A Terra em uma aquarela

Capítulo VI – A Terra em uma aquarela

Só podemos

apreciá-los

por causa da

luz.

IMPORTÂNCIA DA LUZA luz é fundamental para os seres vivos porque:

• Com a luz, a planta faz seu próprio alimento e libera oxigênio no

ambiente, pelo processo da fotossíntese.

• O ser humano tem sua vida guiada pelas estimulações visuais e toda

a sua fisiologia é baseada no ciclo do dia e da noite.

PENSE!

• Mesmo os estudantes cegos não devem ser considerados excluídos do processo de aprendizagem da óptica.

• Há muitos fenômenos na natureza que mesmo os estudiosos videntes não conseguem

• ver. São exemplos os fenômenos que acontecem em escala atômica e mesmo assim

• os pesquisadores continuam a estudá-los embora não possam vê-los diretamente.

SUGESTÕES DE ATIVIDADES PARA

DEFICIENTES VISUAIS

“Práticas Pedagógicas: o deficiente visual na classe comum”

SE/CENP, 1993- SPSegundo esta fonte, nas páginas 80 e 81 tem-se o seguinte:

“A partir da investigação de coisas simples que a criança possa tocar, sentir, nomear, ela irá formar uma imagem mental que, embora incompleta, servirá como marco referencial para aquisições posteriores”. e “O funcionamento visual não depende apenas do olho, mas da capacidade do cérebro de codificar, selecionar e organizar em imagens as informações visuais, armazenando-as para associação com outras mensagens”.

O QUE É LUZ ?

Através dos séculos os Cientistas tentam responder a esta pergunta.

No Seculo XVII – Isaac Newton propôs um modelo corpuscular para luz. A luz seria formada de pequenas esferas (corpúsculos).

Explica:

• Por que a luz propaga em linha reta

• Explica a reflexão da luz.

Não explica:

• Refração da luz

• Os fenômenos de interferência da luz

• Difração da luz

Modelo Ondulatório

• Ainda no século XVII – Christiaan Huygens afirmava que a luz se comporta como uma onda. Com este modelo de onda, tal como no caso do som se explica os fenômenos de:

• Refração

• Difração

• Interferência.

fenômeno de interferência da luz

                                      

                     

      a) arranjo experimental

b) visão frontal do segundo anteparo

Apareceu uma pedra no meio do caminho

• EFEITO FOTOELÉTRICO

Esse fenômeno foi descoberto por Hertz, em 1887,ocorre quando metais expostos a certo tipo de luz

(por exemplo ultra-violeta) têm seus elétrons “arrancados”, como se estivessem sendo

bombardeados por um feixe de partículas. Quanto mais intensa for a luz, maior será o número de

elétrons emitidos pela placa. Portanto, esta é uma evidência do comportamento da luz como partícula, ou seja, quanto mais intensa

ela for, maior será o número de partículas que atingem o metal e, conseqüentemente, maior será o

número de elétrons liberados.

LUZ: é onda ou partícula?

• Einstein explica e ganha o premio Nóbel em 1921. Einstein desenvolveu, em 1905, uma teoria muito simples e revolucionária para explicar o efeito fotoelétrico. De acordo com sua teoria, um quantum de luz transfere toda a sua energia para um único elétron. Os elétrons são arrancados por “partículas de luz”. A luz é considerada como “pacotinhos de energia” ou quantum de energia chamados de fótons

A palavra fóton vem do Grego e significa luz

Einstein explica:

Dualidade Onda Partícula

• A luz em determinadas situações se comporta como onda, por exemplo um feixe de luz sofre interferência e em outras situações se comporta como “partícula” , por exemplo no efeito fotoelétrico e na fotossíntese.

• www.fisicainterativa.com/Videos-You-Tube/Dr.-Quantum-explica-a-dualidade-onda-particula.html - 18k -

VELOCIDADE DA LUZ

A velocidade da luz é simbolizada pela letra C (celeritas= velocidade ou rapidez).

