Trabalho de Fisica Final

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Fisica módulo Luz e Fontes de luz Miguel Ferreira Nº13
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    03-Jul-2015
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Miguel Ferreira N13

1.1 - Evoluo histrica dos conhecimentos sobre a luz Luz uma gama de comprimentos de onda a que o olho humano sensvel. Corpos Iluminados so os que recebem a luz de outros corpos e a transmitem, so por isso receptores de luz. Corpos Luminosos fontes de luz. so os que emitem a luz prpria, so por isso

Tipos de Feixes de luz:

Paralelas

Divergentes

Convergentes

Fontes Luminosas Para Isaac Newton, uma fonte luminosa era conhecida como emissor de crepsculos que se deslocavam em linha recta. Maxwell concluiu que a luz visvel constituda por ondas electromagnticas, em tudo anlogas s restantes, com a nica diferena na frequncia e comprimento de onda.

Refraco da Luz a passagem da luz por meios com diferentes ndices de refraco, a refraco modifica a velocidade da luz, mesmo que a direco permanea a mesma. Reflexo da Luz da energia. consiste na mudana da direco de propagao

1.2 - Espectro Electromagntico um plano contnuo de ondas electromagnticas arranjadas de acordo com a sua frequncia e comprimento. A energia electromagntica passa atravs do espao velocidade da luz e em forma de onda sinusoidal. A luz um tipo particular de radiao electromagntica que pode ser vista e sentida pelo olho humano, mas este tipo de energia engloba um alcance considervel de comprimentos de onda. O espectro est dividido em vrias seces de acordo com o comprimento de onda, como podemos observar na figura.

Radiao e fontes de luz visvel

2.1 - Origem microscpica da luz A luz a forma como a conhecemos uma gama de comprimentos de onda a que o olho humano sensvel. Trata-se de uma radiao electromagntica ou num sentido mais geral, qualquer radiao electromagntica que se situa entre a radiao infravermelha e a radiao ultravioleta. As trs grandezas fsicas bsicas da luz (e de toda a radiao electromagntica) so: brilho (ou amplitude), cor (ou frequncia), e polarizao(ou ngulo de vibrao). Devido dualidade onda-partcula, a luz exibe simultaneamente propriedades de ondas e partculas.

2.2 - Tipos de fontes de luz Fluorescncia capacidade de uma substncia de emitir luz quando exposta a radiaes do tipo ultravioleta (UV).

Descargas Elctricas so picos de tenso provocada na rede de energia eltrica pelas descargas atmosfricas, e so conhecidas como raios.

Pirilampos um insecto notrio pelas suas emisses luminosas.

Auroras Polares um fenmeno ptico composto de um brilho observado nos cus nocturnos em regies prximas a zonas polares.

ptica Ondulatria e ptica Quntica

1 - ptica Ondulatria A ptica ondulatria a parte da ptica que estuda a luz considerando-a uma onda plana, estudando a frequncia e longitude da onda. utilizada no estudo da difrao.

1.1 - Interpretao ondulatria da luz No sculo XVII, Huygens, entre outros, props a ideia de que a luz fosse um fenmeno ondulatrio. Francesco Maria Grimaldi observou os efeitos de difraco, actualmente conhecidos como associados natureza ondulatria da luz, em 1665, mas o significado das suas observaes no foi entendido naquela poca. As experincias de Thomas Young e Augustin Fresnel sobre interferncia e difraco no primeiro quarto do sculo XIX, demonstraram a existncia de fenmenos pticos, para os quais a teoria corpuscular da luz seria inadequada, sendo possveis se luz correspondesse um movimento ondulatrio. As experincias de Young capacitaram-no a medir o comprimento de onda da luz e Fresnel provou que a propagao rectilnea, tal como os efeitos observados por Grimaldi e outros, podiam ser explicados com base no comportamento de ondas de pequeno comprimento de onda.

O fsico francs Jean Bernard Lon Foucault, no sculo XIX, descobriu que a luz se deslocava mais rpido no ar do que na gua. O efeito contrariava a teoria corpuscular de Newton, esta afirmava que a luz deveria ter uma velocidade maior na gua do que no ar. James Clerk Maxwell, ainda no sculo XIX, provou que a velocidade de propagao de uma onda eletromagntica no espao equivalia velocidade de propagao da luz de aproximadamente 300.000 km/s.

1.2 - Interferncia de duas ondas Sabemos que dois objectos materiais no ocupam o mesmo lugar no espao. Com as ondas isso diferente: elas podem coexistir ao mesmo tempo e no mesmo local. Quando isso ocorre, temos o chamado fenmeno da superposio de ondas, de ou de interferncia de ondas. Nesse fenmeno, uma crista de onda pode se sobrepor a outra crista e assim criar uma onda de maior amplitude. Uma crista tambm pode se sobrepor a um vale de onda, resultando em uma crista de menor amplitude - ou at de amplitude nula.

1.3 - Polarizao A polarizao da luz mostra o seu caracter ondulatrio. Alguns cristais tm a propriedade de polarizar a luz: s deixam passar a parte da onda que oscila num determinado plano. A luz que atravessa um filtro polarizador oscila num nico plano. A luz tambm polarizada quando reflectida numa superfcie. Se observamos a luz reflectida numa superfcie atravs de um filtro polarizador, o reflexo desaparecer se o plano de polarizao do filtro for perpendicular superfcie reflectora. Os cristais lquidos podem mudar o seu eixo de polarizao quando por eles circula corrente elctrica. Esse o princpio usado nos ecrans de calculadoras e de telemveis.

A polarizao da luz explica-se facilmente admitindo que a luz uma onda transversal (oscila em planos perpendiculares direco de propagao). Mas na poca de Newton e Huygens, esse argumento foi usado de facto contra a teoria ondulatria. Segundo Huygens, a luz era uma onda que se propagava num meio (o hipottico ter) em forma anloga ao som que se propaga no ar. Mas uma onda que se propague num meio, em forma anloga ao som no ar, dever ser uma onda longitudinal (oscila no sentido da propagao) e no uma onda transversal. Concluia assim Newton que a teoria de Huygens no podia ser vlida.

2. - ptica Quntica A ptica Quntica o ramo da Fsica que lida com a aplicao da Mecnica Quntica aos fenmenos eletromagnticos referentes luz. usado para se acreditar que a luz era de energia simples e que no havia partculas. No entanto, com o estudo da quntica, os cientistas foram capazes de deduzir que a luz era realmente fazerse de pequenas partculas, conhecido como tica photons.Quantum o estudo da luz e suas interaes com a matria. Mais especificamente, ptica quntica um campo de estudo onde os cientistas observam a natureza e os efeitos da luz sobre os ftons que esto sendo quantificados.

2.1 - Interpretao quntica da luz Efeito fotoelctrico A ptica Quntica o ramo da Fsica que lida com a aplicao da Mecnica Quntica aos fenmenos eletromagnticos referentes luz. O efeito fotoelctrico a emisso de electres por um material, geralmente metlico, quando exposto a uma radiao electromagntica de frequncia suficientemente alta, que depende do material. Ele pode ser observado quando a luz incide numa placa de metal, literalmente arrancando electres da placa.