A Luz

Luz

A luz é um fenómeno natural através do qual essencial ao nosso dia-a-dia.

Sinais luminosos:
Existem diversos tipos de sinais luminosos :

• Farol: informam os barcos sobre a proximidade da terra
  

• Anúncios: procura-se captar a atenção do consumidor e informar sobre serviços ou produtos. 

• Semáforo: a informação refere-se à obrigação de parar ou à possibilidade de continuar em movimento.

Propagação da  luz:

A luz propaga-se em linha reta e radicalmente em todas as direções em qualquer meio transparente e homogéneo. 

Cada uma das direções rectilíneas segundo a qual se propaga a luz chama-se raio luminoso. O conjunto dos raios luminosos provenientes da mesma fonte chama-se feixe luminoso.

• Convergente: O feixe de luz converge (concentra-se) num ponto.
• Divergente: O feixe de luz dverge a partir de um ponto da fonte.
• Paralelo: O feixe de luz propaga-se sempre com os raios paralelos entre si. 

Ao propagar-se, a luz atravessa todos os meterias menos os materiais opacos.

• Material Transparente: São materiais que se deixam atravessar pela luz, permitindo uma visão nítida através deles.
• Material Translúcido: São aqueles que só permitem a passagem parcial da luz, sendo impossível ver com nitidez através deles.
• Material Opaco: São aqueles que não se deixam atravessar pela luz, ou seja, através deles não é possível ver os objetos.

Corpos luminosos e iluminados:

Corpos luminosos: são corpos que produzem luz própria. Exemplo: Sol

Corpos iluminados: São corpos que não possuem luz própria e refletem ou transmitem a luz que recebem de um corpo luminoso.

Triângulo de visão:

Para conseguir ver um objeto implica a existência de três aspetos fundamentais que constituem o triângulo de visão:

• Fonte luminosa;
• Objeto;
• Detetor.

Um corpo não luminoso pode ser visto por um observador se sobre o corpo incidir uma luz proveniente de uma fonte luminosa. Parte da luz que sobre ele incide é novamente emitida em várias direções podendo chegar até ao observador.

Reflexão da luz:

A reflexão da luz corre quando a luz que incide numa superfície é reenviada por essa superfície. Por exemplo, a luz da lanterna apresentada na imagem seguinte incide numa superfície que a reenvia.

• Reflexão regular da luz: Ocorre nas superfícies lisas e polidas como as águas calmas de um lago.

• Reflexão difusa da luz: Ocorre nas superfícies rugosas como as águas agitadas de um lago.

Leis da reflexão da luz:

• O raio incidente, o raio refletido e o normal estão no mesmo plano;
• Os ângulos de incidência e de reflexão são iguais (têm a mesma amplitude)

i- ângulo de incidência; r- ângulo de reflexão

Imagens obtidas nos espelhos:

• são direitas e do mesmo tamanho que o objeto;
• estão à mesma distância do espelho que o objeto;
• são virtuais, pois não se conseguem projetar num alvo.

Espelhos esféricos:
Os espelhos esféricos podem ser:

• Côncavos: a superfície polida é a parte interior de uma superfície esférica. 

• Convexo: a superfície polida é a parte exterior de uma superfície esférica.

Refração da luz:

A refração da luz é um fenómeno que ocorre quando a luz passa de um meio óptico para outro, onde a velocidade de propagação é diferente. Na refração da luz verifica-se que:

• O raio refratado aproxima-se da normal quando a velocidade no segundo meio é inferior à velocidade no primeiro meio; caso contrário afasta-se da normal;
• Nãp há mudança de direção quando o ângulo de incidência é de 0º, ou seja, quando o raio incide perpendicularmente à superfície de separação dos meios. 
  

Reflexão total:

Quando a luz passa de um meio no qual a velocidade é menor para um meio cuja a velocidade é maior, o raio refratado afaste-se da normal. Como consequência, há um ângulo de incidência para o qual o ângulo de refração é 90º. Assim, se o ângulo de incidência for superior ao ângulo limite, deixa de haver refração e toda a luz que incide na superfície de separação dos meios é refletida e assim ocorre a reflexão total.

