Resumos 8.ºano


Diversidade Sonora

Ao longo de um dia, somos capazes de ouvir uma grande variedade de sons. Alguns sons são agradáveis, enquanto outros são bastante desagradáveis:

Sons Agradáveis



Sons Desagradáveis


A música e o canto dos pássaros são considerados sons agradáveis, enquanto o som produzido pelo motor de um automóvel ou de um avião é considerado desagradável.
O Som como meio de Comunicação

Os seres humanos, bem como outros animais, podem comunicar produzindo sons. A produção de sons é um meio de comunicação. Eis alguns exemplos da utilização de sons, por parte de alguns seres vivos, como forma de comunicação.


Conversa



Ladrar dos Cães


Canto das Baleias



Para além de poder conversar, o Ser Humano encontrou também na música uma forma de se expressar, produzindo diferentes sons numa grande variedade de instrumentos. Os instrumentos estão divididos em três grupos, dos quais se apresentam exemplos em seguida:

Instrumentos de Percussão



Instrumentos de Cordas



Instrumentos de Sopro



Produção de Sons

Para que se produza um som é necessário que ocorra uma vibração. Por exemplo:

Uma guitarra só produz um som se as suas cordas entrarem em movimento, vibrarem;

Um tambor produz som se as suas peles vibrarem;

Uma flauta produz som quando sopras e "obrigas" o ar no seu interior a vibrar.


A corda da guitarra vibra



A pele do tambor vibra



O ar dentro da flauta vibra


Ou ainda:

Tu produzes um som se as tuas cordas vocais vibrarem;

A campaínha da escola produz um som quando o martelinho choca com a campânula, fazendo-a vibrar;

A máquina produz som porque o motor que se encontra no seu interior vibra.


As cordas vocais vibram



A campânula vibra



O motor da máquina vibra



Propagação de Sons

Por exemplo, quando a corda de uma guitarra vibra, faz vibrar todas as partículas do ar que se encontram próximas dela. 

O ar sofre assim uma perturbação provocada pelas cordas da guitarra. As partículas de ar chocam umas com as outras propagando o som.
Recepção de Sons

O ser Humano, bem como outros animais, possui instrumentos capazes de detectar as pequenas vibrações do ar. Estes instrumentos são os ouvidos, que captam e amplificam estas vibrações.


É necessário existir sempre um meio de propagação que transmita as vibrações provocadas pela fonte até ao receptor sonoro.



Propagagação do som em diferentes meios materiais

O som propaga-se em diferentes meios materiais. Propaga-se em meios gasosos, como o ar atmosférico, mas também em meios sólidos e em meios líquidos:


Meios Sólidos



Meios Líquidos



Meios Gasosos


Se encostares o ouvido ao solo próximo de uma estação de comboios, sentes a vibração sempre que um comboio se aproxima, o que significa que o som se propaga nos meios sólidos;

As baleias conseguem comunicar emitindo sons que são audíveis a longas distâncias. O meio de propagação é a água que se encontra no estado líquido;

O ser Humano comunica emitindo sons que se propagam através do ar atmosférico.





Será que o som se propaga na ausência de meio material?

Para o som se propagar necessita sempre de um meio material que pode ser sólido, líquido ou gasoso, que propague as vibrações provocadas pela fonte sonora até ao receptor sonoro. Se não existir um meio que propague estas vibrações, então não há propagação de som.


A Lua não tem atmosfera, o que tornou impossível a propagação de sons entre seres humanos.


Entre o Sol e a Terra não há qualquer meio material. Por esse motivo não ouvimos na Terra as explosões que ocorrem no Sol.


Conceito de Onda

O som, tal como a luz ou uma emisão via rádio, propaga-se através de ondas. No caso das ondas sonoras, estas resultam de uma perturbação no meio material em que o som se está a propagar. O estudo das ondas sonoras não é fácil, uma vez que não conseguimos ver a olho nú o movimento vibratório das partículas do meio material no qual o som se propaga. Para facilitar a compreensão do conceito de onda, podemos observar o que acontece à superfície da água de um lago quando lhe atiramos uma pedra:


Neste caso, a onda propaga-se a partir do ponto onde foi lançada a pedra até à margem do lago. Se observares atentamente o movimento da folha que se encontra à superfície da água, vais reparar que esta sobe e desce com a ondulação da água:



Quando a folha se encontra no ponto de altura máxima diz-se que está numa Crista;

Quando atinge o ponto de altura mínima diz-se que está num Ventre;

Quando a folha passa pela posição onde estaria caso não houvesse ondulação, diz-se que está na Posição de Equilíbrio.



É importante saber que:

Não há transporte de matéria ao longo da direcção de propagação (a folha não se move na horizontal, apenas na vertical);

Há transporte de energia associada à vibração das partículas ao longo da direcção de vibração.


