizadas para a transmissão de dados e localização por meio de radares. O brasileiro Roberto Landell de Moura foi a primeira pessoa a conseguir transmitir dados por meio de ondas eletromagnéticas, abrindo espaço para a criação do rádio e do telefone. → Micro-ondas São radiações que apresentam frequência entre a onda infravermelha e as ondas de rádio. As micro-ondas são utilizadas para aquecimento de alimentos em fornos micro-ondas, radares, transmissões televisivas etc. As moléculas de água presentes nos alimentos entram em ressonância com as micro-ondas liberadas pelo magnétron do forno micro-ondas. O aumento das movimentações das moléculas de água gera o aquecimento dos alimentos. → Infravermelho A radiação infravermelha é utilizada nos controles remotos de diversos aparelhos, na observação de satélites e no aquecimento de materiais para a indústria automotiva e têxtil. Qualquer objeto que troque calor com o ambiente apresenta liberação de onda infravermelha. A imagem acima foi obtida por meio de uma câmera sensível à radiação infravermelha, que destaca em vermelho as regiões do corpo em que a temperatura está mais alta. → Ultravioleta A radiação ultravioleta está compreendida entrea luz visível e os raios x. As radiações ultravioleta emitidas pelo Sol estimulam a criação de melanina, por isso, ao se expor ao Sol por determinado tempo, é possível aproveitar a incidência de radiação para gerar o efeito de pele bronzeada. → Raios X Os raios X são ondas eletromagnéticas de alta frequência que apresentam capacidade de penetração em sistemas de baixa densidade. Eles são utilizados para o diagnóstico feito por imagens. Os raios X conseguem atravessar os tecidos humanos, mas são barrados pela maior densidade dos ossos. Isso proporciona a criação de imagens para diagnósticos de fraturas, por exemplo. → Raios gama Os raios gama são ondas eletromagnéticas de altíssima frequência produzidas por transições nucleares. Em virtude do seu alto poder de penetração, são utilizados nas radioterapias para cauterização de células tumorais. Por Joab Silas Graduado em Física JúNIOR, Joab Silas da Silva. "O que é espectro eletromagnético?"; Brasil Escola. Disponível em: https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/fisica/o-que-e-espectro-eletromagnetico.htm. Acesso em 11 de março de 2021. https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/fisica/o-que-e-onda-radiofrequencia.htm https://brasilescola.uol.com.br/fisica/radar.htm https://brasilescola.uol.com.br/fisica/landell-moura-fisico-brasileiro.htm https://brasilescola.uol.com.br/fisica/landell-moura-fisico-brasileiro.htm https://brasilescola.uol.com.br/fisica/forno-microondas.htm https://brasilescola.uol.com.br/quimica/raios-infravermelhos.htm https://brasilescola.uol.com.br/quimica/tipos-radiacao-ultravioleta.htm https://brasilescola.uol.com.br/fisica/raios-x.htm https://brasilescola.uol.com.br/biologia/a-cor-pele-na-especie-humana.htm https://brasilescola.uol.com.br/fisica/raios-x.htm https://brasilescola.uol.com.br/quimica/densidade.htm https://brasilescola.uol.com.br/fisica/raios-gama-1.htm https://brasilescola.uol.com.br/doencas/cancer.htm https://brasilescola.uol.com.br/doencas/cancer.htm 1-O que é um Espectro Eletromagnético? ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ 2-Marque a opção correta: a)As ondas eletromagnéticas são: ( ) aquelas que se propagam somente em um meio material ( ) aquelas que se propagam independentemente da presença de um meio material. ( ) aquelas que se propagam tanto em um meio material quanto no vácuo. b- O intervalo que pode ser percebido pelo sistema visual humano é denominado de espectro eletromagnético visível que . ( ) inicia-se na frequência que corresponde à luz vermelha e termina na frequência da luz violeta. ( ) inicia-se na frequência que corresponde à luz vermelha e termina na frequência da luz verde. ( ) inicia-se na frequência que corresponde à luz violeta e termina na frequência da luz vermelha. ( ) inicia-se na frequência que corresponde à luz amarela e termina na frequência da luz vermelha. 