Universidade Federal do Rio Grande do Sul Instituto de Física
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SIGNIFICADO DA FÍSICA
SIGNIFICADO DO COTIDIANO
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LUZ
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Se alguém lançar uma pedra sobre um local que contenha água parada, como uma piscina, perceberá a formação de circunferências que sairão do ponto onde a pedra atingiu a superfície da água.
Essa perturbação é uma onda, e nesse caso ela ocorreu em um meio material – a água.
O QUE É A LUZ?
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Enquanto a água está parada não se observa nenhuma onda. É necessário ao menos uma perturbarção para que isso aconteça, resultando na foração da onda.
Na fotografia anterior foram observadas diversas ondas, posicionadas em fase uma ao lado da outra.
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Quando as ondas estão em fase, seus topos formam uma frente de onda, que é o que comumente se chama de onda quando falamos do mar. É na frente de onda que costumam ficar os surfistas.
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Uma forma simples de observar uma única onda consiste em fornecer pulsos a uma corda amarrada por uma de suas extremidades.
Dessa forma, temos que uma onda será o resultado de uma perturbação.
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A luz também pode ser considerada uma onda, mas não uma onda mecânica, como a observada na corda e na água, mas sim uma onda eletromagnética, que é gerada pela oscilação de uma carga elétrica.
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A luz emitida pelo Sol é um exemplo disso. Ela consegue chegar até a Terra mesmo havendo vácuo entre ambos.
Diferentemente das ondas mecânicas, as ondas eletromagnéticas não necessitam de um meio material para se propagar.
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Uma onda é caracterizada por uma frequência, que indica quantas vezes ela oscila em um segundo, e também por um comprimento de onda (l), que mostra qual a distância que a onda percorre quando executa uma oscilação completa.
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RETILINEARIDADE: a luz se propaga naturalmente em linha reta (raio luminoso);
REVERSIBILIDADE: um raio luminoso não possui um sentido preferencial de propagação;
INDEPENDÊNCIA DOS RAIOS LUMINOSOS: um raio luminoso, ao cruzar com outro, não influencia em sua propagação.
ALGUMAS CARACTERÍSTICAS DA LUZ
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R E V E R S I B I L I D A D E
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R E T I L I N E A R I D A D E
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Durante muito tempo se pensou que a luz era transmitida instantaneamente de um ponto para outro, ou seja, ela teria uma velocidade infinita.
Entretanto, experimentos realizados principalmente entre os séculos XVII e XIX foram úteis na constatação de que, na realidade, a velocidade de propagação da luz é bastante o grande, porém é uma velocidade finita.
VELOCIDADE DA LUZ
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O valor da velocidade da luz no vácuo, conhecido pela constante c, vale aproximadamente:
c ≈ 3 x 108 m/s = 300.000.000 m/s= 83.333.333 km/h
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Por consequência disso, a luz proveniente do Sol demora cerca de 8 minutos para chegar até à Terra, isso porque nosso planeta está localizado, em média, a 150 milhões de quilômetros de distância.
Também pela velocidade da luz ser finita foi criada a unidade de comprimento ano-luz, que corresponde a distância percorrida pela luz em um ano, bastante útil na Astronomia:
1 ano-luz = 9.460.730.472.580,8 km
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Dependendo do material sobre o qual um feixe de luz incide, ele poderá percorrer diferentes caminhos. Por esse motivo, os materias foram classificados por três diferentes maneiras quanto à transmissão da luz.
REAÇÃO DOS MATERIAIS À LUZ
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MATERIAIS TRANSPARENTES: permitem que a maior parte da luz os atravesse, como podemos notar na água e no vidro, por exemplo;
MATERIAIS TRANSLÚCIDOS: uma parte da luz consegue atravessá-los, como vemos na folha de papel, mas em quantidade menor quando comparados aos materiais transparentes;
MATERIAS OPACOS: não permitem a transmissão da luz por sua estrutura. Comum à maioria dos materias, como observado nas paredes.
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REFLEXÃO E REFRAÇÃO
A reflexão e a refração são os fenômenos ópticos mais comuns, mas mesmo assim permanecem entre os mais importantes.
Devido a eles diferentes eventos do cotidiano, sejam aqueles familiares ou outros que costumam passar despercebidos, podem ser formalmente explicados.
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A reflexão ocorre quando a luz, ao encontrar determinado objeto, retorna para o mesmo lado do qual surgiu. Assim, a reflexão pode ocorrer tanto em meios trasparentes quanto meios translúcidos ou opacos.
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Graças a reflexão que conseguimos enxergar nossa própria imagem nos espelhos, por exemplo.
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ÁGUA
Já na refração a luz consegue atravessar o objeto sobre o qual incide, porém se observa um desvio em sua trajetória. Por esse motivo a refração ocorre em meios transparentes ou translúcidos.