Ondas Transversais

As ondas que ocorrem à superfície de um lago são ondas Transversais. A onda propaga-se na horizontal (desde o local onde caiu a pedra até à margem), enquanto que as partículas de água vibram na vertical (sobem e descem tal como a folha). Assim, diz-se que a direcção de propagação (que é a horizontal) é perpendicular à direcção de vibração (que é a vertical). Por esse motivo este tipo de ondas são chamadas de transversais. Ocorre o mesmo quando se faz vibrar uma mola tal como representado na figura seguinte.


A vibração ocorre perpendicularmente à direção de vibração.

Ondas Longitudinais

As ondas sonoras são ondas Longitudinais. 


A vibração ocorre ao longo da direcção de vibração.


Representação Gráfica de uma onda Sonora

As ondas sonoras são ondas de pressão, que resultam de zonas de compressão intercaladas com zonas de expansão.


As zonas de compressão estão representadas a azul escuro na imagem e representam locais onde as partículas se encontram muito próximas umas das outras. As zonas de expansão estão representadas a branco na imagem e representam locais "vazios", sem partículas. Na representação gráfica de uma onda sonora, consideram-se:

as zonas de compressão como cristas;

as zonas de expansão como ventres.





Propriedades de uma Onda

Ao estudar a propagação de uma onda, transversal ou longitudinal, interessa-nos conhecer a representação gráfica do movimento de vibração das partículas. No gráfico seguinte está representado o movimento de vibração de partículas durante a propagação de uma onda sonora:



É importante saber que:

As partículas B e F encontram-se numa Crista. Estas partículas encontram-se na mesma fase de vibração (por ocuparem Cristas);

As partículas D e H encontram-se num Ventre. Estas partículas encontram-se na mesma fase de vibração (por ocuparem Ventres);

As partículas A, C, E e G encontram-se na Posição de Equilíbrio.

Sempre que uma partícula descreve um ciclo vibratório completo, isto é, passa (por exemplo) da crista para o ventre e novamente para a crista, diz-se que realizou uma vibração completa. É possível contar o número de vibrações completas de uma partícula ao longo do tempo:


Neste caso temos três vibrações completas da mesma partícula no intervalo de tempo considerado. No estudo de uma onda há ainda quatro propriedades que devemos conhecer. São elas:

o Comprimento de Onda;

a Amplitude da Vibração;

o Período de Vibração;

a Frequência de Vibração.


O Comprimento de Onda

O Comprimento de Onda corresponde à distância entre duas partículas consecutivas na mesma fase de vibração. 

A Amplitude de Vibração

A Amplitude de Vibração corresponde ao máximo afastamento que uma partícula sofre face à posição de equilíbrio. Para determinar a Amplitude de vibração basta medir a distância desde a posição de equílibrio até a uma crista (ou um ventre).


O Período de Vibração

O Período de Vibração é o tempo necessário para que uma partícula efectue uma vibração completa. 


A Frequência de Vibração

A Frequência de vibração corresponde ao número de vibrações completas que uma partícula efectua em apenas 1 segundo. A Frequência tem como unidade o Hertz:


Uma onda de baixa Frequência apresenta um maior Comprimento de Onda, as cristas encontram-se mais afastadas:

Baixa Frequência


Uma onda de elevada Frequência apresenta um menor Comprimento de Onda, as cristas encontram-se mais próximas:


Alta Frequência



Características de um Som

Um som apresenta sempre 3 características que o distinguem de outros sons. São elas:

o Timbre;

a Altura;

a Intensidade.


O Timbre

Quando assistimos a um concerto com vários instrumentos a serem tocados ao mesmo tempo, conseguimos distinguir os sons provenientes de cada um deles, mesmo que estejam a tocar a mesma nota. Imagina que os três instrumentos da figura seguinte estão a tocar exactamente a mesma nota:

Diapasão


Guitarra



Piano


Distingue-se facilmente o som proveniente do diapasão, do som produzido pela guitarra ou pelo piano, mesmo que estejam a tocar a mesma nota. Diz-se que estes instrumentos apresentam um Timbre diferente. Se vizualizarmos a onda sonora produzida por cada um deles quando produzem exactamente a mesma nota, é possível observar diferenças entre elas:


Som Puro



Som Complexo



Som Complexo



No caso do diapasão, este produz um Som Puro, apenas com uma frequência. No caso da guitarra e do piano, estes instrumentos produzem um Som Complexo, diferente para cada um deles. A onda sonora resulta da mistura de diferentes frequências.


A Altura (Sons Agudos ou Graves)

A Altura de um Som é a propriedade que permite distinguir os sons agudos (altos) dos sons graves (baixos). De um modo geral, as raparigas têm vozes mais agudas (ou altas), enquanto que os rapazes têm vozes mais graves (ou baixas).


Sons Altos ou Agudos



Sons Baixos ou Graves


A Altura de um Som está directamente relacionada com a frequência do som:

Sons de maior frequência correspondem a sons agudos (ou altos);

Sons de menor frequência correspondem a sons graves (ou baixos).


