Buscar

Guia de Estudos da Unidade 2 - Ótica e Movimentos Ondulatórios

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você também pode ser Premium ajudando estudantes

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você também pode ser Premium ajudando estudantes

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você também pode ser Premium ajudando estudantes
Você viu 3, do total de 25 páginas

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você também pode ser Premium ajudando estudantes

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você também pode ser Premium ajudando estudantes

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você também pode ser Premium ajudando estudantes
Você viu 6, do total de 25 páginas

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você também pode ser Premium ajudando estudantes

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você também pode ser Premium ajudando estudantes

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você também pode ser Premium ajudando estudantes
Você viu 9, do total de 25 páginas

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você também pode ser Premium ajudando estudantes

Prévia do material em texto

Ótica e Movimentos
Ondulatórios
UNIDADE 2
2
ÓTICA E MOVIMENTOS ONDULATÓRIOS
UNIDADE II
PALAVRAS DO PROfESSOR
Olá, aluno (a)!
Como dito ao término do nosso primeiro guia de estudos, vamos iniciar essa nova 
unidade continuando o estudo de ondas e falaremos novamente de interferência e 
outros fenômenos ondulatórios como difração, reflexão e polarização. Depois disso, 
vamos abordar a Acústica e as Ondas Eletromagnéticas!
Espero que goste dos novos conteúdos e não esqueça sempre de procurar o tutor no 
caso de dúvidas, ok? Reforço, ainda, a importância de realizar os exercícios propostos 
no ambiente referentes a esta unidade!
Bons estudos e vamos em frente!
fENÔMENOS ONDULATÓRIOS
Interferência de Ondas em duas dimensões
Vamos relembrar o conceito de Interferência estudado na primeira unidade, onde ele corresponde a um 
fenômeno resultante da superposição de duas ou mais ondas, em que elas se encontram e uma passa pela 
outra como se não existissem, mas no momento da superposição podem acontecer duas interferências. 
São elas:
1. Interferência construtiva (ondas de mesma fase).
2. Interferência destrutiva (ondas de fases opostas). 
Fonte: LINK
http://fisicaevestibular.com.br/images/ondulatoria4/image042.jpg
3
Sejam as fontes luminosas F1 e F2 com frequências e amplitudes iguais, com concordância de fase e um 
ponto P próximo a elas:
De cada fonte partem ondas até o ponto P, a onda que parte de F1 percorre uma distância X1 e a onda que 
parte de F2 percorre X2, a diferença entre esses caminhos percorridos obedece a relação: 
PF1 – PF2 = Ø=N , 
Interferência construtiva N é par (0,2,4,....)
Interferência destrutiva N é ímpar (1,3,5,...)
Mas, se as fontes luminosas F1 e F2 com frequências e amplitudes iguais, estiverem com oposição de fase 
em um ponto P próximo a elas, a relação PF1 – PF2 = Ø=N , passa a obedecer às seguintes condições:
Interferência construtiva N é ímpar (0,2,4,....)
Interferência destrutiva N é par (1,3,5,...)
PRATICANDO
Ex. 1 Duas fontes coerentes S1 e S2, em fase, emitem sinais que são detectados no ponto P (veja a figura 
abaixo). Ache o maior valor do comprimento de onda das fontes para que o ponto P seja um ponto de 
máximo.
4
Solução
Primeiro você observa o triângulo retângulo de lados 6m, 8m e a hipotenusa que chamaremos de x1, e as 
