Grade 9
  1. Mecânica  1.1. Movimento  1.1.1. Tipos de movimento  1.1.2. Distância e deslocamento  1.1.3. Velocidade e Velocidade  1.1.4. Aceleração  1.1.5. Representação gráfica do movimento  1.1.6. Equações do movimento  1.1.7. Movimento uniforme e não uniforme  1.1.8. Queda livre e aceleração devido à gravidade  1.1.9. Velocidade relativa  1.1.10. Movimento circular  1.2. Leis da força e movimento  1.2.1. O conceito de força  1.2.2. A primeira lei do movimento de Newton  1.2.3. Segunda lei do movimento de Newton  1.2.4. Terceira Lei de Newton do Movimento  1.2.5. Inércia e tipos de inércia  1.2.6. Movimento  1.2.7. Conservação do momento  1.2.8. Aplicação das leis de Newton na vida cotidiana  1.2.9. Tipos de Forças (Contato e Não Contato)  1.2.10. Friction and its effects  1.3. Força Gravicional  1.3.1. Lei da gravitação universal de Newton  1.3.2. Importância da Força Gravitacional  1.3.3. Aceleração devido à gravidade  1.3.4. Queda livre e ausência de peso  1.3.5. Massa e peso  1.3.6. Variação de g com altura e profundidade  1.3.7. Leis do movimento planetário de Kepler  1.3.8. Satélites e suas órbitas  1.4. Trabalho, Energia e Potência  1.4.1. Conceito de trabalho  1.4.2. Ações positivas e negativas  1.4.3. Trabalho realizado por força constante e variável  1.4.4. Energia e suas formas  1.4.5. Kinetic energy and potential energy  1.4.6. Lei da conservação de energia  1.4.8. Unidade comercial de energia  1.4.9. Teorema Trabalho-Energia  1.5. Máquinas simples  1.5.1. Tipos de máquinas simples  1.5.2. Mechanical advantage  1.5.3. Eficiência das máquinas  1.5.4. Alavancas e seus tipos  1.5.5. Polias e Planos Inclinados  1.5.6. Engrenagens e seus usos
  2. Propriedades da matéria  2.1. Estados da matéria  2.1.1. Sólidos, líquidos e gases  2.1.2. Propriedades dos diferentes estados da matéria  2.1.3. Mudança no estado da matéria  2.1.4. Plasma e Condensado de Bose-Einstein  2.2. Densidade e pressão  2.2.1. Conceito de densidade e densidade relativa  2.2.2. Pressão em sólidos, líquidos e gases  2.2.3. Lei de Pascal e suas Aplicações  2.2.4. Pressão atmosférica e suas variações  2.2.5. Tensão superficial e capilaridade  2.3. Flutuabilidade e o princípio de Arquimedes  2.3.1. Força de flutuabilidade  2.3.2. Princípio de Arquimedes  2.3.3. Aplicações do Princípio de Arquimedes  2.3.4. Objetos flutuantes e afundantes  2.3.5. Teoria da Flotação e Princípio de Arquimedes
  3. Calor e Termodinâmica  3.1. Temperatura e calor  3.1.1. Conceito de calor e temperatura  3.1.2. Medição de temperatura  3.1.3. Escalas de temperatura  3.2. Transferência de calor  3.2.1. Condução de calor  3.2.2. Convecção de calor  3.2.3. radiação de calor  3.2.4. Aplicações da transferência de calor  3.2.5. Condutividade térmica  3.3. Expansão térmica  3.3.1. Expansão de sólidos, líquidos e gases  3.3.2. Expansão anômala da água  3.3.3. Aplicações da Expansão Térmica  3.4. Capacidade calorífica específica e calor latente  3.4.1. Conceito de capacidade calorífica específica  3.4.2. Medição e aplicações do calor específico  3.4.3. Calor latente de fusão e vaporização  3.4.4. Motores Térmicos e Eficiência
  4. Ondas e som  4.1. Ondas e seus tipos  4.1.1. Ondas mecânicas e eletromagnéticas  4.1.2. Ondas Longitudinais e Transversais  4.1.3. Propriedades das Ondas  4.1.4. Comprimento de onda, frequência e velocidade da onda  4.1.5. Superposição de ondas  4.2. Ondas sonoras  4.2.1. Natureza e transmissão do som  4.2.2. Velocidade do som em diferentes meios  4.2.3. Reflexão do som e eco  4.2.4. Sonar e ultrassom  4.2.5. Ressonância e pulsação  4.3. Características do som  4.3.1. Intensidade, volume e qualidade do som  4.3.2. Efeito Doppler no som
  5. Iluminação e Óptica  5.1. Reflexão da luz  5.1.1. Leis da reflexão  5.1.2. Reflexão em um espelho plano  5.1.3. Reflexão em um espelho esférico  5.1.4. Formação de imagem por espelhos côncavos e convexos  5.1.5. Aplicações da Reflexão  5.2. Refração da luz  5.2.1. Leis da refração  5.2.2. Índice de refração  5.2.3. Refração através de uma placa de vidro  5.2.4. Refração na água e no ar  5.2.5. Lentes e seus tipos  5.2.6. Formação de imagens por lentes convexas e côncavas  5.2.7. Reflexão interna total e suas aplicações  5.3. Dispersão e espalhamento de luz  5.3.1. Espectro da luz branca  5.3.2. Prismas e Dispersão  5.3.3. Efeito Tyndall e céu azul
  6. Eletricidade e Magnetismo  6.1. Carga elétrica e eletricidade estática  6.1.1. O conceito de carga elétrica  6.1.2. Carregamento por fricção, contato e indução  6.1.3. Eletroscópio e seu funcionamento  6.2. Corrente Elétrica  6.2.1. O conceito de corrente elétrica  6.2.2. Lei de Ohm e Resistência  6.2.3. Fatores que afetam a resistência  6.2.4. Circuitos em Série e Paralelo  6.2.5. Efeito térmico da corrente elétrica  6.2.6. Potência e energia elétrica  6.3. Magnetismo  6.3.1. Ímãs naturais e artificiais  6.3.2. Propriedades dos ímãs  6.3.3. Magnetismo da Terra  6.3.4. Campo magnético e linhas de campo  6.3.5. Eletroímãs e suas aplicações
  7. Física Moderna  7.1. estrutura do átomo  7.1.1. Estrutura Atômica e Partículas Subatômicas  7.1.2. Elétrons, Prótons e Nêutrons  7.1.3. Modelo de Rutherford e Bohr  7.2. Radioatividade  7.2.1. Tipos de emissões radioativas  7.2.2. Meia-vida e decaimento radioativo  7.2.3. Usos e perigos da radioatividade
  8. Ciência espacial e astronomia  8.1. O universo e seus componentes  8.1.1. Estrelas e galáxias  8.1.2. Planetas e Sistema Solar  8.2. Satélites  8.2.1. Satélites naturais e artificiais  8.2.2. Uso de satélites

