Propriedades ópticas dos materiais | Resumo e Exercícios Resolvido
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Lista de Exercícios de Propriedades ópticas dos materiais
Neste capitulo vamos aprender sobre as propriedades ópticas dos materiais. Vocês já se perguntaram porque o vidro deixa passar toda a luz do sol?
Partiu compreender por que isso ocorre?
As propriedades ópticas estão relacionada com a "reação" do material à interação com radiação eletromagnética, especialmente com a luz visível. Sabem quais tipos de radiação existem? Luz, calor, raios X, ondas de rádio, raios gama, radiação infravermelha e radiação ultravioleta. Cada luz apresenta uma frequência de oscilação, vamos ver agorinha!!
Espectro eletromagnético é uma escala de radiações eletromagnéticas. E são apresentados os 7 tipos de ondas eletromagnéticas: ondas de rádio, micro-ondas, infravermelho, luz visível, ultravioleta, raios x e raios gama.
O espectro eletromagnético mede as ondas eletromagnéticas. Observem na imagem que a velocidade é a mesma para todos, mas difere na frequência e no comprimento. Estes são medidos por meio das faixas do espectro, que sugerem a distribuição da intensidade do eletromagnetismo.
E sabe porque esses espectros são coloridos? Porque cada onda "fornece" uma cor, e elas estão associadas a uma dada frequência. Notem que quanto mais próximo do rosa menores são as ondas. As ondas com baixa frequência são mais longas, e as de alta frequência são curtinhas. Exemplo: ondas de rádio ficam numa das extremidades do espectro apresentam menor frequência e maior comprimento.
Velocidade, Frequência, Comprimento de Onda
Imaginem uma corda presa em uma das extremidades e na outra você movimenta ela para cima e para baixo, isso fará com que a corda forme ondas. Vamos analisar então quais são as informações importantes que podemos tirar dessas ondas.
Notem na figura abaixo, que o ponto mais alto da corda é chamada de crista da onda e o ponto mais baixo da corda, denomina-se vale da onda. A distância entre duas cristas ou dois vales é definida como sendo o comprimento de onda (λ) .
A distância entre uma crista e um vale consecutivos de uma onda é igual a meio comprimento de onda (λ/2) e a distância entre uma crista ou um vale à posição de equilíbrio é igual a um quarto do comprimento de onda (λ/4).
E podemos calcular a velocidade da onda através da equação:
v = ( λ × f )
Onde: λ é comprimento de onda, v é velocidade de onda em metros (m) e f é frequência em hertz (Hz).
Em algumas situações, a visão da luz como uma onda não é suficiente para apresentar a radiação eletromagnética. Então podemos utilizar da artimanha de ver a luz como fótons. Mas o que são fótons?!
Imaginem pequenos "pacotes" que carregam a energia contida nas radiações eletromagnéticas, um fóton possui uma quantidade fixa de energia, que podemos encontra-la através da equação:
E = h v λ
Onde: λ é o comprimento de onda, v é velocidade de onda em metros (m) e h é constante de Planck (6,63 x 10-34 J.s).
Os materiais adequados para transmitir a luz são transparentes, com pouca absorção e reflexão (não absorvem e nem refletem). Os que transmitem luz, de maneira difusa, dispersa no interior do material, são translúcidos. Temos ainda os opacos, que são fechados para a transmissão de luz visível.
Os metais são opacos e apresentam refletividade. A cor "acinzentada" é determinada pela distribuição dos comprimentos de onda da radiação refletida, e não da absorvida.
Se o metal for prateado brilhante quando exposto a luz, este apresenta alta reflexão ao longo de toda a faixa do visível. Isso significa que as composições de fótons dos feixes incidente e refletido são similares. Exemplos: alumínio e prata.
O cobre e o ouro possuem aparência vermelho alaranjada e vermelho amarelada pois uma parte dos fótons com menores comprimentos de onda não é reemitida como luz visível. É como se eles absorvessem a parte azul da luz e só refletissem o vermelho e amarelo.
