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Espetro Eletromagnético e Tipos de Luz
- 2. Espetro eletromagnético Tipos de luz Há diferentes tipos de luz visível e de luz não visível. A luz visível proveniente do Sol, que também se designa luz branca, é uma mistura de diferentes tipos de luz. Foi o físico Isaac Newton quem primeiro avançou esta conclusão, em 1669, baseado na observação da mancha colorida resultante da luz do Sol, quando esta atravessava um prisma de vidro. Fig.1 Isaac Newton 1643-1727.
- 3. Espetro eletromagnético Fig.2 Dispersão da luz branca quando atravessa um prisma de vidro, observando-se a separação em várias cores. Isaac Newton explicou o fenómeno de dispersão da luz branca do seguinte modo: as várias cores que se observam nos dois casos são as que já existem na constituição da luz branca, antes de esta atravessar o vidro do prisma ou a água das gotas de chuva.
- 4. Espetro eletromagnético A luz policromática é uma mistura de vários tipos de luz monocromática, por isso, quando atravessa um prisma de vidro ou gotículas de chuva, as diferentes cores são separadas, designando-se este fenómeno por dispersão da luz. A luz monocromática tem uma frequência bem definida. Luz branca Policromática Várias cores sobrepostas
- 5. Espetro eletromagnético Meio Velocidade (m/s) Luz vermelha Luz azul Vácuo 300 000 000 300 000 000 Ar 300 000 000 300 000 000 Água 226 600 000 224 500 000 Vidro 198 300 000 196 600 000 Velocidade da luz visível no vácuo 300 000 000 m/s Velocidades da luz visível noutros meios inferiores a 300 000 000 m/s Velocidade da luz visível no ar 300 000 000 m/s ≅ > Com que velocidade se propaga a luz visível? Independente da frequência Depende da frequência
- 6. Espetro eletromagnético A energia da luz visível, que é constituída pelas cores vermelha, alaranjada, amarela, verde, azul, anil e violeta, aumenta do vermelho para o violeta. Alguns tipos de luz são menos energéticos do que a luz visível – ondas de rádio, micro-ondas e luz infravermelha – e outros são mais energéticos – luz ultravioleta, raios X e raios γ (gama). Fig.3 Câmara de luz infravermelha.
- 7. Espetro eletromagnético Luz não visível menos energética do que a luz visível Luz não visível mais energética do que a luz visível Luz visível
- 8. Espetro eletromagnético A Terra recebe do Sol todos estes tipos de luz, mas alguns são filtrados pela atmosfera e não chegam à superfície terrestre, ou chegam em quantidade mais reduzida.
- 9. Espetro eletromagnético A frequência e o espetro eletromagnético Os diferentes tipos de luz correspondem a radiações eletromagnéticas com frequências muito diferentes. Fig.4 Espetro eletromagnético.
- 10. Espetro eletromagnético A luz visível corresponde a um conjunto de ondas eletromagnéticas num intervalo "estreito" de frequências compreendidas entre 4 x 1014 Hz e 8 x 1014 Hz, aproximadamente. Fig.5 Luz visível. Fig.4 Espetro eletromagnético.
- 11. Espetro eletromagnético Para frequências inferiores a 4 × 1014 Hz, a luz é não visível e inclui, por ordem decrescente da frequência, luz infravermelha, micro-ondas e ondas de rádio.
- 12. Espetro eletromagnético Para frequências superiores a 8 × 1014 Hz, a luz é não visível e inclui, por ordem crescente da frequência, luz ultravioleta, raios X e raios γ.
- 13. Ondas de rádio Espetro eletromagnético Ondas de baixa frequência e energia. São utilizadas na transmissão de informação à distância. Os radares meteorológicos detetam com precisão os movimentos das massas de ar essenciais nas previsões do tempo. O rádio, televisão e telemóvel são dispositivos eletrónicos que comunicam usando ondas de rádio. Fig.6 Radar. Fig.7 Telemóvel e antenas.
- 14. Micro-ondas Espetro eletromagnético Ondas de baixa frequência e energia. São utilizadas nas comunicações com satélites e via satélite. Algumas são utilizadas no aquecimento de alimentos. Nos sistemas Bluetooth as micro-ondas transportam a informação que nos permite comunicar. Fig.8 Transmissão Bluetooth. Os auriculares sem fios utilizam micro-ondas na sua comunicação. Fig.9 Auriculares sem fios.
- 15. Luz IV (infravermelha) Espetro eletromagnético É utilizada na transmissão de informação a pequena distância e no aquecimento. A termografia é uma técnica que permite elaborar mapas do nosso corpo, por exemplo, para deteção precoce de cancro. Fig.10 Termografia. Os leitores de códigos de barra usam a radiação Infravermelha para decifrar as barras e converter em números. Fig. 11 Leitor de código de barra.
- 16. Luz visível Espetro eletromagnético A luz visível artificial permite-nos ver quando não somos iluminados pelo Sol. Lâmpadas e LED são emissores de luz visível detetada pelos nossos olhos. Fig.12 Lâmpadas LED. Fig.13 Candeeiro.
- 17. Luz UV (ultravioleta) Espetro eletromagnético Interage fortemente com a matéria. É utilizada na destruição de micro-organismos, permitindo a esterilização de materiais. Os microscópios de ultravioleta utilizam este tipo de luz, tendo maior poder de resolução do que os de luz visível. Fig.14 Microscópio de luz ultravioleta. Fig.15 Desinfeção com UV. A lâmpadas UV podem ser usadas na desinfeção de áreas hospitalares.
- 18. Raios X Espetro eletromagnético Têm elevada frequência e energia, e um grande poder penetrante. Os aparelhos de radiologia e de TAC têm emissores de raios X. Fig.16 TAC. Fig.17 Aparelho de raios x. Os equipamentos de cristalografia raios X permitem determinar a estrutura tridimensional de moléculas pequenas.
- 19. Raios γ Espetro eletromagnético São os de máxima frequência e energia. Alguns aparelhos de exame imagiológico de medicina nuclear são emissores de raios gama. Fig.18 Tomografia por emissão de positrões (PET scan).
- 20. Em síntese Existem diferentes tipos de luz ______ e não visível. A __________ é uma mistura de vários tipos de luz visível com diferentes cores – _______________. A luz de uma só cor é _______________. Só a luz policromática sofre _________ num prisma de vidro. visível luz policromática monocromática luz branca dispersão Fecha o teu manual e preenche os espaços em branco.
- 21. Em síntese A __________ da _________ no ar é praticamente igual à sua velocidade no vácuo – __________ m/s – e não depende da frequência. Noutros meios a __________ da luz visível é _____________________ e o valor depende da frequência. A Terra recebe do Sol todos os tipos de luz, visível e não visível, mas nem todos chegam à superfície terrestre. Raios X e raios γ ficam retidos na _________. velocidade 300 000 000 velocidade luz visível menor do que no vácuo atmosfera Fecha o teu manual e preenche os espaços em branco.
- 22. Em síntese No _____________________, os diferentes tipos de luz estão distribuídos por ordem crescente de frequência e, consequentemente, de energia. espetro eletromagnético Fecha o teu manual e preenche os espaços em branco. Atualmente, vários tipos de luz podem ser produzidos artificialmente e utilizados por tecnologias muito variadas para diferentes fins, como nas comunicações à distância e na medicina.