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A refração é muito útil nos instrumentos ópticos que envolvem lentes, como microscópios, câmeras fotográficas e telescópios, assim como nos óculos.
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Estima-se que há aproximadamente 4 bilhões de anos uma molécula teve a proeza de fazer cópias de si mesma. Logo suas descendentes ganharam capas de proteína para proteger seu material genético. Assim surgiram as primeiras células e, consequentemente, a vida na Terra.
VISÃO
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Avançando muitíssimo no tempo, para 600 milhões de anos atrás, já existiam seres multicelulares que viviam na chamada sopa primordial, uma espécie de oceano que continha água e outras substâncias necessárias à vida. Esses pequenos seres se alimentavam de moléculas que ficavam soltas na sopa, mas a comida foi ficando rara e o jeito encontrado foi partir para outra prática: o canibalismo.
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Na luta para conseguir o nutriente nosso de cada dia, esses seres conseguiram uma nova arma, algo que lhes permitia captar o movimento dos rivais a partir da luz que seus oponentes refletiam. Dessa forma surgiram os olhos e o cérebro, inicialmente em vermes semelhantes aos platelmintos.
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Essencial à visão:
LUZOLHOS
CEREBRO´
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O funcionamento da visão permaneceu cercada por dúvidas por muito tempo, pois pouco se sabia a respeito de seus mecanismos.
Por exemplo, não era sabido se a luz saia dos objetos e entrava em nossos olhos ou se ocorria exatamente o contrário, com luz sendo ejetadas por nossos olhos e encontrando os objetos.
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Hoje se sabe que a luz entra em nossos olhos e que é devido a essa propriedade que podemos enxergar determinados objetos.
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O OLHO HUMANO
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Durante a visão, a luz atravessa a córnea, uma película transparente que envolve o globo ocular, e então entra nos olhos através da pupila, uma abertura presente na íris, a parte colorida dos olhos.
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Após a luz chega ao cristalino, uma espécie de lente presente no interior do olho, onde será refrada, seguindo para a retina, a parte do fundo dos olhos, onde a imagem será formada.
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A retina é coberta com inúmeras células sensíveis a luz. As informações por elas recebidas são enviadas por meio do nervo óptico até o cérebro, onde finalmente as imagens serão interpretadas.
Os meios de formação de imagens no olho humano serviram como modelo para o funcionamento de muitos instrumentos ópticos, como as câmeras fotográficas.
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ILUSÕES DE ÓPTICA
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REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS:
GASPAR, A. (2006). Física: Volume Único. Ática. São Paulo.
HEWITT, P.G. (2009). Fundamentos de Física Conceitual. Bookman. Porto Alegre.
MÁXIMO, A.; ALVARENGA, B. (2009). Física: Volume 2. Scipione. São Paulo.
PIETROCOLA, M. et al (2010). Física em Contextos: Pessoal, Social e Histórico: Energia, Calor, Imagem e Som. FTD. São Paulo
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CRÉDITOS DAS IMAGENS E ANIMAÇÕES:
A seguir estão relacioadas as fontes das imagens e animações e os slides nos quais foram utilizadas.
Autor: slides 06, 12, 14, 20, 22, 24, 40.
Buratto: slide 41. Disponível em <http://buratto.org/otica/ Duas93.html>. Acessado em 11 mai 2012.
Gelson - DCT: slide 37. Disponível em <http://gelson-dct.blogspot. com.br/2009/11/saiba-mais-sobre-o-olho-humano.html>. Acessado em 11 mai 2012.
How Stuff Works: slide 07. Disponível em <http://science.how stuffworks.com/science-vs-myth/everyday-myths/doppler-effect1.htm>. Acessado em 11 mai 2012.
Might Optical Illusion : slide 56. Disponível em <http://www .moillusions.com/2010/02/i-dont-wanna-see-a-spiral-part-i.html>. Acessado em 11 mai 2012.
![Page 63: Universidade Federal do Rio Grande do Sul Instituto de Física](https://reader038.fdocumentos.tips/reader038/viewer/2022103006/56813b7f550346895da4a19c/html5/thumbnails/63.jpg)
Olha Isso: slide 23. Disponível em < http://olhaisso.net/tirinhas/turma-da-monica/espelho-espelho-meu/ >. Acessado em 11 mai 2012.
Optical Illusionist: slide 58. Disponível em <http://www.optical-illusionist.com/illusions/spinning-spiral-circle>. Acessado em 11 mai 2012.
Psych World: slide 60. Disponível em <http://www.psychworld .com/optical-illusion-of-the-week-snakes-ladybugs-and-flowers-2011-02>. Acessado em 11 mai 2012.
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