fontes S1 e S2, necessitamos encontrar a distância entre a fonte S1 e o ponto P, usaremos o teorema de 
Pitágoras:
(X1)
2 = (6)2 + (8)2 
 (X1)
2 = 36 + 64 
 (X1)
2 = 100 
 X1 = 
X1 = 10m
Usando: PF1 – PF2 = Ø=N 
10 – 8 = N , 
Para essa situação, o maior valor de N para que a interferência tenha um máximo, ela tem que ser 
construtiva, corresponde a 2. 
2 = 2 
 = 2m
Reflexão de Ondas
Outro fenômeno importante é a Reflexão de Ondas! Isso acontece quando uma onda incide na fronteira 
entre dois meios, uma parte da energia incidente retorna ao meio onde a onda se propagava; 
Fonte: LINK
http://soumaisenem.com.br/sites/default/files/onda9.jpg
5
Como a onda não muda de meio devido a reflexão, sua velocidade permanece a mesma, ou seja, a 
velocidade da onda incidente é a mesma da onda refletida, como o comprimento de onda não é alterado, 
a sua frequência também não é alterada. O ângulo de incidência será também o de reflexão.
Difração de Ondas
Agora é a vez da Difração que só ocorre se o comprimento da onda for maior ou igual ao obstáculo. 
Você deve estar se perguntando: “O que é isso, na prática?”
Lembra daquela situação de estar passando em frente a uma porta e mesmo com ela fechada você 
conseguir ouvir a conversa? Pois bem, isso é possível devido ao fato da onda contornar obstáculos! Ela 
passa por qualquer brecha como o buraco da fechadura ou por debaixo da porta, por isso a difração ocorre 
quando uma onda encontra uma fenda, ou um obstáculo. 
As ondas devido ao fato de conseguirem contornar obstáculos e fendas podem chegar a regiões que não 
seriam atingidas caso apresentassem apenas propagação retilínea. 
Fonte: LINK
Para as ondas sonoras – que logo estudaremos – que no ar apresentam comprimentos de onda que variam 
de 1,7cm a 17m, o fenômeno da difração é percebido dia a dia. Isso porque os obstáculos satisfazem a 
condição básica para a difração, pois apresentam dimensões da ordem do comprimento do som. 
Outra coisa a ser analisada é o fato da energia não se distribuir igualmente em todas as direções. Quanto 
menor for o comprimento de onda em relação ao tamanho da fenda ou o obstáculo (d) atingido, menor 
será a capacidade de contorná-los.
Para a luz, a mesma condição deve ser verificada. A difração se faz presente quando uma onda luminosa 
atinge uma fenda com dimensões da ordem do comprimento da luz. Ao atravessar a fenda, a onda espalha-
se, assumindo uma forma praticamente esférica.
http://www.if.ufrj.br/~bertu/fis2/ondas2/difr1.gif
6
Refração de Ondas
Até agora estávamos trabalhando com uma onda que se propaga sempre no mesmo meio, e se ela mudar 
de meio, é o que chamamos de refração, fenômeno pelo qual a onda passa de um meio para outro. 
Quando uma onda muda de meio, ou seja, sofre refração, sua frequência e sua fase não variam. Isto 
significa que a onda refratada continua com a mesma frequência e em concordância de fase com a onda 
incidente.
O que não podemos esquecer é a mudança na velocidade de propagação com a mudança de meio, podendo 
haver ou não mudança na direção de propagação. No caso específico de incidência normal à fronteira de 
separação, não haverá mudança na direção de propagação.
Fonte: LINK
PRATICANDO
Ex. 1 Um pulso reto propaga-se na superfície da água em direção a um obstáculo M rígido, onde se 
reflete. O pulso e o obstáculo estão representados na figura a seguir. 
A seta indica o sentido de propagação do pulso. 
http://mundoeducacao.bol.uol.com.br/upload/conteudo_legenda/ce2668cd72ffbe6132603c1f032c4006.jpg
7
Entre as figuras abaixo, a que melhor representa o pulso P, após sua reflexão em M, é:
a) 
b) 
c)
d) 
e)
 