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Espectro da luz branca


Introdução

O estudo da luz é um assunto fascinante no campo da física. Dos muitos fenômenos associados à luz, dois dos mais interessantes são a dispersão e a dispersão. Esses fenômenos nos ajudam a entender o espectro da luz branca, que inclui a gama de cores visíveis ao olho humano. Nesta lição, exploraremos como o espectro da luz branca é formado e qual o papel da dispersão e da dispersão nesse processo.

O que é luz branca?

A luz branca é geralmente considerada incolor ou simplesmente "branca", mas na verdade é composta por muitas cores misturadas. Quando olhamos para a luz solar ou a luz de uma lâmpada LED branca, estamos realmente vendo essa mistura de cores. A luz branca é composta de cores visíveis com diferentes comprimentos de onda, que variam do vermelho ao violeta.

Entendendo o espectro da luz branca

O espectro da luz branca é frequentemente representado através da dispersão da luz. Dispersão é a separação da luz em suas cores componentes por refração. Isso pode ser visto quando a luz passa por um prisma. O prisma dobra a luz em diferentes ângulos, dependendo do comprimento de onda, resultando em um espectro de cores.

Índice de Refração dos Materiais:
  • Vermelho: 1.520
  • Laranja: 1.526
  • Amarelo: 1.530
  • Verde: 1.540
  • Azul: 1.550
  • Anil: 1.560
  • Violeta: 1.570

Exemplo visual: Um experimento simples com prisma

Considere um prisma de vidro com um feixe de luz branca entrando por uma de suas faces:

A luz branca é refratada em cada superfície do prisma. Cada cor no espectro de luz se dobra em um ângulo diferente devido ao diferente índice de refração. Esta refração dentro do prisma espalha a luz em um espectro de cores.