Sons Altos ou Agudos



Sons Baixos ou Graves


A frequência da voz num ser humano varia entre os 85 Hz e os 1100 Hz:

valores próximos de 1100 Hz correspondem a sons agudos (ou altos). Por exemplo, num som com 1100 Hz de frequência, as partículas que propagam o som efectuam 1100 vibrações completas a cada segundo.

valores próximos de 85 Hz correspondem a sons graves (ou baixos). Por exemplo, num som com 85 Hz de frequência, as partículas que propagam o som efectuam 85 vibrações completas a cada segundo;


A Intensidade Sonora (Sons Fortes ou Fracos)

O som produzido pelo motor de um avião é completamente diferente do som produzido pelo bater de asas de uma mosca. Para além disso, o som produzido pelo motor do avião ouve-se muito bem, mesmo que estejamos bastante afastados dele. Pelo contrário, o som produzido pelas asas da mosca só se ouve se estivermos muito próximos dela. Por esse motivo, dizemos que os sons produzidos têm intensidades sonoras diferentes:

o som produzido pelo avião é um som forte;

o som produzido pela mosca é um som fraco.


Sons Fortes



Sons Fracos


A Intensidade Sonora está relacionada com a Amplitude da onda sonora e com a quantidade de energia que a fonte sonora transmite ao meio de propagação do som:

quanto maior a Intensidade Sonora, maior a Amplitude da onda sonora e maior a energia transmitida ao meio de propagação do som;

quanto menor a Intensidade Sonora, menor a Amplitude da onda sonora e menor a energia transmitida ao meio de propagação do som.


Sons Fortes



Sons Fracos


À medida que o som se propaga, a energia associada à vibração das partículas do meio vai diminuindo, logo a amplitude de vibração vai diminuindo também. Por esse motivo, quanto mais afastados estamos da fonte sonora, mais dificuldade temos em ouvir o som produz.~


Como determinar a velocidade do som ?

A velocidade do som em determinado meio material pode ser determinada se conhecermos a distância a que o som se propagou e o tempo que demorou a propagar-se a essa distância:



A distância deve ser indicada em metros e o tempo em segundos. Nesse caso a velocidade do som determina-se em metros por segundo (m/s), que é a unidade de Sistema Internacional para a velocidade.



A Reflexão do Som

Ao gritar no interior de uma caverna, é habitual conseguires ouvir o eco da tua voz.


Quando uma onda sonora encontra uma superfície dura e lisa, é reflectida, mudando assim de sentido de propagação. Assim, a onda sonora produzida pelas tuas cordas vocais é reflectida nas paredes da caverna e, num curto intervalo de tempo, regressa novamente até ti, dando a impressão de que alguém repetiu as tuas palavras.


Para que ouças eco, o teu ouvido tem que distinguir o som produzido pelas tuas cordas vocais daquele que chega aos teus ouvidos após a reflexão. Para que o ouvido seja capaz de distinguir os dois sons, o som reflectido deve chegar aos teus ouvidos 0,1 segundos (ou mais) após ter sido emitido ou seja, o som deve demorar pelo menos 0,1 segundos desde que é emitido pelas cordas vocais até chegar novamente até aos teus ouvidos. Assim, se te encontrares a pelo menos 17 metros de um obstáculo, és capaz de ouvir o eco da tua própria voz.





Aplicações da Reflexão do Som

O efeito da Reflexão do som pode ser aplicado nas seguintes áreas:

Medicina



Na Medicina é frequente realizarem-se ecografias. Para isso é utilizada a reflexão de Ultra-sons.


Investigação e Pescas



Utiliza-se para determinar a profundidade de um oceano ou rio e para detectar cardumes de peixes.


Eco-localização



É utilizada para localizar alimento e obstáculos, evitando que os morcegos e os golfinhos choquem com os mesmos.


Exercícios Resolvidos

Exercício 1:
 Um navio equipado com um sonar pretende medir a profundidade de um oceano. Para isso, o sonar emitiu um Ultra-Som que foi reflectido no fundo do oceano e regressou ao navio 1,2 segundos após ter sido emitido. Sabendo que a velocidade do som na água do mar é de 1520 m/s, determina a profundidade do oceano.

Resolução:


Em 1,2 segundos o som propaga-se a uma distância de 1824 metros. Mas neste intervalo de tempo o som efectuou duas vezes o trajecto que corresponde àn distÂncia até ao fundo do oceano, uma vez que o som proveniente do sonar desceu até ao fundo do oceano e depois de ser reflectido voltou a subir até ao barco. Assim, para sabermos a distância desde o barco até ao fundo do oceano devemos dividir a distância total por 2:


O oceano tem uma profundidade de 912 metros.


Exercício 2:

 Qual a distância mínima a que deves estar de um obstáculo para que ouças o eco da tua própria voz?