Solução
Para a situação, você deve lembrar que o ângulo de incidência é igual ao de reflexão, por isso a resposta 
correta corresponde ao item A.
Polarização de Ondas
Vamos tentar explicar da forma mais simples possível.
Primeiro, somente as ondas transversais podem ser polarizadas. Quando uma fonte emite luz, como os 
raios solares, ela o faz por ondas eletromagnéticas que vibram em diversas direções durante a emissão, 
incidência e reflexão. A luz que chamamos de natural ou não polarizada, vibra em várias direções 
perpendiculares a sua direção de propagação.
8
Imagem 1 
 
 
 
 
Fonte: LINK
Imagem 2
 
Fonte: LINK
Mas... Como nós podemos produzir uma onda polarizada? 
Podemos através de ondas não polarizadas, por meio de: 
	Absorção
	Espalhamento
	Reflexão
	Birrefringência
Existem diversas substâncias e materiais, que ao serem atingidos pelos feixes de luz deixam passar 
apenas uma parte da onda luminosa. Esse acontecimento é denominado como polarização da luz. A luz 
que antes estava perturbada, se propagando em diversos planos, passa a propagar em apenas um único 
plano.
 
ACÚSTICA
A Acústica é a parte da Física que estuda o Som e suas propriedades.
O Som
Nos itens anteriores e na Unidade I nós abordamos o Som sem a sua definição. Bom, o som é o resultado 
da vibração de moléculas, que provoca uma onda mecânica e longitudinal. Ela se propaga em todas as 
direções, em meios com massa e elasticidade, sejam eles meios sólidos, líquidos ou gasosos.
Para que nós possamos ouvir, é necessário que uma onda longitudinal atinja os nossos ouvidos, daí, a 
sensação que passamos a sentir, é chamada de som. 
http://brasilescola.uol.com.br/upload/conteudo/images/Onda%20luminosa%20sofrendo%20polarizacao.jpg
http://astro.if.ufrgs.br/telesc/polarizacao.jpg
9
A frequência dessa onda ocorre na faixa entre 20Hz e 20000Hz. Abaixo dos 20Hz não conseguimos ouvir, 
é o infrassom e acima de 20000Hz também não ouvimos é o ultrassom.
VOCê SAbIA?
Um fato bastante curioso sobre o som é que, por ser uma onda mecânicae necessitar 
de um meio material para se propagar, ele não é possível de ocorrer no vácuo (região 
com ausência de matéria), por isso aquelas explosões no espaço que vemos nos filmes, 
nós não teríamos como ouvi-las, apenas ver e sentir a energia se propagando.
DICA
Dá uma olhada no livro a partir da página 56. Vai ajudar a esclarecer e aprofundar ainda 
mais o assunto!
As qualidades fisiológicas do som
O que diferencia um ruído de um som é o fato do som ser uma onda periódica. 
Essas qualidades que distinguimos num som musical são sua altura, timbre e intensidade.
	 Altura 
Essa qualidade do som vai permitir você, quando ouvir um som, saber diferenciar se é grave ou agudo. Ela 
depende apenas da frequência do som.
Analisando a frequência sonora, um som pode ser classificado em:
	 Graves ou baixos: possuem frequências menores;
	 Agudos ou altos: possuem frequências maiores.
ExEMPLO
Por exemplo, a voz do homem tem frequência que varia entre 100 HZ e 200Hz e a da 
mulher entre 200 Hz e 400 Hz. Por isso, a voz do homem, costuma ser grave, ou grossa, 
enquanto a da mulher, costuma ser aguda, ou fina.
	 Timbre 
Imagine você sentado em uma praça quando passam por você simultaneamente, uma pessoa tocando 
um violão e outra uma flauta, o que permite ao seu ouvido diferenciar esses sons de mesma altura e 
intensidade, emitidos por fontes diferentes é o timbre.
???
10
O timbre nos permite identificar a voz das pessoas, como por exemplo, a voz do seu pai para da sua 
mãe. Ele representa uma espécie de “coloração” do som. No caso dos instrumentos musicais, o timbre é 
determinado pelo valor da frequência da nota e pelo número e a intensidade dos harmônicos presentes.
	 Intensidade: 
Nessa qualidade, o ouvido pode diferenciar os sons fracos dos sons fortes, com certeza você já passou 
pela situação de estar próximo de um avião em movimento, um barulho ensurdecedor das turbinas, nesse 
item você será capaz de entender o motivo de sua surdez temporária. 
A experiência mostra que o nível de intensidade sonora varia aproximadamente com o logaritmo de 
intensidade do som. Considerando Io como a menor intensidade de som audível (Io =10
-12 W/m2) e I a 
intensidade do som que se quer determinar, define-se o nível de intensidade de uma onda sonora 
 como:
VOCê SAbIA?
A unidade de medida do nível de intensidade de uma onda sonora é o decibel em homenagem a Alexander 
Grahan Bell. Só para se ter uma ideia o nível sonoro da respiração humana é de 10 dB, a conversação 
normal 60 dB, o trafego na cidade é da ordem de 70 dB, e um avião a jato decolando é de aproximadamente 
140 dB.
Para se entender melhor, essa intensidade do som representa a quantidade de energia contida no 