Papel da refração e dispersão

A luz viaja em velocidades diferentes através de materiais diferentes. Esta diferença de velocidade ocorre porque os materiais têm diferentes densidades ópticas. O índice de refração de um meio determina o quanto ele dobrará ou refratará a luz ao passar por ele. Diferentes comprimentos de onda de luz, que vemos como diferentes cores, são cada um refratados por quantidades diferentes. Isso é o que causa a dispersão.

Lei de Snell: n1 * sin(θ1) = n2 * sin(θ2)

onde n1 e n2 são os índices de refração dos dois meios, e θ1 e θ2 são os ângulos de incidência e refração, respectivamente.

Espectro visível

O espectro visível é uma faixa estreita do espectro eletromagnético que pode ser vista pelo olho humano. As principais cores vistas variam do vermelho ao violeta:

  • Vermelho: maior comprimento de onda (cerca de 700 nm)
  • Laranja: (cerca de 620 nm)
  • Amarelo: (cerca de 580 nm)
  • Verde: (cerca de 530 nm)
  • Azul: (cerca de 470 nm)
  • Anil: (cerca de 425 nm)
  • Violeta: menor comprimento de onda (cerca de 400 nm)

Dispersão da luz

A dispersão é outro fenômeno importante relacionado ao espectro da luz branca. Ela ocorre quando a luz é redirecionada enquanto passa por um meio. É particularmente perceptível na atmosfera e é causada por partículas e gases que dispersam a luz em diferentes direções.

Exemplo visual: Dispersão de Rayleigh

luz branca incidente luz dispersa

A dispersão de Rayleigh explica por que o céu parece azul. Moléculas na atmosfera dispersam mais comprimentos de onda mais curtos (azuis) do que comprimentos de onda mais longos (vermelhos). Devido a esse efeito de dispersão, vemos um céu azul em vez de branco durante o dia.

Exemplos do dia a dia

O espectro da luz branca não é apenas um conceito teórico, mas também pode ser observado na vida cotidiana.

Arco-íris

Os arco-íris se formam quando a luz solar refrata e reflete dentro das gotas de chuva, causando dispersão. As gotas de chuva agem como pequenos prismas. À medida que a luz solar entra na gota de chuva, ela refrata, causando a dispersão da luz em suas cores componentes. Parte da luz reflete na parte de trás da gota e refrata novamente em sua saída, criando um belo arco de espectro no céu.

Condições para um Arco-íris: 
1. Luz solar 
2. Gotas de água no ar 
3. Observador entre a luz solar e as gotas

Bolhas de sabão

As cores brilhantes em uma bolha de sabão são causadas pela interferência de ondas de luz refletindo no filme fino de sabão. Alguma luz reflete na superfície externa do filme, enquanto outra luz entra no filme e reflete na superfície interna. As diferenças nos caminhos percorridos por essas ondas de luz fazem com que elas interfiram entre si, fazendo com que algumas cores sejam realçadas e outras canceladas.

Pôr do sol e nascer do sol

A cor do céu muda ao pôr do sol e ao nascer do sol devido ao caminho mais longo da luz através da atmosfera. Como o Sol está mais baixo no céu, comprimentos de onda vermelhos e laranja dominam enquanto os comprimentos de onda azuis mais curtos são dispersos fora da linha de visão. Este fenômeno é amplificado por partículas atmosféricas, resultando em cores vibrantes no horizonte.

Dispersão vs. dispersão: Diferenças principais

Embora ambos envolvam a propagação da luz, a dispersão e a dispersão têm diferentes mecanismos e efeitos:

  • Dispersão é especificamente causada por diferentes comprimentos de onda se dobrando em diferentes ângulos, principalmente através da refração.
  • Dispersão ocorre quando a luz é desviada por partículas ou moléculas sem alterar o comprimento de onda, o que pode ser claramente visto na dispersão de Rayleigh.

Conclusão

O espectro da luz branca revela um mundo de cores vibrantes e princípios fascinantes da física. Entender como a luz se propaga através de prismas e se dispersa através da atmosfera enriquece nossa compreensão dos fenômenos visuais cotidianos. Ao explorarmos a refração, dispersão e dispersão, ganhamos insights tanto sobre a física da luz quanto sobre a beleza estonteante que ela cria no mundo natural.


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