299.792.458 m/s

Os raios demonstram a diferença entre a velocidade da luz e a velocidade do som: primeiro vem a luz e depois o som, o trovão .Velocidade do som 349m/s a 30°C

FONTES e MEIOS DE PROPAGAÇÃO DE LUZ

Fonte de luz ou corpo luminoso – é todo corpo que emite luz.

Podem ser:

naturais – sol, estrelas, insetos..

artificiais– velas, fósforos, laser, lâmpadas, lampiões...

.

Corpos iluminados – precisam de luz para serem vistos.

Exemplos: planetas, Lua, flores, pessoas, cadernos, etc. .

Animal marinho

MEIOS DE PROPAGAÇÃO DA LUZOs meios materiais ou de propagação podem ser atravessados pela luz, com maior ou menor facilidade ou mesmo impedir a sua presença.

Estes são classificados em:

Meio transparente – permite a passagem regular de luz através de si, possibilitando a visão nítida dos objetos.

Ex: ar, água limpa, vidro polido, etc...

Meio translúcido – meio em que a luz atravessa de forma irregular, não permitindo a visão nítida dos objetos, mas apenas seus contornos.

Ex: papel de seda, neblina, nevoeiro, vidro fosco, etc...

Meio opaco – meio que não permite a passagem de luz através de si, impossibilitando enxergar qualquer objeto.

Ex: tijolos, pedras, concreto, madeira, etc...

TRAJETÓRIA DA LUZ

A luz se propaga em linha reta.

Raios luminosos: são linhas que representam a direção e o sentido de propagação da luz.

Pode-se observar isto quando a luz entra em um quarto escuro através de uma fresta.

FEIXES LUMINOSOS

São conjuntos de raios luminosos.

Podem ser:

O LASER

• Luz do laser • A luz do laser é muito diferente da luz normal. A luz

laser tem as seguintes propriedades: • A luz liberada é monocromática. Ela contém um

comprimento de onda específico de luz (uma cor específica)..

• A luz liberada é coerente. Ela é "organizada" - cada fóton se move juntamente com os outros.

• A luz é bem direcionada. Uma luz laser tem um feixe muito estreito e é muito forte e concentrada. A luz de uma lanterna, por outro lado, libera luz em várias direções, além da luz ser muito fraca e difusa.

LASER• A sigla LASER significa Light Amplification by Stimulated

Emission of Radiation (Amplificação de Luz pela Emissão Estimulada de Radiação).

CIRURGIA À LASER

Na medicina, os lasers estão sendo usados com êxito em operações delicadas. diferentemente dos bisturis, ele corta ao gerar calor no tecido corporal. O aquecimento cauteriza os vasos sangüíneos e faz a incisão, minimizando o sangramento. A luz pode ser direcionada com grande precisão. É ideal para operações nos olhos.

REFLEXÃO DA LUZ

É a volta da luz ao próprio meio de onde ela provém. O ângulo de incidência é igual ao ângulo de reflexão.

A reflexão pode ser regular e difusa.

ESPELHOS

Os espelhos podem ser planos ou esféricos, conforme sua superfície éreta ou curva. Os esféricos são classificados em côncavos e convexos.As figuras a seguir mostram os dois tipos de espelhos esféricos.

Pintura M. Escher

Espelho convexo Espelho côncavo

Espelhos

• As imagens nos espelhos podem ser:

• Reais – formam na frente do espelho e podem ser projetadas em uma tela

• Virtuais – formam atrás do espelho

• Direitas –se o objeto está em pé a imagem aparece em pé

• Invertidas –aparece de “ponta cabeça”

• Maiores ou menores do que o objeto

Imagem no espelho convexo

AS IMAGENS SÃO SEMPRE VIRTUAIS E MENORES

virtual, direita e menor que o objeto

Este espelho tem como principal função ampliar o campo visual. Isso explica a sua utilização como espelhos retrovisores ou espelhos de segurança em lojas egaragens.

IMAGENS e ESPELHOS

Espelho côncavo as imagens podem ser menores, iguais ou maiores que o objeto, reais ou virtuais.