movimento vibratório. Essa intensidade se traduz com uma maior ou menor amplitude na vibração ou na 
onda sonora. Para um som de média intensidade essa amplitude é da ordem de centésimos de milímetros.
A intensidade de um som pode ser medida através de dois parâmetros: 
1. A energia contida no movimento vibratório (W/cm2);
2. A pressão do ar causado pela onda sonora (BAR = 1 dina/cm2).
Como valor de referência para as medições, fixou-se a menor intensidade sonora audível. Esse valor, 
obtido da média da população, para energia = 10-16 W/cm2 e para pressão = 2 x 10-4 BAR.
Observe que do ponto de vista físico, a energia contida num fenômeno sonoro é desprezível. Por exemplo, 
a energia sonora contida num grito de “gol” de um estádio de futebol lotado, mal daria para aquecer uma 
xícara de café. Já a energia da voz de toda a população de uma cidade de porte médio fosse transformada 
em energia elétrica, seria o suficiente apenas para acender uma lâmpada de 50 ou 60 Watts. 
???
11
Fonte: LINK
Um fato curioso é que os sons com frequência abaixo de 20 Hz (infrassom), são de origem natural, já os 
sons com frequência acima de 20000Hz (ultrassom) são produzidos por máquinas, e causam perturbação 
ao ouvido humano.
http://images.slideplayer.com.br/1/341323/slides/slide_2.jpg
12
O som e sua velocidade
Para que o som se propague no ar deve existir uma fonte geradora, com a formação de ondas esféricas. 
Ondas que terão um comprimento de onda e uma velocidade v de propagação. A velocidade de 
propagação do som depende da densidade e da pressão do ar e pode ser calculada pela equação:
V = 
Onde, P é a pressão atmosférica e D a densidade no SI.
Lembremos que a densidade do ar é bastante influenciada pelo vapor d’água (umidade). Mesmo com o 
fator densidade e pressão, o que mais influi na velocidade do som é a temperatura.
Temperatura (oC) Velocidade do som (m/s)
-20 319
-10 326
0 332
10 338
20 344
30 355
13
A velocidade de propagação do som depende do meio, por isso:
Vgases < VLíquidos < Vsólidos
Por exemplo:
Gases
 Hidrogênio (0oC) = 1261 m/s
 Hidrogênio (15oC) = 1290 m/s
 Nitrogênio (0oC) = 377 m/s
Líquidos
 Água (20°C) = 1490 m/s
 Benzeno (20°C) = 1250 m/s
Sólidos
 Aço (20°C) = 5000 m/s
 Chumbo (20°C) = 1200 m/s
 Rocha até 6000 m/s
 Vidro = 5370 m/s
Um fato que deve ser considerado na propagação do som é a atenuação, que é a diminuição na sua 
intensidade ao se propagar. 
Dois fatores influenciam isso:
1. Dispersão das ondas: Imagine você soltando uma bombinha de São João, o som ao se propagar 
no ar livre (ondas esféricas) tem a sua área de propagação aumentada, em função do aumento da área da 
esfera. Como a energia sonora (energia de vibração das moléculas de ar) é a mesma, ocorre uma diluição 
dessa energia, causando uma atenuação na intensidade. 
2. Perdas entrópicas: Sempre que se aumenta a pressão de um gás, a sua temperatura aumenta; 
ao se expandir o gás, a temperatura diminui (Boyle). Numa onda sonora, onde acontecem sucessivas 
compressões e rarefações, ocorrem pequenos aumentos e diminuições na temperatura do ar. Pela 2ª Lei 
da Termodinâmica, sempre que se realiza uma transformação energética, acontece uma perda, ou seja, 
parte da energia se perde em forma de calor. 
A Atenuação do som na propagação: 
	 É diretamente proporcional à frequência, ou seja, o som agudo “morre” em poucos metros, 
enquanto que o som grave se pode ouvir a quilômetros de distância;
	 É inversamente proporcional à temperatura e à umidade;
	 A poluição do ar, principalmente o monóxido e dióxido de Carbono, são muito absorventes, 
atenuando bastante o som;
	 Não sofre influência da pressão atmosférica.
14
A Velocidade do Som na propagação: 
	 É diretamente proporcional à temperatura e à umidade. 
	 Não sofre influência da pressão atmosférica. 
	 Não varia com a frequência.
Um fato curioso sobre a velocidade do som é a barreira do som, ela é o limite de velocidade em que um 
avião pode se deslocar no ar sem atropelar as ondas sonoras emitidas por ele mesmo. 
Você já teve a oportunidade de ver um avião quebrar a barreira do som, é lindo, veja pelo menos o vídeo 
sugerido abaixo, você vai gostar.
VOCê SAbIA?
A velocidade do som no ar é de 340 m/s ou 1200 km/h, aproximadamente. À medida que o avião acelera, o 
ruído aumenta, essas ondas vão se juntando e ficando como que empilhadas à sua frente, como uma série 
de barbantes entrelaçados. Quando o avião finalmente consegue superar a velocidade das ondas, rompe 
esse cordão imaginário. No momento em que a velocidade do som é ultrapassada, ouve-se um estrondo. 
É isso que chamamos romper a barreira do som. Uma vez rompida a barreira, não há mais estrondos, 
pois embora as frentes de ondas continuem a se propagar, elas vão ficando para trás e o voo prossegue 
totalmente silencioso.
Fonte: LINK
 