Resolução

Já sabes que no ar o som se propaga a uma velocidade de 340 m/s. Para que ouças o eco da tua própria voz, o som emitido pelas tuas cordas vocais deve demorar no mínimo 0,1 segundos até chegar novamente aos teus ouvidos, pois só assim os teus ouvidos distinguem os dois sons. Então:


Em 0,1 segundos o som propaga-se até ao obstáculo e volta para trás. Ao todo "percorre" 34 metros.



Para saber a distância a que devemos estar do obstáculo devemos dividir este resultado por dois:


A distância mínima a que te deves encontrar do obstáculo é de 17 metros.


A Absorção do Som

As salas de espectáculos, como cinemas ou teatros, são geralmente muito espaçosas. Se não forem tidos em conta alguns aspectos, pode ocorrer no interior destas salas o efeito de eco e seria bastante desagradável assistir a um filme ou a uma peça de teatro e ouvir constantemente o eco de todos os sons emitidos na sala. 

Como já deves ter reparado, é habitual estas salas terem as paredes revestidas de tecido ou de cortiça. Estes materiais são colocados para minimizar o efeito de reflexão do som e, consequentemente, o eco, pois absorvem o som. Eis um exemplo de uma sala de espectáculos onde é possível ver o revestimento utilizado nas paredes para absorver o som e assim minimizar a sua reflexão:


Sala de espectáculos da Casa da Música

Também nas nossas casa temos um conjunto de materiais que absorvem o som, sendo os mais importantes os tecidos das cortinas, dos tapetes e dos sofás e as plantas:




Bons Isoladores Sonoros e Bons Condutores Sonoros


Bons Isoladores Sonoros são materiais nos quais o som tem dificuldade em propagar-se. São exemplos destes materiais a cortiça, a borracha e a lã de vidro. Estes materiais são normalmente utilizados entre na construção de apartamentos, para impedir que o som se propague entre as diferentes casas, dando mais privacidade aos moradores. Bons Condutores Sonoros são materiais nos quais o som se propaga a grande velocidade. São exemplos destes materiais o betão, o alumínio e o ferro.


Bons Isoladores Sonoros



Lã de vidro



Cortiça


Bons Condutores Sonoros



Betão



Ferro




O Espectro Sonoro
O Espectro Sonoro é o conjunto de frequências de vibração que podem ser produzidas pelas diversas fontes sonoras:


Sons Audíveis

Designam-se por sons audíveis aqueles que o Ser Humano é capaz de ouvir. Com base na análise da figura anterior, pode-se concluir que o Ser Humano apenas consegue captar vibrações com frequências compreendidas entre os 20 Hz e os 20.000 Hz.

Os sons de 20 Hz são os mais graves que os nossos ouvidos captam;

Os sons de 20.000 Hz são os mais agudos que os nossos ouvidos captam.

Infra-Sons

Designam-se por Infra-sons todos os sons com frequência inferior a 20 Hz. Estes sons não são captados pelo ouvido humano, embora possam ser captados por outros animais. Estes Infra-sons são de grande utilidade na previsão de um sismo ou erupção vulcânica. Os movimentos da crosta terrestre produzem sons de frequência demasiado baixa para que o Ser Humano os consiga ouvir. Esses sons são registados pelos sismógrafos e podem alertar para a ocorrência de um sismo ou erupção vulcânica.

Durante um sismo ocorre produção de infra-sons.


Durante uma erupção vulcânica ocorre produção de infra-sons.
Ultra-Sons

Designam-se por Ultra-sons todos os sons com frequência superior a 20.000 Hz. Estes sons não são captados pelo ouvido humano, embora possam ser captados por outros animais. Os Ultra-Sons são de grande utilidade por exemplo na medicina, onde são utilizados para a realização de ecografias. Também são utilizados com sucesso na pesca para identificar cardumes de peixes.

Os ultra-sons são utilizados na realização de ecografias.


Os ultra-sons são utilizados nos sonares de barcos de pesca.

Sons Captados pelos Diferentes Animais

Para além do Ser Humano, também uma grande variedade de outros animais consegue captar sons. Alguns destes animais têm uma sensibilidade auditiva bastante melhor do que o Ser Humano. Na imagem seguinte, é apresentada uma comparação entre os sons captados e emitidos por diferentes animais:


Há animais que conseguem captar sons em intervalos de frequências diferentes dos do Ser Humano. Por exemplo o Golfinho capta sons entre os 150 Hz e os 150.000 Hz.


Nível Sonoro

Apesar de o ouvido humano captar sons com frequências compreendidas entre os 20 Hz e os 20.000 Hz, só os capta se a intensidade sonora destes sons for suficientemente forte. 

Por exemplo:


Não conseguimos ouvir uma folha a caír.
Intensidade sonora muito fraca.


O som de um concerto é agradável.
Intensidade sonora moderada.


O som do foguetão causa danos auditivos.
Intensidade sonora muito forte.


