F

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FÍSICA TERCEIRO ANO

• Giovani

2
Óptica Física
Lei de Ampère Corrente elétrica (carga em
movimento) gera campo magnético. Segundo
Maxwell Campo elétrico variável gera campo
magnético. Lei de Faraday O fluxo (campo
magnético) variável gera corrente (carga em
movimento) Segundo Maxwell Campo magnético
variável gera campo elétrico.
qmov
...
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?B
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Óptica Física
qmov
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Onda eletromagnética

• Exemplos de ondas eletromagnéticas
• Ondas de rádio AM e FM
• Ondas de TV
• Microondas
• Infravermelho
• Luz visível
• Ultravioleta
• Raio X
• Raio ? (gama)

Os campos E e B são perpendiculares
4
Luz é uma das onda eletromagnética

• A luz, como qualquer onda, tem uma velocidade que
  depende do meio. A maior velocidade da luz é no
  vácuo (c300.000.000m/s). Nos meios materiais a
  luz propaga-se com uma velocidade menor.

Nos meios materiais quanto menor a freqüência da
onda eletromagnética, maior sua velocidade.
5
Óptica Física
ESPECTRO ELETROMAGNÉTICO
V f . ?

6
Interferência da luz
Óptica Física

• Em 1803 Tomas Young realizou uma experiência que
  comprovou que a luz sofre interferência.

A luz proveniente de uma fonte passa por duas
fendas e posteriormente incide em um anteparo.
Fonte
Dupla fenda
Anteparo
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Interferência da luz
Óptica Física

• Young verificou que na região do anteparo que
  recebe ondas luminosas de ambas as fendas
  apareciam regiões claras (iluminadas) e manchas
  pretas (ausência de luz) formando as franjas de
  interferência.

Para que exista interferência da luz é necessário
que as ondas estejam em concordância de fase
(fontes coerentes)
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Polarização da luz
Óptica Física
O fenômeno da polarização consiste em fazer a
onda vibrar na direção dos pólos de um
polarizador e sendo absorvida nas demais.
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Polarização da luz
Óptica Física
A imagem ao lado mostra duas lentes polaróides
sobrepostas em duas posições distintas. No
segundo caso tem-se uma polarização completa da
luz.
Somente pode ser polarizada onda transversal.
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Difração
Óptica Física

• Difração é o fenômeno pelo qual uma onda é
  distorcida por um obstáculo.

O som contorna o obstáculo!
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Difração da luz
Óptica Física

• A difração é tanto maior quanto
• Maior o comprimento de onda

• Menor a abertura da fenda

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Óptica Física
Difração da luz

• Para ser evidenciada a difração a onda deve ter o
  comprimento de onda na mesma ordem de grandeza da
  abertura da fenda
• Para perceber a difração da luz a fenda deverá
  ser muito estreita (pequenos orifícios).
• A luz difrata menos que o som, pois tem menor
  comprimento de onda.
• A luz vermelha difrata mais que o violeta, pois
  tem maior comprimento de onda.

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• (UFSM-93) As cores que observam em uma bolha de
  sabão exposta à luz do sol são explicadas pelo
  fenômeno de ______________ da luz.
• reflexão
• refração
• difração
• interferência
• polarização

x
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(PEIES 99) Uma experiência que mostra a
polarização da luz está confirmando que ela é uma
onda a) de comprimento constante b) de
freqüência constante c) longitudinal d)
transversal e) mecânica
x
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(PEIES 02) Ocorre fenômeno de difração da luz em
uma fenda simples, porque a) a luz altera sua
freqüência quando passa pela fenda b) a luz
muda seu comprimento de onda quando passa pela
fenda c) a largura da fenda é muito maior que o
comprimento de onda da luz d) a largura da
fenda tem valor próximo ao do comprimento de onda
da luz e) a luz está polarizada 
x
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• Dualidade da luz

Segundo Huygens (1657) a luz era uma onda que
fazia vibrar um meio chamado de éter luminífero.
Segundo Newton (1704) a luz era formada por
pequenas partículas ou corpúsculos, cuja massa
eram diferentes para cada cor.
Segundo Young (1801) a luz era onda pois sofria
interferência. Fresnell (1815) compartilhava
desta ideia provando a difração da luz e da mesma
forma Land (1838) que mostrou a polarização.
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Efeito fotoelétrico
Em 1887 Hertz verificou que quando a radiação
ultravioleta incidia sobre um metal esse ficava
levemente positivo. Por envolver luz (foto em
latim) e eletricidade chamou tal fenômeno de
EFEITO FOTOELÉTRICO
Naquela ocasião Hertz não conseguiu encontrar
nenhuma explicação plausível para tal
fenômeno. Em 1905 Einstein monta um experimento
para entender melhor o efeito fotoelétrico.
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Efeito fotoelétrico
Experiência realizada por Einstein em 1905
19
Efeito fotoelétrico
Experiência realizada por Einstein em 1905
A teoria ondulatória diz que - o número de
elétrons arrancados depende da frequência da luz
e não da intensidade. - a energia cinética dos
elétrons arrancados depende da intensidade e não
da frequência da radiação.
O experimento mostrou que - o número de
elétrons arrancados depende da intensidade da luz
e não da freqüência. - a energia cinética dos
elétrons arrancados depende da freqüência e não
da intensidade.
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Efeito fotoelétrico
Conclusões da experiência
O experimento permitiu Einstein concluir que A
luz deve ser interpretada com se fosse formada
por partículas cada qual com energia Eh.f
Quando estas partículas de luz (chamadas fóton)
atingem a superfície do metal arrancam elétrons
deste. A energia para arrancar o elétron é W
(chamada função trabalho). O excedente de energia
transforma-se em cinética. A energia cinética
EC dos elétrons arrancados é
Efoton W Ec
Ec h.f - w
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Luz partícula-onda
O experimento de Einstein evidencia que a luz não
se comporta como onda neste caso. E concluiu que
a luz tem comportamento dual Comporta-se como
onda para interferência, polarização e
difração. Comporta-se como partícula (fóton)
para efeito fotoelétrico e efeito Compton.
Ec
f
-2,28
Ec h.f - w
-4,41
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(UFSM 00) A interferência da luz na experiência
de Young mostra que a luz a) tem comportamento
ondulatório b) tem comportamento de partícula
c) é uma onda longitudinal d) tem comportamento
eletromagnético e) é composta de fótons
x
Solução A luz tem comportamento
dual Comporta-se como onda para interferência,
polarização e difração. Comporta-se como
partícula (fóton) para efeito fotoelétrico e
efeito Compton.
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(PEIES 07) Analise as afirmativasI - O efeito
fotoelétrico NÃO pode ser explicado se a luz é
descrita por um modelo ondulatório.II - A
polarização SÓ pode ser explicada se a luz é
descrita por um modelo ondulatório.III - A
expressão dualidade onda-partícula significa
que, em escala microscópica, onda e partícula
significam a mesma coisa.Está(ão) correta(s)
a) apenas I b) apenas II c) apenas III d)
apenas I e II e) I, II e III
Solução I ? ? II ? ? III ? ?
x