Fibras ópticas:

As fibras ópticas são tubos finíssimos feitos de vidro ou de plástico nos quais a luz se propaga sem se transmitir para o exterior, devido ao fenómeno de reflexão total.

Lentes:

São corpos transparentes, geralmente de vidro ou de plástico tratado por uma ou duas superfícies curvas. Existem dois tipos de lentes:

• Lentes convergentes: possuem bordos delgado e têm maior espessura no centro, fazendo convergir os raios de luz paralelos ao eixo principal para um ponto único: o foco principal~.

• Lentes divergentes: possuem bordos mais espessos do que o centro, fazendo divergir os raios de luz paralelos ao eixo principal, de modo que o prolongamento dos raios refratados para trás da lente se encontram num ponto.
  
  
  
  Constituição do olho:
  
  

O nosso olho possui uma lente, o cristalino, que faz convergir os raios de luz de forma a que a imagem se forme na retina. O cristalino tem a capacidade de mudar de forma, para ver os objectos sempre focados, quer estes estejam próximos ou afastados. A esta capacidade de o cristalino se adaptar chama-se de poder de acomodação.

Formação das imagens: 

A quantidade de luz que pode atravessar a córnea é controlada pela pupila. Esta abre-se quando há menos luz e fecha-se quando há muita luz.

A luz que atravessa a córnea é focada pelo cristalino, que funciona como lente. Esta focagem permite projetar as imagens dos objetos numa certa zona da retina. A imagem que se obtem é invertida e menor que o objeto. 

Defeitos de visão:

• Miopia: A Miopia é a dificuldade em ver objectos que se encontrem longe de nós. Corrige-se com lentes divergentes.
  
• Hipermetropia: A Hipermetropia é a dificuldade em ver objectos próximos de nós. Corrige-se com lentes convergentes. 

• Astigmatismo: O astigmatismo deve-se a uma forma irregular da córnea. Os raios de luz são focados em diferentes pontos e a imagem formada não é nítida. Corrige-se com lentes cilíndricas.

• Presbiopia: A presbiopia habitualmente designada de vista cansada, deve-se ao facto de o cristalino, com o avançar da idade, perder a capacidade de se tornar mais convergente (mais curvo) resultando na dificuldade em ver focados os objectos que estejam próximos de nós. Corrige-se com lentes convergentes.

Espectro da luz branca:

O espectro da luz branca é a reflexão de todas as cores.

Como se forma o arco-íris:

O arco-íris forma-se devido à dispersão da luz branca nas gotas de água.

A cor e a luz:

A cor é um fenómeno óptico que se verifica quando sobre o mesmo objeto incide luz e varia com o tipode radiação que sobre ele incide.

Um corpo absorve, reflete ou transmite determinadas radiações. 

Cores primárias da luz:

Pode obter-se luz de qualquer cor apartir da sbreposição das três cores primérias- vermelho, verde e azul. 

• vermelho + verde = amarelo
• vermelho + azul = magenta
• verde + azul = ciano 

Cor dos objetos opacos:

Os objetos pretos são aqueles que absorvem todas as radiações do espectro visível.

Os objetos brancos refletem todas as radiações do espectro visível.~

Cor dos objetos transparentes:

Os objetos transparentes são aqueles que se deixam atravessar pela luz, absorvendo algumas radiações e transmitindo outras. Estes objetos apresentam a cor da radiação que transmitem. 

A luz como onda electromagnética:

A luz electromagnética propaga-se no vazio. Para uma onda electromagnética periódica podem definir-se: período, frequência, comprimento da onda e amplitude.

Além da luz visível, fazem parte do espectro electromagnético muitas outras radiações.

O Som

SOM:  O som é uma onda e é uma manifestação de energia (sonora), é produzido por vibrações de partículas, e para que estas se propaguem  é necessário que exista um meio material.

