Luz e radiação eletromagnética: entendendo o espectro visível e invisível

Ciências da Natureza e suas
Tecnologias - Física
Ensino Médio, 3ª Série
Luz e Radiação Eletromagnética

Física, 3º Ano
LUZ
Há tempos que o homem se preocupa com a luz e com a escuridão. A
princípio, as únicas fontes de luz conhecidas eram o Sol, a Lua e as
estrelas.
Imagem: Magnus Manske / Creative
Commons Attribution 1.0 Generic license.
Imagem: Luc Viatour /
www.Lucnix.be / Creative
Commons Attribution-Share Alike
3.0 Unported license.
Imagem: ESA /Hubble / Creative Commons
Attribution-Share Alike 3.0 Unported license.

Com o surgimento do fogo, formas não naturais começam a ser
usadas, tais como: as tochas , velas e lamparinas. Posteriormente,
surgem as lâmpadas e o laser.
Física, 3º Ano
Imagem:
Panther40k
/
Creative
Commons
Attribution
2.0
Germany
license.
Imagem:
4028mdk09
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Elembis
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Domínio
público
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Sledzik1984
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GNU
Free
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David
Falconer
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United
States
Public
domain

Física, 3º Ano
A vida na Terra está baseada na presença da luz, sem ela seria
impossível a sobrevivência do homem em nosso planeta.
As plantas precisam da Luz para que ocorra
a fotossíntese e, consequetemente, a
produção de oxigênio
As brisas e ventos são formados pelo
aquecimento do ar.
Imagem: Mobentec / Creative Commons Attribution-
Share Alike 3.0 Unported license
Imagem: Christian Frausto Bernal / Creative Commons
Attribution-Share Alike 2.0 Generic license.

Física, 3º Ano
Para os filósofos gregos da antiguidade, que tinham uma visão atomística das
coisas, a luz seria formada de pequenas partículas( átomos ) que se soltavam dos
objetos penetrando em nossos olhos possibilitando a visão. As partículas de luz
seriam uma espécie de miniatura dos objetos que saiam em todas as direções,
essas partículas receberam o nome de simulacros ou eidola.
Imagem: Autor Desconhecido / Public
domain
Imagem: Micky Zlimen /
Creative Commons Attribution-
Share Alike 2.0 Generic
license.

Imagem: Autor Desconhecido / Public
domain
Física, 3º Ano
Já para a escola pitagórica , existia em cada um de nós um espécie de fogo
interior que emitiria, através dos olhos, raios luminosos em direção ao
objeto sendo refletido por ele e retornando ao nossos olhos. Esses raios
de luz receberam o nome de quid.
Imagem: Nadir Hashmi / CC BY-NC-ND 2.0)

Física, 3º Ano
A ideia que se tem hoje de Luz teve origem no pensamento de filósofos
árabes que diziam que a luz tinha existência própria. Ela não dependia
do objeto nem do olho humano.
A luz dependeria da fonte luminosa
1- Fonte que emite luz( Fontes Luminosas)
Imagem: Rrinsindika / Creative Commons Atribuição-
Partilha nos Termos da Mesma Licença 3.0 Unported.

Física, 3º Ano
2- Fonte que desviam a luz ( objetos Iluminados)
Mas o que realmente será a luz e de que ela é formada?
Imagem:
Wurzelgnohm
/
Creative
Commons
CC0
1.0
Universal
Public
Domain
Dedication.