Fonte: LINK
???
http://www.tecnocurioso.com.br/imagens/noticia/102/394-barreira_do_som.jpg
http://msalx.mundoestranho.abril.com.br/2013/04/05/1639/Ecos0/aviao-jato-barreira-do-som.jpeg?1365190795
15
VEjA O VíDEO!
No vídeo indicado, você ter uma oportunidade de verificar um jato quebrando a barreira 
do som, observe a compressão das moléculas de ar. O vídeo tem a duração de um 
minuto e 18 segundos.
O som e suas propriedades
	 Reforço 
Imagine uma fonte sonoraque emite uma onda, esta bate em um obstáculo e se reflete, agora considere 
que o som refletido chegue ao seu na hora em que uma nova onda esteja sendo emitida, o ouvido então 
perceberá um som mais forte, pois o som emitido foi reforçado pelo refletido, a isso se dá o nome de 
reforço.
	 Reverberação – Sensação de prolongamento do som. 
Novamente imagine um som gerado dentro de um ambiente, escuta-se primeiramente o som direto e, em 
seguida, o som refletido. No caso em que essas sensações se sobrepõem, confundindo o som direto e o 
refletido, teremos a impressão de uma audição mais prolongada. 
	 Eco
Já o eco é uma consequência imediata da reflexão sonora, ele ocorre quando o som refletido é recebido 
pelo ouvido depois que o som direto já se extinguiu. 
PRATICANDO
EX. 1 Um professor de Física, ministrando a cadeira de ondulatória na Uninassau, conversa com os alunos 
sobres as características das ondas sonoras que determinam a altura e a intensidade do som. Qual das 
alternativas abaixo corresponde às características abordadas?
a) Comprimento de onda e freqüência;
b) Amplitude e comprimento de onda;
c) Amplitude e freqüência;
d) Frequência e comprimento de onda;
e) Frequência e amplitude.
Solução
De acordo com o que vimos nas definições e exemplos acima, podemos afirmar que “frequência e 
amplitude” é a resposta correta. Letra E.
https://www.youtube.com/watch?v=U3aGfUF5bXk
16
Tubos Sonoros 
Espero que você já tenha tido a oportunidade de tocar uma flauta ou uma gaita, eles são exemplos de 
tubos que, ao serem soprados, fazem a coluna de ar interna vibrar, havendo a produção de som. 
Como cada equipamento tem sua geometria, eles apresentam frequências naturais de vibração que 
dependem do comprimento do tubo e de suas extremidades, dentro de cada tubo são formadas ondas 
estacionárias e transversais.
A frequência dentro do tubo é um múltiplo inteiro da frequência da onda. Por exemplo, se a frequência é 
f, os harmônicos possuem as frequências 2f, 3f, 4f, etc.
Tubo aberto nas duas extremidades:
Tubo aberto numa extremidade e fechado na outra:
Em extremidades abertas, a onda começa ou termina em ventre (aberta).
Em extremidades fechadas, a onda termina em nó (fechada).
17
Relações dos harmônicos nos tubos abertos
18
Relações dos harmônicos nos tubos fechados
Notamos que em tubos fechados existem somente harmônicos ímpares.
PARA RESUMIR
19
PRATICANDO
Ex. 1 A figura mostra uma onda estacionária em um tubo de comprimento L = 5 m, fechado em uma 
extremidade e aberto na outra.
Considere que a velocidade do som no ar é 340 m/s e determine a frequência do som emitido pelo tubo, 
em hertz.
Solução
De acordo com a figura L= 5 /4, como L = 5,0m, faremos:
5 = 5 /4
 = 4,0m
Usando a equação da velocidade: V = F, do texto V = 340m/s
340 = 4F
F = 
F = 85 Hz
Efeito Doppler
Você já deve ter reparado o que acontece quando uma ambulância passa por você, o barulho causado 
pela sirene não se comporta de forma igual, quando ela se aproxima o som mais agudo, fica mais alto, 
até insuportável; já ao passar o som diminui, fica mais grave, chega a haver um alívio. Esse fenômeno é 
chamado de efeito Doppler. 
