Ondulatória

1. ONDAS E O EFEITO DOPPLER
Atividade referente a sequência didática do
MNPEF
 Professora: Maria Emilia Faria Seabra
 Orientador: Alexandre Bangdonas
 Co-orientador: Antônio Marcelo Martins
Maciel

2. PENSE E RESPONDA:
COMO OBSERVAÇÕES ATRAVÉS DE
TELESCÓPIOS POSSIBILITARAM
UMA SÉRIE DE ESTUDOS SOBRE O
UNIVERSO?

3. QUAL A DIFERENÇA ENTRE
ONDAS E PARTÍCULAS?

4. ONDAS
 A matéria se move. Ex: Bola,
pessoas, carros, etc.
 A Energia também se move.
 A Energia se move através das
Ondas.
 Ex: A luz (Energia) viaja do Sol até a
Terra através de 150.000.000km em
8min.

5. ONDAS
 As ondas se originam de uma perturbação
inicial que se propaga.
 Ondas são, portanto: Movimentos oscilatórios
que se propagam num meio, transportando
apenas energia, sem transportar matéria.
Podem ser classificadas quanto a sua natureza,
direção de propagação e vibração

6. Quanto a: Natureza
Mecânicas: Necessitam de um meio material para
se propagarem: som.
Eletromagnéticas: Não necessitam de um meio
material para se propagarem: Luz.
Pergunta: Se o som é uma onda mecânica e
necessita de um meio material, porque em alguns
filmes mostra o som de explosões em pelo vácuo
(ausência de matéria)?

7. ONDAS
 Ondas Mecânicas: Corda
 Ondas Eletromagnéticas: Luz

8. ONDAS: Direção de Propagação
 Quanto à direção de propagação as ondas
podem ser:
 Longitudinais: A direção de propagação é
a mesma da direção de vibração: Ex onda
em uma mola.
 Transversais: A direção de propagação e
de vibração são perpendiculares: Ondas
eletromagnéticas (luz).

9. Quanto a: Direção de Propagação
 Ondas transversais:
 Ondas Longitudinais:

10. Quanto a: Direção de Vibração
Uma onda pode ser unidimensional,
bidimensional ou
tridimensional, dependendo do número de
direções em que ela está se propagando.

11. ELEMENTOS DE UMA ONDA
 Os principais elementos de uma onda
são:
 Amplitude ou tamanho da onda;
 Velocidade;
 Cristas e vales;
 Comprimento de onda;
 Freqüência e Período da onda

12. ELEMENTOS DE UMA ONDA

13. ONDAS
 A Velocidade de uma onda
eletromagnética (Luz) no vácuo é de
300.000 km/s. Segundo Einstein a maior
velocidade do universo – limite.
 A velocidade do som no ar é de 340 m/s,
cerca de 1.200 km/h.
 Pergunta: Porque em uma tempestade
vemos o raio primeiro (relâmpago) para
depois ouvirmos o trovão?

14. ESPECTRO ELETROMAGNÉTICO
 O Espectro eletromagnético mostra todos
os tipos existentes de radiações ou de
ondas eletromagnéticas.

15. Exemplos de Ondas
Eletromagnéticas
 Luz Visível:
 Raio X:

16. Exemplos de Ondas
Eletromagnéticas
 Infravermelho:
 Ondas de rádio e TV: comunicação.

17. Exemplos de Ondas
Eletromagnéticas
 Ultravioleta: Bronzeamento artificial e
causa câncer de pele em excesso.

18. Questões
1.Como você definiria a luz branca do Sol (indique todas as
características)?
2.Relacione cada radiação do espectro descrevendo o que acontece
com a freqüência e o comprimento de onda.
3.Comente sobre o Sol e as ondas eletromagnéticas.