Física, 3º Ano
Isaac Newton desenvolveu sua teoria baseada no fato da luz
ser composta por partículas pequeninas que não poderiam
ser vistas em sua unidade. Ele chamou essas partículas de
corpúsculos de luz.
A luz branca, que vinha do Sol, seria formada por diferentes corpúsculos
de cores diferentes que, ao atravessarem um prisma, seriam desviados por
forças diferentes separando-as .
Imagem: Suidroot / GNU Free Documentation
License

Física, 3º Ano
Durante o século XVII, um contemporâneo de Isaac Newton,
Huygens, observou que dois feixes de luz, ao se cruzarem, não
sofriam desvios. Mas, se a luz era formada de partículas, como é
que elas não sofriam colisões durante o cruzamento dos seus
feixes?
Para explicar este fato, Huygens propôs que a luz seria constituída de
perturbações do meio entre a fonte e o observador. A luz seria então uma onda.
Imagem: Yoyokits / domínio público

Física, 3º Ano
Chegamos então ao conceito contemporâneo de Luz;
A Luz é uma energia radiante que causa a sensação de visão.
Fonte de luz
Objeto Iluminado
Imagens: Clip Art´s do próprio Power Point.

Física, 3º Ano
James Clerk Maxwell (1831-1879)
Segundo Maxwell
Mas o que vem a ser energia radiante? Energia Radiante são ondas
eletromagnéticas.
“Sempre que uma carga elétrica é acelerada, ela emite
ou irradia uma onda eletromagnética, isto é, campos
elétricos e magnéticos oscilantes, que se propagam
no espaço, apresentando todas as propriedades de
um movimento ondulatório.”
Imagem:
G.
J.
Stodart
/
domínio
público

Física, 3º Ano
Com essa hipótese, Maxwell, generalizou, matematicamente, os princípios da
eletricidade. A verificação experimental de sua teoria só foi possível quando se
passou a considerar um novo tipo de onda, a chamada onda eletromagnética.
Essa onda surge como consequência de dois efeitos: um campo magnético
variável produz um campo elétrico, e um campo elétrico variável produz um
campo magnético. Esses dois campos em constantes e recíprocas induções
propagam-se no vácuo.
Comp. De onda Direção de
propagação
Campo
Magnético ( B )
Campo
Elétrico
( E )
Imagem:
SuperManu
/
GNU
Free
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License

Física, 3º Ano
As ondas eletromagnéticas são ondas transversais.
Vale lembrar que ondas transversais são aquelas cuja direção de
propagação é perpendicular à direção de vibração.
Direção do
movimento
das partículas
Direção de
propagação
da onda
Onda

Física, 3º Ano
A velocidade de propagação, no vácuo, de uma onda eletromagnética
é 3.108 m/s.
A distância entre a Terra e Sol é de aproximadamente 150.000.000 km.
A luz do Sol demora aproximadamente 8 minutos até chegar a Terra.
Imagem:
Carlos
Rosa
PT
/
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Atribuição
-
Partilha
nos
Mesmos
Termos
3.0
Não
Adaptada

Física, 3º Ano
É importante tomarmos consciência de que estamos
imersos em ondas eletromagnéticas. Iniciando pelo
Sol, a maior e mais importante fonte para os seres
terrestres, cuja vida depende do calor e da luz
recebidos através de ondas eletromagnéticas (1)
Imagem:
Ascánder
/
public
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Física, 3º Ano
Vamos lembrar o que é comprimento de onda e frequência!
Imagem: Autor desconhecido / GNU Free Documentation License

Física, 3º Ano
O comprimento de onda é a distância entre duas cristas
consecutivas ou dois vales consecutivos.
 = Comprimento de onda
Imagem: Parakalo / GNU Free Documentation
License

Física, 3º Ano
O número de ciclos feito por um ponto vibrante em sua unidade de
tempo chamamos de Frequência.
F = n/Δt
Quanto maior a frequência maior a energia armazenada na onda
e menor o comprimento de onda.

Física, 3º Ano
O espectro visível da luz é uma onda eletromagnética que, ao penetrar em
nossos olhos, pode sensibilizar a retina e desencadear o mecanismo da
visão.
Imagem:
NIH
en:National
Eye
Institute
/
Public
domain
Imagem:
Autor
desconhecido
/
Public
domain

Física, 3º Ano
A luz visível possui uma faixa estreita de frequências que se estende
aproximadamente de 4,5. 1014Hz (vermelho), a 7,5. 1014Hz (violeta)
capaz de sensibilizar a visão.
Essa faixa possui as sete cores fundamentais e podemos
relacioná-las em ordem crescente de frequência, como: vermelho,
alaranjado, amarelo, verde, azul, anil e violeta.