Imagem virtual, maior que o objeto, direita

Imagem real, igual ao objeto, invertida

IMAGENS EM ESPELHOS PLANOS.

.

Nos espelhos planos as imagens são virtuais, direitas e simétricas.

LUZ e SOMBRAS

O conceito de luz e sombra é importante para que se possa entender os eclipses. Sombra é a região do espaço em que não há luz.A sombra aparece quando objetos opacos interceptam os raios luminosos provindosde uma fonte luminosa.Quando a fonte de luz está na frente de um objeto, a sombra sempre aparece atrás dele.Ela fica distribuída pelo espaço.Penumbra – quando a fonte de luz não é puntiforme, forma-se uma região parcialmente iluminada

As crianças tendem a interpretar que a sombra é algo que emana do objeto.

Fazer teatros de sombras

O que é eclipse?

• Eclipse nada mais é do que projeção da sombra de um astro sobre outro que atua como anteparo. Para se ter um eclipse é necessário que existam três componentes: uma fonte de luz, um obstáculo e um anteparo.O Sol sempre atua como fonte de luz.

• Existem dois tipos de eclipse : solar e lunar.

ECLIPSES

No eclipse solar, a Terra atua como anteparo e a Lua comoobstáculo. Tem-se aqui a formação de uma região de sombra e penumbra da Lua sobre a Terra.

No eclipse lunar a Terra atua como obstáculo e a Lua como anteparo.

REFRAÇÃO DA LUZ

Está associada ao desvio que a luz sofre ao passar de um meio transparente (meio optico) para outro; ambos possuem diferentes índices de refração.

Quando um raio de luz incidente for oblíquo, a refração é acompanhada de desvio de direção, o que não acontece se a incidência do raio for perpendicular.

Reflexão total

• Dependendo da inclinação da luz incidente na separação de dois meios transparentes, a luz pode ser totalmente refletida de volta.

• Este fenômeno chamado reflexão total.• As fibras óticas fazem uso deste efeito. Fibras

óticas são fios longos e flexíveis de vidro ou plástico e podem ser dobrados, entortados e até pode-se fazer um nó com eles.

Fibra Óptica

Mesmo enrolados, a luz que incide em uma extremidade aparece na outra. A princípio pode-se pensar que a luz não está mais propagando em linha reta, porém o que ocorre é que a luz, ao incidir nos contornos da fibra, sofre várias reflexões totais no interior do fio, por isso aparece na outra extremidade, mesmo quando a fibra está com um nó.

LENTES

O efeito do desvio da luz pela refração é aproveitado na fabricação de lentes,que são utilizadas para aumentar ou diminuir o tamanho da imagem dos objetos,tornando-se um elemento bastante útil para construção de vários instrumentos óticos como óculos, binóculos, telescópios, lupas, microscópios.

.Lentes são meios transparentes e se dividem em lentes convergentes ou debordas finas e lentes divergentes ou de bordas grossas.

lente convergente lente divergente

CORES DOS OBJETOSAs cores que o ser humano vê dependem dos olhos, dos objetos e de certas propriedades da luz. Os objetos não têm cor, eles refletem certas “porções” da luz branca que incide neles. Por isso eles parecem coloridos.

• Físicamente a cor é considerada energia.Cada cor depende de seu comprimento de onda.

• o ultravioleta ,cor com pequeno comprimento de onda – abelhas enxergam – o ser humano é cego para UV

• Infravermelho, maior comprimento de onda – cobras enxergam – ser humano é cego para IF.

DISPERSÃO DA LUZAo efeito de decompor a luz em várias cores, usando um prisma, damos o nome dispersão da luz.

Os CDs também dispersam a luz.

COR-LUZCOR-LUZ

A cor-luz é a cor da própria luz, temos então como cores-luz

primárias: a luz verde, a luz vermelha e a azul. Misturando estas três cores de luz, em diferentes proporções, obtêm-se as outras cores. Este é o princípio para a produção das cores na tela da TV colorida, ou no monitor do computador. A luz branca é a soma destas cores. A ausência de luz é o preto.