A luz transmitida para dentro dos materiais transparentes sofre um decréscimo de velocidade, e, como consequência fica parecendo "inclinada". Esse fenômeno é conhecido como refração. Exemplo: observem o lápis mergulhado na água e aparenta estar quebrado
E como podemos calcular a refração?? O índice de refração (n) de um material é definido como sendo a razão entre a velocidade da luz no vácuo (c), e a velocidade da luz no meio (v). Ahhhh e o n depende do comprimento de onda da luz, já que a frequência depende exclusivamente da fonte de radiação.
Quando a luz atravessa a interface entre dois meios com índices de refração diferentes (n1 e n2), mesmo que estes sejam transparentes, parte da luz é refletida na superfície.
R = n 2 - n 1 n 2 + n 1 ² ²
Sobre refração determine a alternativa correta:
Fenômeno que ocorre nas ondas eletromagnéticas que são transmitidas através de algum meio opaco.
A refração da luz é verificada pelo aumento em sua velocidade de propagação.
O índice de refração mede a razão entre a velocidade da luz no vácuo e a velocidade da luz em outros meios.
Fenômeno que ocorre nas ondas eletromagnéticas que são transmitidas através de algum meio translúcido.
A refração da luz é verificada pela redução em sua velocidade de propagação.
A refração da luz advém quando a luz cruza algum meio refringente. Em relação a isso determine a alternativa correta:
A velocidade da luz permanece constante.
Não depende do comprimento de onda da luz
Frequência da luz não se altera
No processo de refração da luz, a sua velocidade sofre mudança
No processo de refração esta depende do comprimento da luz
A refração ao passar pelo material, a velocidade de um raio de luz é de 3,42 x 108 m/s e a velocidade da luz no meio é de 2, 1 x 108 m/s
O índice de refração desse meio é de:
Primeiramente vamos determinar a fórmula do índice de refração
Partiu calcular?
n = 3 , 42 x 10 8 m / s 2 , 1 x 10 8 m / s = 1,62
n= 1,62
Diariamente nos expomos a diversas radiações, exames médicos, raios solares, eletroeletrônicos. Escolha a opção que oferece a radiação de maior penetração no corpo humano.
A luz visível ou espectro visível, é o conjunto de ondas eletromagnéticas que, ao entrar em nossos olhos, pode sensibilizar a retina.
Os raios gama oferecem frequências altas, atingindo até 1019 Hz, e comprimentos de onda da ordem de 10-11 m, sendo a radiação mais energética de todo o espectro eletromagnético.
Trata-se de um tipo de radiação eletromagnética com comprimento de onda de 200 a 400 nm e de frequência maior que a luz visível
Uma onda tem frequência de 35 Hz e se propaga com velocidade de 210 m/s. então, seu comprimento de onda vale, em metros.
Primeiramente vamos extrair os dados do enunciado e determinar a equação a ser usada
f = 35 Hz
210= λ. 35
λ= 6 m
Na figura está representada a configuração de uma onda mecânica que se propaga com velocidade de 75 m/s.
Determine a frequência da onda, em hertz:
λ = 50 cm -> 0,5 m
75= 0,5. f
f= 150 Hz
https://www.passeidireto.com/arquivo/21104967/fisica-3-apostila-ondas
As antenas das emissoras de rádio emitem ondas eletromagnéticas que se propagam a uma velocidade (2 x 105 km/s) e com frequências que mudam de uma estação para a outra. A rádio FM emite uma onda de frequência 70,3 MHz, Determine o comprimento de onda:
Sabendo que Mega =106, temos: f = 70,3 MHz = 70,3x 106 Hz
Sabendo que Kilo =103, temos:
Velocidade = 2,0x 105 km/s = 2,0x 108 m/s
2,0x 108 = λ. 70,3x 106
λ = 2,84 m
https://fisica-passoapasso.blogspot.com/2014/05/enem-2013-fisica_2.html
Uma manifestação da torcida feminina de futebol erguem uma bandeira fazendo um movimento tipo senoidal, como apresentado na imagem a seguir. O efeito coletivo se propaga pelo público do ginásio, constituindo em uma onda progressiva.
A velocidade de propagação dessa ''onda humana'' é de 31 km/s, e que cada período de oscilação contém 20 garotas, que se levantam e sentam organizadamente a distâncias entre si de 70 cm. Determine a frequência da onda:
Conforme o enunciado, o período de oscilação tem 20 garotas, logo há 19 espaços entre elas, onde cada uma delas é de 70cm.