Para descobrir se o som produzido por uma fonte sonora é forte ou fraco, determina-se o Nível Sonoro produzido. O nível sonoro relaciona a intensidade sonora de um som com a intensidade sonora do som mais fraco que conseguimos ouvir. Para determinar o nível Sonoro utiliza-se um Sonómetro:



Sonómetro
As unidades utilizadas para quantificar o Nível Sonoro são o Bel (B), embora seja mais comum utilizar-se o deciBel (dB), que corresponde a um décimo do Bel. Se medirmos o Nível Sonoro produzido por uma folha a caír, num concerto ou durante o lançamento de um foguetão, os valores são aproximadamente os seguintes:

Nível sonoro ~ 15 dB
Nível sonoro reduzido.


Nível sonoro ~ 90 dB
Nível sonoro moderado.


Nível sonoro ~ 150 dB
Nível sonoro elevado.

No gráfico seguinte compara-se o Nível Sonoro em diferentes situações:



É de notar que o Nível Sonoro pode influenciar o estado de espírito e, no caso de ser demasiado elevado, provocar mesmo lesões auditivas permanentes.



Audibilidade Humana

Apesar de o ouvido humano captar sons de diversas frequências, a cada frequência corresponde um nível sonoro mínimo necessário para que o som seja ouvido:



Da leitura do gráfico anterior, conclui-se que, por exemplo:

_ para uma frequência de 1000 Hz, o ouvido humano capta o som se o Nível Sonoro for no mínimo de 20 dB;

_ para uma frequência de 20 Hz, o ouvido humano só capta o som se o Nível Sonoro for no mínimo de 120 dB;

_ a zona representada a amarelo representa os sons captados pelo ouvido humano;

_ a zona representada a verde representa os sons que o ouvido humano não consegue captar, uma vez que o Nível Sonoro é muito reduzido;

_ a zona Representada a vermelho representa os sons que causam dor e possivelmente lesões ao ouvido humano, já que têm um Nível Sonoro demasiado elevado.


Cuidados a ter para Preservar a Audição

A exposição prolongada a ambientes ruidosos pode levar à perda de audição e provocar doenças do sistema nervoso central. Assim, há alguns cuidados que todos devemos ter para preservar a nossa audição. São apresentados em seguida alguns exemplos:


Utilizar protetores nos ouvidos sempre que trabalhamos em ambientes ruidosos.

Se morarmos junto a uma autoestrada ou via férrea, pedir a colocação de barreiras sonoras.


Não colocar o volume dos auscultadores demasiado elevado.



 A Luz

A Luz é um fenómeno natural através do qual essencial ao nosso dia-a-dia. Há um conjunto de fenómenos relacionados com a luz que tornam bela qualquer imagem. Por exemplo:

Reflexos, Brilho e Sombras



Arco-íris



Cor


A Luz é também utilizada pelo Homem para comunicar. Eis alguns exemplos:


Publicidade e Semáforos


Farol


Televisão




Corpos luminosos e Corpos Iluminados

Todos os corpos que possuem luz própria são Corpos Luminosos, enquanto que os corpos que apenas reflectem a luz são Corpos Iluminados. São exemplos disso:

Corpos Luminosos - com luz própria



O Sol, um semáforo, uma vela ou uma lâmpada têm luz própria.
São por isso corpos luminosos.

Corpos Iluminados - sem luz própria



A Terra, a Lua, uma maça ou um livro não têm luz própria.
São por isso corpos iluminados.


Como vemos os objetos?

O Ser Humano tem dois detectores que lhe permitem captar a luz - os olhos. É através dos olhos que conseguimos ver o mundo que nos rodeia.



Quando diriges o olhar para um corpo luminoso, a luz proveniente dessa fonte de luz é captada pelos olhos:




Quando diriges o olhar para um corpo iluminado, captas a luz que este reflecte, proveniente de uma fonte de luz:




Triângulo de Visão
O Triângulo de Visão descreve o trajecto da luz desde a fonte de luz até ao detector de luz, e pode ser representado da seguinte forma:


Objetos Transparentes, Translúcidos e Opacos

Os objetos que habitualmente utilizamos no nosso dia-a-dia comportam-se de forma diferente perante a luz. Há objectos que se deixam atravessar totalmente pela luz, outros que se deixam atravessar apenas parcialmente pela luz, e outros ainda que não se deixam atravessar pela luz:

Materiais Transparentes



- Deixam-se atravessar quase pela totalidade da luz que neles incide.
- Vê-se com nitidez os objectos que se encontram do outro lado.

Materiais Translúcidos



- Deixam-se atravessar parcialmente pela luz que neles incide.
- É possível ver os objectos que se encontram do outro lado, mas sem nitidez.