Fonte: LINK
http://1.bp.blogspot.com/_JJJ4o4Jcg48/TULfMAlPDmI/AAAAAAAAY-s/nUd0G_tnzTQ/s400/dopplerX.png
20
	 Fonte e observador em repouso
Quando você que é o observador e fonte sonora estão em repouso, você irá perceber o som com sua 
frequência natural. 
Fonte: LINK
	 Fonte em movimento - observador em repouso 
Se a fonte estiver em movimento e você em repouso, as frentes de onda não são mais esferas concêntricas. 
Quando a fonte emitir a segunda frente ela já não estará mais na mesma posição de quando emitiu uma 
primeira onda.
Fonte: LINK
	 Fonte em repouso - observador em movimento
Se a fonte sonora estiver em repouso e você em movimento a propagação se dará de modo a formarem-se 
frentes de ondas esféricas concêntricas.
https://firminombm.files.wordpress.com/2011/08/optica-material-0708-12-111.pdf
https://firminombm.files.wordpress.com/2011/08/optica-material-0708-12-111.pdf
21
	 Fonte e observador em movimento
Se você e a fonte sonora estiverem em movimento teremos uma combinação dos resultados anteriores.
f’ = frequência aparente
f = frequência real do som
v = velocidade do som
v = velocidade do observador
vF = velocidade da fonte sonora
22
	 O efeito Doppler e a luz
Como a luz é uma onda, ela também sofre o efeito Doppler, só que como ela tem a velocidade muito 
elevada, só perceberemos o efeito Doppler se a fonte também for muito veloz.
No espectro visível de luz o vermelho tem a maior velocidade e menor frequência, já o violeta tem a menor 
velocidade e a maior frequência.
Fonte: LINK
Por isso, quando a fonte está se afastando, a luz recebida por você tem uma frequência aparente f’ menor 
do que a frequência real emitida f, diz-se que a luz se desviou para o vermelho.
Já quando a fonte está se aproximando, a luz recebida por você tem uma frequência aparente f’ maior do 
que a frequência real emitida f, diz-se que a luz se desviou para o violeta.
DICAS
Sugiro que dê uma olhada no livro a partir da página 65, porque vai te ajudar a esclarecer 
e aprofundar ainda mais o assunto!
PRATICANDO
Ex. 1 Um aluno lê uma mensagem no whatsapp sentado no banco de uma praça e, por ser muito curioso, 
fica atento às ondas sonoras, analisa três eventos:
I – O alarme de um carro dispara quando o proprietário abre a tampa do porta-malas.
II – Uma ambulância se aproxima da praça com a sirene ligada.
III – Um mau motorista, impaciente, após passar pela praça, afasta-se com a buzina permanentemente 
ligada.
http://www.explicatorium.com/CFQ8/images/espectro-visivel.jpg
23
O aluno percebe o efeito Doppler apenas:
a) No evento I, com frequência sonora invariável.
b) Nos eventos I e II, com diminuição da freqüência.
c) Nos eventos I e III, com aumento da freqüência.
d) Nos eventos II e III, com diminuição da frequência em II e aumento em III.
e) Nos eventos II e III, com aumento da frequência em II e diminuição em III.
Solução
Como o observador que no caso será o aluno está em repouso, o efeito Doppler somente ocorre quando 
a fonte de ondas sonoras está em movimento, o que só acontece nos eventos II e III. Além disso, quando 
a fonte de ondas sonoras se aproxima, a frequência aparenta ser maior, e quando se afasta, a frequência 
aparenta ser menor. 
Letra E
Ex. 2 Um cidadão resolve descansar e apreciar a natureza sentada em uma praça, pouco tempo depois 
quando se aproxima uma ambulância com velocidade de 90 km/h. A sirene do carro está ligada e emite 
um som de frequência de 800 Hz. Sabendo que a velocidade do som no ar é 340 m/s, calcule a frequência 
aparente percebida pelo observador;
Solução
Dados:
Vo = 0; VF = 90km/h = 90/3,6 = 25m/s; f = 800Hz; VSOM = 340m/s; f’?