COR-TINTA COR-TINTA

A cor-tinta depende do pigmento presente nas substâncias, sendo ele que dá cor ao líquido das latas de tintas, ou do guache. Cada pigmento absorve determinadas cores da luz branca, refletindo as que não absorve. O nome da cor do pigmento é dado pela cor refletida. Nossa pele tem o pigmento chamado melanina que dá a cor da pele de cada um. As cores-tinta primárias são: o vermelho-magenta, o azul claro (ciano) e o amarelo. Este é o princípio usado na impressora colorida, nas gráficas e nas fotografias coloridas para a produção das outras cores. Da mistura das três cores-tinta primárias não surge à cor branca. O branco e o preto nas cores-tinta são considerados pigmentos que não contêm cor (acromáticos).

As folhas das plantas verdes refletem a luz verde ou a absorvem?

Na retina dos nossos olhos há tipos diferentes de células sensíveis à luz (os cones e os bastonetes) e que são capazes de absorver a luz de uma determinada cor, transformá-la em um impulso elétrico e enviá-la ao cérebro, através dos neurônios.

FUNCIONAMENTO do OLHO HUMANO

Quando olhamos para um objeto, os raios luminosos que ele reflete penetram em nossa córnea, atravessam o humor aquoso, o cristalino e o corpo vítreo e atingem a retina, na qual se forma uma imagem invertida do objeto. Nosso cérebro, no entanto, aprendeu a interpretar corretamente o que estamos vendo: a imagem não é percebida por nós de cabeça para baixo, mas, sim, na posição correta.

Compare a formação da imagem no olho e numa câmara fotográfica. Em ambos os casos, a imagem forma-se em posição invertida.

O olho humano possui três tipos de receptores (cones), que são sensíveis principalmente às cores vermelho, verde e azul. Por este motivo estas cores são chamadas cores primárias. A partir das cores primárias são formadas as sensações de toda as outras cores. As outras cores são interpretadas pelo cérebro de acordo com a combinação das respostas dos três tipos de cones.Quando falta um tipo de cone sensível a uma das três cores primárias, ocorre o daltonismo.Cores primárias na luz são: Vermelho, Azul e Verde.Cores primárias em tinta são: Vermelho-magenta, Azul claro (ciano) e Amarelo.

CORES PRIMÁRIAS

Cores-tinta primárias

Cores-luz primárias

MIRAGENS ou ILUSÕES de ÓPTICA

Os nossos olhos enganam, precisamos de equipamentos especiais, para medidas, observações e estudos científicos.

Ilusões de óptica de M. C. Escher

CORANTES NATURAIS

Casca de cebola = dourado. Casca de nozes = marrom escuro. Casca de manga+caroço +casca de eucalipto+sulfato de cobre = laranja. Casca de milho vermelho = cor púrpura. Pétalas de flores = a cor será parecida com a da pétala.

DEFICIENTES VISUAIS

As pessoas são cegas para a luz ultravioleta e infravermelho, no entanto conseguem estudar estas luzes e seus efeitos.Da mesma forma não é impossível a um aluno completamente cego construir conceitos sobre a luz visível

Suas “células Braille”representavam 63 letrasindividuais, números esímbolos. Cada célula secompunha de dois pontoshorizontais e três pontosverticais.Algumas letras do alfabetobraile:P = Pontos 1, 2, 3 e 4.A = Ponto 1.Z = Pontos 1, 3, 5, e 6

PARA REFLETIR

• Lembre quando você aprendeu como são as borboletas, as flores , a terra. Como aprendeu a ler, escrever e fazer contas. Como achou algo bonito ou feio.

• Agora imagine tudo isso só que com os olhos vendados.

• Imagine-se no lugar do outro.

SUGESTÕES

Livros

• Flicts – Ziraldo

• Ensaio sobre a cegueira – José Saramago

Filmes

• Ray – filme sobre Ray Charles

• Dançando no escuro – de Lars von Trier

• Vermelho como céu – Cristiano Bertoni