Materiais Opacos



- Não se deixam atravessar pela luz que neles incide.
- Não é possível ver os objectos que se encontram do outro lado.
Objectos Transparentes, Translúcidos e Opacos


No esquema seguinte estão representados os constituintes do olho humano e a respectiva função:




Propagação Retilínea da Luz

Como se pode concluir pela observação da imagem seguinte, a luz propaga-se em linha reta em qualquer meio transparente e homogéneo:


Pelo facto de a luz se propagar em linha recta ocorrem sombras (sempre que a luz encontra um obstáculo) e eclipses (do Sol ou da Lua). A utilização da câmara escura e das máquinas fotográficas atuais também se baseia na propagação retilínea da luz.

Sombras



Eclipses



Câmara Escura



Raios e Feixes de Luz

Sempre que falamos em luz, podemos falar também em raios de luz. Um raio de luz é uma representação abstracta que representa a direcção e o sentido da luz. Na imagem seguinte estão representados diferentes raios de luz:


A um conjunto de raios luminosos dá-se o nome de feixe de luz. Por exemplo a luz proveniente de uma lanterna resulta de um conjunto de raios luminosos a que se dá o nome de feixe de luz.



Um feixe de luz pode apresentar raios paralelos, divergentes ou convergentes:

Feixes Paralelos


Os raios de luz são paralelos entre si e por isso nunca se cruzam.


Feixes Divergentes


Os raios de luz têm origem no mesmo ponto e afastam-se uns dos outros.


Feixes Convergentes


Os raios de luz aproximam-se uns dos outros e podem cruzar-se no mesmo ponto.


A Reflexão da Luz

No nosso dia a dia estamos habituados a ver reflexos, quer seja uma paisagem refletida na água de um lago ou o nosso próprio reflexo ao espelho:


A Reflexão ocorre 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 - reflete:





Reflexão Regular e Reflexão Irregular (Difusão) da Luz

A reflexão regular da luz ocorre em superfícies lisas e polidas. A luz é refletida numa só direção.

Reflexão Regular da Luz


A reflexão irregular da luz ocorre em superfícies rugosas. A luz é reflectida em várias direções.


Reflexão Irregular ou Difusão da Luz


As Leis da Reflexão

Sempre que um raio de luz incide numa superfície refletora, é possível prever em que direção será reflectido, se soubermos as Leis da Reflexão. Considera um raio de luz que incide num espelho:

Para prever a direção do raio reflectido, devemos:

Traçar uma linha normal (perpendicular) ao espelho no ponto de incidência da luz ...


Com o transferidor, medir o ângulo entre o raio incidente e a linha normal ...


O raio refletido estará do outro lado da linha normal e, em relação à normal, terá o mesmo ângulo que o raio incidente ...


4.º - Agora só falta traçar o raio refletido ...


Assim, podemos escrever as seguintes leis - as Leis da Reflexão -, que se aplicam a todos os casos em que ocorre a Reflexão da Luz.

As Leis da Reflexão

1.ª Lei - O raio incidente, o raio refletido e a normal ao espelho no ponto de incidência estão no mesmo plano;

2.ª Lei - O ângulo de incidência é igual ao ângulo de reflexão.

Aplicação das Leis da Reflexão

As leis da reflexão podem sempre ser utilizadas para prever o trajecto do raio reflectido, em qualquer situação:

Ao ser refletido, o raio de luz ...
... muda de direção;
... muda de sentido.

Ao ser refletido, o raio de luz ...
... não muda de direção;
... muda de sentido.


A Refração da Luz

Observa atentamente as imagens seguintes e, se tiveres oportunidade, tenta recriá-las em tua casa:





A colher, o lápis e a régua parecem partidos, quando de facto não estão.

Porque motivo os vemos assim?

A Luz propaga-se a diferentes velocidades em diferentes meios materiais. À passagem da luz de um meio material para outro no qual se propaga a velocidade diferente dá-se o nome de refração. Quando ocorre refração a luz pode sofrer um desvio na sua direção e é por isso que temos a ilusão de que a colher, o lápis e a régua estão partidos.

Passagem da luz de um meio rápido para um meio lento

No ar, a luz propaga-se a uma velocidade muito maior do que na água ou no vidro. Quando passa do ar para a água sofre um abrandamento na sua velocidade de propagação e pode sofrer uma mudança de direcção, consoante o ângulo de incidência na superfície de separação entre os dois meios:


Neste caso o raio de luz desviou-se da direcção original e aproximou-se da linha normal à superfície de separação entre os dois meios no ponto de incidência da luz.
Passagem da luz de um meio lento para um meio rápido

Quando passa da água para o ar sofre um aumento na sua velocidade de propagação e pode sofrer uma mudança de direcção, consoante o ângulo de incidência na superfície de separação entre os dois meios:


Neste caso o raio de luz desviou-se da direcção original e afastou-se da linha normal à superfície de separação entre os dois meios no ponto de incidência da luz.


E quando a luz incide perpendicularmente à superfície de separação entre os dois meios?