3-Faça uma pesquisa sobre o tema ; “Radiações e suas aplicações na saúde” ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ATIVIDADES ORIENTAÇÕES PEDAGÓGICAS LUZ Luz é uma forma de radiação eletromagnética cuja frequência é visível ao olho humano. A luz pode propagar-se no vácuo com velocidade de aproximadamente 300 mil km/s. Para iniciarmos o estudo de Óptica devemos saber qual a definição que a luz recebe no seu estudo. Pois o estudo da óptica está diretamente ligado a natureza cognitiva da luz (Óptica Física) e a sua propagação e fenômenos ocorridos durante sua trajetória. A energia radiante tem uma enorme velocidade de propagação. O meio que ela se propaga com maior velocidade é o vácuo que Chega a uma velocidade de 3,00. 105 km/s.A luz tem uma frequência diferente das outras energias radiantes que se estende do vermelho ao violeta. Com todas as conclusões acima podemos fazer uma definição para LUZ dentro da óptica. Luz é o agente físico que, atuando nos órgãos, produz a sensação da visão. ►Fonte de luz Você sabe por que enxergamos os objetos? Os objetos enviam aos nossos olhos uma luz que nos permite enxergá-los. Assim podemos perceber porque que temos dificuldade de enxergar corpos negros, pois eles não emitem luz alguma. Concluímos que todo corpo capaz de emitir luz é uma FONTE DE LUZ. Fonte de luz primária UNIDADE(S) TEMÁTICA(S): Eixo Temático IV: Luz, Som e Calor – Tema 9: Luz OBJETO DE CONHECIMENTO: 22. Propagação da luz HABILIDADE(S) 22.1.1. Compreender que a luz em um meio uniforme desloca em linha reta e com velocidade finita. 22.1.3. Saber explicar como objetos não luminosos podem ser vistos. CONTEÚDOS RELACIONADOS: Luz INTERDISCIPLINARIDADE: Biologia; Matemática. SEMANA 3 O sol, a chama de uma vela são consideradas fonte de luz primárias pois emitem luz própria não necessitam de outros corpos para que propague luz. Fonte de luz secundária Lua, árvore e nuvens são exemplos de fonte de luz secundária, pois não emitem luz própria. Para que ocorra a emissão de luz por elas é necessário que ocorra a difusão, outros corpos refletem luz para todos os lados dos corpos de fonte de luz secundária assim eles emitem a luz recebida de outros corpos. Propagação da luz. MUNDO DA EDUCAÇÃO-Publicado por: Danielle de Miranda Princípios Luminosos -Princípio da independência dos raios de luz Quando os raios de luz se cruzam, estes seguem independentemente, cada um a sua trajetória. - Reversibilidade dos raios de luz Se um raio de luz se propaga em uma direção e um certo sentido, outro poderá propagar-se no sentido oposto, pelo mesmo caminho do primeiro. Por exemplo, é em razão desse princípio que o motorista de um automóvel pode ver um passageiro que está sentado no banco de trás do carro e o passageiro pode ver o motorista utilizando o mesmo espelho. -Princípio da propagação retilínea da luz Todo o raio de luz percorre trajetórias retilíneas em meios transparentes e homogêneos. O princípio da propagação retilínea da luz explica o aparecimento da sombra. ORIENTAÇÕES PEDAGÓGICAS 1-O que é luz? _______________________________________________________________ ____________________________________________________________________ 2-De acordo com o que você leu explique por que conseguimos enxergar um objeto. _______________________________________________________________________________________________________________________________________ 3-Quais são os princípios luminosos ?Explique cada um deles. ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________ Fenômenos ópticos Ao incidir sobre uma superfície que separa dois meios de propagação, a luz sofre algum, ou mais do que um, dos fenômenos a seguir: -Reflexão regular A luz que incide na superfície e retorna ao mesmo meio, regularmente, ou seja, os raios incidentes e refletidos são paralelos. Ocorre em superfícies metálicas bem polidas, como espelhos. -Reflexão difusa A luz que incide sobre a superfície volta ao mesmo meio, de forma irregular, ou seja, os raios incidentes são paralelos, mas os refletidos são irregulares. Ocorre em superfícies rugosas, e é responsável pela visibilidade dos objetos. -Refração A luz incide e atravessa a superfície, continuando a se propagar no outro meio. Ambos