Como o sentido positivo é adotado sempre do observador para a fonte, a velocidade da fonte fica negativa 
e a do observador é nula, então faremos:
 = f ( )
 = 800 ( )
 = 800 ( )
 = 800 x 1,08
 = 864 Hz
24
VEjA O VíDEO!
Recomendo para você os links, para entender melhor a importância da acústica em 
nosso cotidiano. Bom proveito!
Vídeo 1
Vídeo 2
Vídeo 3
ONDAS ELETROMAGNÉTICAS
Toda onda que se propaga necessita de uma fonte geradora, e com as ondas eletromagnéticas não é 
diferente, elas são frutos da radiação eletromagnética, que pode ser considerada como um conjunto de 
ondas (elétricas e magnéticas) em forma de energia que se propaga no espaço, em meios materiais ou 
mesmo no vácuo cuja velocidade no vácuo é 300.000km/s, como, por exemplo, as ondas de rádio, TV, 
micro-ondas, infravermelho, laser, raios-X, raios , ultravioleta e visível são consideradas radiações 
eletromagnética. 
Outra informação que você deve guardar é que a radiação eletromagnética é emitida e absorvida por 
partículas com carga elétrica aceleradas.
Agora, imagine uma onda eletromagnética, nela temos o campo elétrico e o campo magnético que oscilam, 
e guardam uma relação fixa entre si, eles sãoperpendiculares entre si, e também perpendiculares à 
direção em que a onda se propaga. 
Cientista Trabalho realizado
Hans Christian Oersted Descobriu que corrente elétrica produz 
campo magnético. 
Michael Faraday Descobriu que campos magnéticos 
variáveis no tempo produzem campos 
elétricos.
James Clerk Maxwell Descobriu que campos elétricos 
variáveis no tempo produzem campos 
magnéticos variáveis no tempo (lei da 
indução de Maxwell).
http://mundoeducacao.bol.uol.com.br/fisica/altofalantes.htm
http://mundoeducacao.bol.uol.com.br/fisica/a-sensibilidade-auditiva.htm
http://mundoeducacao.bol.uol.com.br/fisica/som-infrassom-ultrassom.htm
25
Agora que você passou a entender um pouco sobre a radiação eletromagnética e as ondas, fica mais 
fácil perceber como uma onda transporta energia e que a energia eletromagnética é emitida por qualquer 
corpo que possua temperatura acima de zero absoluto (0 Kelvin). 
Como exemplo, temos o Sol e a Terra que são as duas principais fontes naturais de energia eletromagnética 
utilizadas no sensoriamento remoto da superfície terrestre. 
Com isso, verificamos que praticamente toda a troca de energia entre a Terra e o resto do Universo 
ocorre por radiação, que é a única que pode atravessar o relativo vazio do espaço. Tanto o sistema terra-
atmosfera está constantemente absorvendo radiação solar, como também emitindo sua própria radiação 
para o espaço. 
Com o passar do tempo as taxas de absorção e emissão são aproximadamente iguais, de modo que o 
sistema está muito próximo ao equilíbrio radiativo. As várias formas de radiação, caracterizadas pelo seu 
comprimento de onda, compõem o espectro eletromagnético
DICAS
Sugiro que observe o seu livro-texto, a partir da página 69! Lá você vai encontrar mais 
informações sobre o tema, que vão te ajudar a esclarecer e aprofundar ainda mais o 
assunto.
PALAVRA fINAL
Encerramos aqui a nossa segunda unidade!
Vimos os fenômenos ondulatórios, a acústica e as ondas eletromagnéticas! 
O assunto é bem interessante e espero que você esteja compreendendo com facilidade. 
Como falei anteriormente, se algo não ficou claro, entre em contato com o seu tutor! 
Ele está a postos para te ajudar no que você precisar!
Ao término da leitura deste guia e do capítulo referente a este tema no seu livro-texto, 
realize a atividade avaliativa do ambiente!
Encontraremos-nos na terceira unidade!
Até lá!
	1
	_GoBack

Outros materiais