19. Efeito Doppler
 Vídeo da série The Big Bang Theory
 Usar o roteiro de atividades proposto
em: Cadernos do Professor de Física,
v. 2, n.5 (2016), por: Análise do
Perfil Conceitual em Ciclos de
Modelagem: Um Estudo Sobre o
Ensino do Efeito Doppler / Lúcio
Flávio de Castro Ezequiel, Ulisses
Azevedo Leitão – Lavras: UFLA,

20. Efeito Doppler
 Refere-se à variação da freqüência notada por
um observador quando a distância entre ele e uma fonte de
ondas está aumentando ou diminuindo.
 Na aproximação entre fonte e observador, o mesmo
perceberá o som emitido pela fonte mais agudo (maior
freqüência, recebe maior número de frentes de onda na
unidade de tempo) do que perceberia se fonte e observador
estivessem parados.
 Nesse caso, o comprimento de onda aparente percebido
pelo observador será menor que o comprimento da onda
emitido pela fonte (observador O1 das figuras abaixo).

21. Efeito Doppler

22. Efeito Doppler
 Se denominarmos de V a velocidade do
som, Vf a velocidade da fonte, Vo a
velocidade do observador, f a freqüência
real emitida pela fonte, a freqüência
aparente fa percebida pelo
observador será fornecida pela expressão:

23. Efeito Doppler- Regra de Sinais

24. Utilidades do Efeito Doppler
 Nos diagnósticos médicos pela ultra-
sonografia ou ecografia um método
diagnósticoque aproveita o eco produzido
pelo som para ver em tempo real as
sombras produzidas pelas estruturas e
órgãos do organismo.
 O funcionamento do radar do tipo
Doppler baseia-se nos deslocamentos dos
móveis. O aparelho emite uma onda
eletromagnética de freqüência (f’) contínua
e constante.

25. Efeito Doppler na Cosmologia
A luz também é uma onda.
As ondas luminosas também podem sofrer o efeito
Doppler. Entretanto como a velocidade da Luz é muito
elevada, ele só é perceptível se a fonte for extremamente
veloz .
Quando a fonte está se afastando , a luz recebida por nós
tem frequência aparente menor que a frequência real
emitida. Dizemos, então que houve um desvio para o
vermelho no espectro visível a luz vermelha é a de menor
frequência)
Caso a fonte esteja se aproximando , recebemos a luz cuja
a frequência aparente é maior que a frequência real
emitida, tendo havido então desvio para o azul ( no
espectro visível a luz violeta é a de maior frequência)

26. Efeito Doppler na Cosmologia
Em 1922 e 1924 o cientista russo Alexander
Friedmann e em 1927 e 1931 o cosmólogo belga
Georges Lemaître, publicaram artigos pioneiros
que retratavam um universo em expansão.
Entre 1912 e 1923 Vesto Melvin Slipher (1875-
1969), mostrou que algumas nebulosas espirais
distantes estavam se afastando da Terra, a partir
do estudo das suas linhas espectrais.
Em 1929 surgiu outra comprovação convincente
da hipótese de um universo não estático, o
astrônomo Edwin Powell Hubble identificou certo
desvio para o vermelho ao observar espectros
emitidos por nebulosa.

27. Efeito Doppler na Cosmologia

28. Efeito Doppler na Cosmologia
Esta equação representa o efeito Doppler ao medir a
frequência de ondas eletromagnéticas que estão sendo
produzidas por uma fonte que se desloca com uma
velocidade v em relação ao observador. Onde a
frequência f é percebida por um observador, quando
existe movimento relativo entre a fonte e o observador
e fo é a frequência da onda gerada.
O sinal positivo é usado no caso em que a fonte se
aproxima do observador; e o sinal negativo, quando
fonte e observador se afastam.

29. No documentário “Poeira das
estrelas”, a descrição feita por
Marcelo Gleiser do processo
de descoberta da expansão
cita o seguinte: Em 1929, um
astrônomo americano
demonstrou que Einstein
estava errado: que o universo
não era estático, que ele está
em expansão, crescendo cada
vez mais. Esse astrônomo se
chamava Edwin Hubble. Um
telescópio foi fundamental
para isso. Por que Hubble
recebe praticamente todos os
créditos referente a expansão
do Universo?

30. Lei de Hubble

31. A interpretação ortodoxa do
desvio espectral para o
vermelho p117