Física, 3º Ano
1-As radiações cujas frequências estão abaixo de 4,5. 1014Hz (luz
vermelha) não são capazes de sensibilizar a retina, portanto, são
invisíveis ao olho humano. Como, por exemplo, as ondas de TV e os
raios infravermelhos
Atenção!!
2- As radiações cujas frequências estão acima de 7,5. 1014Hz (luz
violeta) também não são capazes de sensibilizar a retina, portanto,
são invisíveis ao olho humano. Como, por exemplo, os Raios
Ultravioleta e os Raios X

Física, 3º Ano
Abaixo temos um modelo do espectro eletromagnético
completo
Imagem:
Autor
desconhecido
/
Public
domain

Física, 3º Ano
Atualmente, a forma de luz visível que causa grande encanto é o LASER.
LASER é a junção das letras de “Ligh Amplification by Stimulated
Emission of Radiation”, que em português quer dizer
“amplificação da luz por emissão estimulada por radiação”.
Imagem: Jeff Keyzer / Creative Commons Attribution
2.0 Generic license
Imagem: Autor desconhecido / Public domain

Física, 3º Ano
1- A luz é monocromática (possui uma única cor);
O laser possui características próprias:
2- A luz é coerente (emitida em uma única frequência);
3- A luz é colimada (os raios são quase paralelos);
4-Grande concentração de energia em pequena área.
Imagem:
ΒΟΥ
/
Creative
Commons
Attribution-Share
Alike
3.0
Unported

Física, 3º Ano
Em razão dessas características, o laser é muito
aplicado nas cirurgias médicas, em pesquisas
científicas, e nos leitores de CD e DVD. O laser de
dióxido de carbono tem sido muito utilizado na
indústria, pois possibilita um processo rápido de corte
e solda de materiais.
Imagem: Metaveld BV / Creative Commons Attribution-Share
Alike 3.0 Unported
Imagem: CMRF Crumlin / Creative
Commons Atribuição 2.0 Genérica.
Imagem: Vincent1969 / Creative Commons
Atribuição 2.5 Genérica

Física, 3º Ano
Tente discutir algumas questões com seu aluno.
Exercício ou comparações
1- Leve para sala de aula um apontador laser e uma lâmpada
incandescente vermelha. Use as duas fontes de luz e peça aos
alunos que diferenciem as duas.
2- Leve um aparelho de som para a sala, ponha um CD para
tocar, explicando, assim, a diferença entre a leitura do CD e a
propagação do som.

Slide Autoria / Licença Link da Fonte Data do
Acesso
2 Magnus Manske / Creative Commons Attribution
1.0 Generic license.
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:2002-
08_Westerland_Sundown.jpg
05/04/2012
2 Luc Viatour / www.Lucnix.be / Creative
Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported
license.
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oon_Luc_Viatour.jpg
05/04/2012
2 ESA/Hubble / Creative Commons Attribution-
Share Alike 3.0 Unported license.
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g
05/04/2012
3 Panther40k / Creative Commons Attribution 2.0
Germany license.
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Torch.j
pg
05/04/2012
3 4028mdk09 / Creative Commons Attribution-
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Einzeln
e_Kerze.JPG
05/04/2012
3 Elembis / Domínio público http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Light_b
ulb_icon.svg?uselang=pt-br
05/04/2012
3 Sledzik1984 / GNU Free Documentation License http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Vizual_
pokazy_laserowe_1.jpg
05/04/2012
3 David Falconer / United States Public domain http://commons.wikimedia.org/w/index.php?titl
e=File:THE_SETTING_SUN_AND_GLASS_LANTER
N,_SYMBOLS_OF_SOLAR_ENERGY_AND_MANM
ADE_LIGHTING,_ALONG_THE_OREGON_COAST_
NEAR_LINCOLN..._-_NARA_-_555471.tif&page=1
05/04/2012
4 Mobentec / Creative Commons Attribution-
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Alpine_
Strawberry_Plant.jpg
05/04/2012
Tabela de Imagens