Quando a luz incide perpendicularmente à superfície de separação entre dois meios, ocorre refracção mas não ocorre mudança de direcção da luz:



As Lentes Esféricas

As lentes são objectos comuns utilizados em óculos, projectores, máquinas fotográficas e de filmar, etc. São portanto muito úteis e é importante conhecer o seu funcionamento. Uma lente provoca uma mudança de direcção nos raios de luz que nela incidem. As Lentes Esféricas podem ser de dois tipos:
Lentes Convergentes ou Convexas
(de bordos delgados)

Imagem do livro "FQ8 - Sustentabilidade na Terra - Edições ASA".
Lentes Divergentes ou Côncavas
(de bordos espessos)

Imagem do livro "FQ8 - Sustentabilidade na Terra - Edições ASA".
As lentes Convergentes ou Convexas, têm uma curvatura para o exterior tal como mostrado na figura e, como o nome indica, fazem convergir (aproximar) os raios de luz. As lentes Divergentes ou Côncavas, apresentam uma concavidade tal como mostrado na figura e, como o nome indica, fazem divergir (afastar) os raios de luz.

Potência Focal de uma Lente

Há lentes mais Convergentes do que outras (lentes que aproximam mais os raios de luz do que outras), assim como há lentes mais Divergentes do que outras (lentes que afastam mais os raios de luz do que outras):
Lentes Convergentes ou Convexas
(de bordos delgados)

Imagem do livro "FQ8 - Sustentabilidade na Terra - Edições ASA".
Lentes Divergentes ou Côncavas
(de bordos espessos)

Imagem do livro "FQ8 - Sustentabilidade na Terra - Edições ASA".
É possível determinar a Potência Focal de uma lente para que possamos comparar o efeito exercido por diferentes lentes:
Quanto maior o valor da Potência Focal de uma lente Convergente, maior a capacidade que essa lente tem de fazer convergir (aproximar) os raios de luz;
Quanto maior o valor da Potência Focal de uma lente Divergente, maior a capacidade que essa lente tem de fazer divergir (afastar) os raios de luz.
A Potência Focal calcula-se da seguinte forma:
A Potência Focal tem como unidade a Dioptria (D), enquanto que a distância focal (distância da lente ao foco) tem como unidade o metro (m).
Lentes Convergentes ou Convexas
(de bordos delgados)

Numa lente convergente, a distância focal é considerada positiva, e por isso a Potência Focal tem resultado positivo.
Imagem do livro "FQ8 - Sustentabilidade na Terra - Edições ASA".
Lentes Divergentes ou Côncavas
(de bordos espessos)

Numa lente divergente, a distância focal é considerada negativa, e por isso a Potência Focal tem resultado negativo.
Imagem do livro "FQ8 - Sustentabilidade na Terra - Edições ASA".


O Olho Humano

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. Esta imagem é real, invertida e menor que o objecto. O cristalino tem a capacidade de mudar de forma, para que vejas os objectos sempre focados, quer estes estejam próximos ou afastados de ti. A esta capacidade de o cristalino se adaptar chamamos de poder de acomodação.

Imagem do livro "FQ8 - Sustentabilidade na Terra - Edições ASA".

Hipermetropia

A Hipermetropia é a dificuldade em ver objectos próximos de nós. Quem sofre de hipermetropia vê os objectos próximos desfocados pois a imagem forma-se depois da retina. A Hipermetropia pode dever-se a dois factores. Um é a incapacidade do cristalino de se tornar mais convergente (mais curvo). O outro é o facto de o olho ser mais pequeno do que o necessário para que a imagem se forme correctamente. Em qualquer dos casos, o problema é corrigido com lentes convergentes (convexas):

Imagem do livro "FQ8 - Sustentabilidade na Terra - Edições ASA".

Presbitia

A Presbitia, 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. Tal como a Hipermetropia pode ser corrigida utilizando lentes convergentes (convexas).

Miopia

A Miopia é a dificuldade em ver objectos que se encontrem longe de nós. Quem sofre de Miopia vê os objectos que se encontram afastados muito desfocados pois a imagem forma-se antes da retina. A Miopia deve-se resulta da incapacidade do cristalino de se tornar menos convergente (menos curvo). O problema é corrigido com lentes divergentes (côncavas):

Imagem do livro "FQ8 - Sustentabilidade na Terra - Edições ASA".

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. Este problema é corrigido com lentes cilíndricas.

Para perceberes melhor o que é uma reacção química, pensa no que acontece ao Ferro quando é exposto ao Oxigénio do ar:
Ao fim de um longo período de tempo exposto ao Oxigénio do ar, o Ferro torna-se ferrugento:
Pelo facto de o Ferro estar em contacto com o Oxigénio degradou-se, transformou-se num material acastanhado, a ferrugem, a que se dá o nome de Óxido de Ferro. Como se formou uma substância nova - o Óxido de Ferro - que não existia inicialmente, diz-se que ocorreu uma transformação ou reacção química. De facto, o Ferro e o Oxigénio forma "transformados" em Óxido de Ferro.
Sempre que se formam substâncias novas a partir de outras que existiam inicialmente diz-se que ocorre uma reacção química.