Propriedades do som:

• Altura: Permite distinguir os sons graves dos sons agudos. Normalmente as raparigas tem as vozes mais agudas (ou altas) e os rapazes tem as vozes mais graves (ou baixas).

A altura do som esta relacionada com a frequência da onda sonora:
- maior frequência = sons agudos
- menor frequência = sons graves

• Intensidade: Permite distinguir os sons fortes dos sons fracos.

A intensidade esta relacionada com a amplitude da onda sonora:
- maior intensidade = maior amplitude
- menor intensidade = menor amplitude












A intensidade do som depende também da:
- distancia a que se encontra a fonte sonora;
- sensibilidade auditiva.

• Timbre: Permite distinguir sons de fontes sonoras diferentes

Exemplo: A onda sonora produzida de um diapasão é uma onda simples; A onda sonora originada por uma flauta é uma onda complexa.



A) Onda simpes; B) Onda complexa

Propagaçao do som:
A velocidade de propagação difere consoante o meio de propagação do som. A velocidade da propagação das ondas sonoras é mais rápida nos sólidos do que nos líquidos, sendo mais rápida nestes do que nos gases.
A velocidade de propagação do som não depende apenas do estado físico do meio, mas também de outros fatores como por exemplo a densidade ou a elasticidade dos materiais.


Reflexao do som:

• Eco: consiste em ouvir a repetição de um som que foi produzido instantes antes. O eco resulta da reflexão do som quando este encontra superfícies duras e lisas, mudando assim o sentido da propagação. Para distinguir o som refletido do som original é necessário que exista entre eles um intervalo mínimo de 0,1 s. Se a fonte sonora estiver a pelo menor 17 metros da superfície refletora ouve-se o eco. Se a distancia entre a fonte sonora e a superfície refletora for inferior a 17 metros - Reverberaçao

Refraçao do som:
Resulta da alteração da velocidade de propagação de uma onda e é acompanhada pela mudança de direcção da propagação.

Ressonancia:
Origina um aumento da intensidade do som. A ressonância pode ser usada para amplificar os sons, por isso é que muitos instrumentos musicais tem caixas de ressonância. Ex: numa viola o ar da caixa entra em ressonância com a vibração das cordas e o som é amplificado.

Absorção do som:
Materiais que podem ser utilizados para fazer isolamentos sonoros ou para evitar ecos e fenómenos de reverberação. Exemplos: cortiça, esferovite, la e fibras.

esferovite

cortiça

Difracção do som:









A difracção do som é o fenómeno que está relacionado com a capacidade que o som tem de contornar obstáculos.

Ouvido humano:

1-Pavilhão auricular; 2- Canal auditivo externo; 3- Tímpano  4- Ossículo  5- Labirinto; 6- Trompa de austaquio; 7-Caracol; 8- Nervo auditivo.

O ouvido humano é constituído por ouvido externo, ouvido médio e ouvido interno.
As vibrações sonoras são captadas pelo ouvido externo (no tímpano) e transmitidas ao ouvido médio, que as amplifica e envia para o ouvido interno.

Espectro sonoro:
O espectro sonoro é o conjunto de todas as frequências possíveis para as ondas sonoras. De acordo com a frequência de a onda sonora, classificam-se os sons em infra-som, som audível e ultra-som. 

Mas nem todos os sons conseguem ser ouvidos e captados pelos seres humanos, muitos sons só alguns seres vivos conseguem ouvir e captar.


Escala decibel:
A escala decibel é uma escala comparativa para avaliar a intensidade dos sons. A unidade utilizada para medir o nível sonoro e o decibel (dB) e o aparelho e o senometro.

Audiogramas:
Através da analise de um audiograma pode concluir-se que para que, um som seja audivel:

• Se a frequência é pequena a intensidade tem de ser grande;
• se a frequência é grande a intensidade tem de ser pequena.

Quando o nível sonoro é superior a 130 dB, o som pode provocar uma sensação dolorosa. Sons de intensidade muito elevada podem causar danos irreparáveis ao ouvido. Por exemplo pode causar a surdez.