os raios UNIDADE(S) TEMÁTICA(S): Eixo Temático IV: Luz, Som e Calor – Tema 9: Luz OBJETO DE CONHECIMENTO: 22. Propagação da luz HABILIDADE(S) 22.1. Compreender os fenômenos de reflexão e refração da luz. 23.1. Compreender a formação da sombra e penumbra. CONTEÚDOS RELACIONADOS: Luz,meios ópticos , fenômenos associados á propagação de luz INTERDISCIPLINARIDADE: Biologia; Matemática. ATIVIDADES SEMANA 4 (incidentes e refratados) são paralelos, no entanto, os raios refratados seguem uma trajetória inclinada em relação aos incididos. Ocorre quando a superfície separa dois meios transparentes. -Absorção A luz incide na superfície, no entanto não é refletida e nem refratada, sendo absorvida pelo corpo, e aquecendo-o. Ocorre em corpos de superfície escura. Sombra e penumbra A sombra e a penumbra são formadas em consequência ou aplicação do princípio da propagação retilínea da luz. O princípio da propagação retilínea da luz diz que em um meio homogêneo e transparente, como o ar, a luz se propaga em linha reta. Uma das consequências ou aplicações desse comportamento da luz é a formação de sombra e penumbra, que se dá quando a luz encontra em seu caminho um objeto opaco (todo objeto que não permite a propagação da luz através de si). O que determinará a formação de sombra ou penumbra será o tipo de fonte de luz, que pode ser uma fonte pontual ou extensa, vamos distinguir os dois casos: 1º: Fonte pontual (fonte de luz com dimensões pequenas em relação ao que vai iluminar): Na figura 1, temos uma fonte pontual F e uma esfera opaca E. Uma fonte pontual F emite luz em todas as direções. A esfera opaca E não permite que a luz se propague e dessa forma os raios luminosos não atingem a região atrás da esfera. Essa região não iluminada é denominada sombra. Observe que a fonte F é pequena quando comparada às dimensões da esfera E, por isso dizemos que ela é uma fonte pontual ou puntiforme.Observando a figura, nota-se que sombra é uma região onde há ausência de luz e ocorre quando a fonte luminosa é pontual. 2º Fonte extensa (fonte de luz com dimensões consideráveis em relação ao que vai iluminar): Agora considere na figura 2 uma fonte de luz F extensa. Com a fonte de luz extensa, pode-se observar na figura que existe uma região atrás do objeto opaco que recebe uma pequena intensidade de luz da fonte, não sendo totalmente escura, esta é denominada penumbra. Logo, penumbra é uma região parcialmente iluminada e ocorre quando se tem uma fonte de luz extensa. Note que a fonte de luz e a esfera têm dimensões semelhantes e são quase do mesmo tamanho. Por isso, diz-se que a fonte é extensa. Um fenômeno que se pode observar da Terra que tem origem através da formação da sombra e penumbra é o eclipse. O eclipse é um fenômeno que envolve o Sol, a Lua e a Terra, podendo se manifestar de duas formas, eclipse solar e eclipse lunar. Eclipse Solar No eclipse solar, a sombra e a penumbra da Lua são projetadas na superfície da Terra e isso dará origem ao eclipse, que pode ser total ou parcial. O eclipse será total para observadores que estiverem na região da sombra e parcial para observadores que estiverem na região de penumbra. Eclipse Lunar A luz solar quando tangencia a Terra faz com que uma sombra seja formada na parte de trás da Terra, ATIVIDADES denominada sombra da Terra. Quando a lua entra nessa região, os observadores na Terra não conseguem mais enxergá-la, dizemos então que ocorreu um eclipse lunar. Os fenômenos de eclipse solar e lunar são exemplos da formação de sombra e penumbra Por Nathan Augusto Graduado em Física FERREIRA, Nathan Augusto. "Formação da Sombra e da Penumbra"; Brasil Escola. Disponível em: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/sombra-penumbra.htm. Acesso em 11 de março de 2021. 1-De acordo com os fenômenos ópticos: Quando pode ocorrer Reflexão regular e a Reflexão difusa ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ 2- O que é uma fonte pontual de luz? ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ 3-O que é uma fonte de luz extensa? ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________
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