Acesso
4 Christian Frausto Bernal / Creative Commons
Attribution-Share Alike 2.0 Generic license.
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Pinus_
devoniana_in_wind.jpg
05/04/2012
5 Autor Desconhecido / Public domain http://en.wikipedia.org/wiki/File:Orange-fruit-
2.jpg
05/04/2012
5 Micky Zlimen / Creative Commons Attribution-
Share Alike 2.0 Generic license.
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acro.jpg
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6 Micky Zlimen / Creative Commons Attribution-
Share Alike 2.0 Generic license.
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Eye_m
acro.jpg
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6 Nadir Hashmi / Attribution-NonCommercial-
NoDerivs 2.0 Generic (CC BY-NC-ND 2.0)
http://www.flickr.com/photos/88528463@N00/
2109614125/
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7 Rrinsindika / Creative Commons Atribuição-
Partilha nos Termos da Mesma Licença 3.0
Unported.
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:..........s
unset........jpg?uselang=pt-br
05/04/2012
8 Wurzelgnohm / Creative Commons CC0 1.0
Universal Public Domain Dedication.
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Moon_
35x.jpg?uselang=pt-br
05/04/2012
9 Suidroot / GNU Free Documentation License http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Prism-
rainbow.svg
05/04/2012
10 Yoyokits / domínio público http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Huygen
sDiffraction.jpg?uselang=pt-br
05/04/2012
11 Clip Art´s do próprio Power Point. 05/04/2012
12 G. J. Stodart / domínio público http://commons.wikimedia.org/wiki/File:James_
Clerk_Maxwell.png?uselang=pt-br
05/04/2012
Tabela de Imagens

Acesso
13 SuperManu / GNU Free Documentation License http://en.wikipedia.org/wiki/File:Onde_electrom
agnetique.svg
05/04/2012
15 Carlos Rosa PT / Creative Commons - Atribuição -
Partilha nos Mesmos Termos 3.0 Não Adaptada
http://pt.wikipedia.org/wiki/Ficheiro:Sol_Terra_L
ua.JPG
05/04/2012
16 Ascánder / public domain http://en.wikipedia.org/wiki/File:The_Sun_with_
Prominence.jpg
05/04/2012
17 Autor desconhecido / GNU Free Documentation
License http://pt.wikipedia.org/wiki/Ficheiro:Onda.png
05/04/2012
18 Parakalo / GNU Free Documentation License http://pt.wikipedia.org/wiki/Ficheiro:Comprime
nto-de-onda.png
05/04/2012
20 NIH en:National Eye Institute / Public domain http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Human
_eye.jpg
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20 Autor desconhecido / Public domain http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Espectr
o_Electromagn%C3%A9tico.JPG
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23 Autor desconhecido / Public domain http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Espectr
o_Electromagn%C3%A9tico.JPG
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24 Jeff Keyzer / Creative Commons Attribution 2.0
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05/04/2012
24 Autor desconhecido / Public domain http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Starfire
_Optical_Range_-_three_lasers_into_space.jpg
05/04/2012
25 ΒΟΥ / Creative Commons Attribution-Share Alike
3.0 Unported
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26 Vincent1969 / Creative Commons Atribuição 2.5
Genérica
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M.jpg?uselang=pt-br
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26 Metaveld BV / Creative Commons Attribution-
Share Alike 3.0 Unported
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p_van_Amada_FO-
4020NT_4kW_industriele_laser.jpg
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26 CMRF Crumlin / Creative Commons Atribuição
2.0 Genérica.
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05/04/2012
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