Como identificar a ocorrência de uma Reacção Química?

Há um conjunto de factores que "denunciam" a ocorrência de uma reacção química, e que estão indicados no quadro abaixo:
Estamos em presença de uma reacção química sempre que ocorre ...
... Formação de um gás a partir de reagentes sólidos ou líquidos;
... Formação de sólidos a partir de reagentes sólidos ou líquidos;
... Mudança de cor;
... Formação de um cheiro característico;
... Formação de chama;
... Desaparecimento de susbstâncias inicias;
... Variação de temperatura.

Reagentes e Produtos de Reacção

Numa reacção química, dá-se o nome de ...
... Reagentes às substâncias iniciais;
... Produtos de Reacção às substâncias novas.
No caso da reacção do Ferro com o Oxigénio para originar Óxido de Ferro:

Equação Química por Palavras

Para esquematizar quais os intervenientes numa reacção química, é habitual escrever-se uma equação química por palavras. Esta equação deve ser escrita tendo em conta algumas regras importantes.
Regras para a escrita de Equações Químicas:
1.ª - Os reagentes separam-se dos produtos de reacção por meio de uma seta que indica qual o sentido da reacção química;
2.ª - Os reagentes colocam-se do lado esquerdo separados pelo símbolo +;
3.ª - Os produtos colocam-se do lado esquerdo separados pelo símbolo +;
4.ª - Ao nome de cada substância deve seguir-se o seu estado físico:
sólido (s), líquido (l), gasoso (g) ou aquoso (aq) no caso de a substância estar dissolvida em água;
De acordo com as regras anteriores, uma equação química por palavras escreve-se da seguinte forma:
No caso da reacção química entre o Ferro e o Oxigénio referida anteriormente, a equação química por palavras correspondente é:


Reacções de Combustão

Para que uma Reacção de Combustão ocorra é sempre necessário dois componentes, um combustível e um comburente:
o combustível é a substância que arde;
o comburente que reage com o combustível.
Como produtos de uma Reacção de Combustão formam-se Óxidos. A equação geral por palavras de uma Reacção de Combustão escreve-se da seguinte forma:
Um exemplo de uma reacção de combustão é o que ocorre com o gás utilizado nos fogões das cozinhas, que ao ser queimado fornece calor para cozinhar os alimentos. Esse gás pode ser Propano, Butano ou Gás Natural (que é uma mistura de diferentes gases, sendo o principal constituinte o Metano).
Neste caso ocorre uma reacção de combustão onde o combustível é o gás Propano, Butano ou Natural. Mas o combustível só arde em presença do Oxigénio do ar. O Oxigénio é então o comburente. A reacção ocorre enquanto existirem estes dois componentes, o combustível e o comburente.
Se se esgotar o combustível ( o gás Propano, Butano ou Natural), deixa de ocorrer reacção e a chama apaga-se;
Se se esgotar o comburente, o Oxigénio, deixa de ocorrer reacção e a chama apaga-se. (Deves lembrar-te de uma actividade que fizeste no 5.º ano em Ciências da Natureza, que consitia em cobrir uma vela com um recipiente de vidro. Quando o Oxigénio se esgotava a vela apagava-se.)
Se considerarmos que o combustível é o Butano, a equação por palavras desta reacção química é a seguinte:
Esta é uma reacçãop de combustão porque ...
... temos um combustível, o Butano;
... o Oxigénio é um dos reagentes (é o comburente). Sempre que o Oxigénio é um dos reagentes, estamos em presença de uma Reacção de Combustão.
há formação de óxidos, o Dióxido de Carbono e a Água (Óxido de Hidrogénio).

Combustões Lentas, Vivas e Explosivas

As reacções de combustão dividem-se em três categorias, consoante o tempo que dfemoram a ocorrer e a quantidade de energia que libertam:
Combustões Lentas

- Não ocorre formação de chama;
- São reacções muito demoradas.
Combustões Vivas

- Ocorre formação de chama;
- São fonte de luz e calor.
Combustões Explosivas

- São muito violentas;
- Ocorre formação de chama e ruído.

No nosso corpo também ocorrem reações de combustão

Um exemplo de uma Reacção de Combustão que ocorre no nosso corpo é a Respiração Celular. As células produzem energia para as suas actividades fazendo reagir a Glicose (combustível) com o Oxigénio (comburente). Esta é uma Reacção de Cobustão Lenta.
A equação química por palavras que traduz esta reacção química é a seguinte:



Representação simbólica dos átomos

Objetivos da simbologia
_ Representar a diferente composição das substâncias
_ Simplificar a representação 
_ Tornar a representação universal – símbolos universais.
_ Regras da simbologia química (Berzelius séc. XIX)
_ Cada tipo de átomos deve ser representado por um símbolo próprio, correspondendo à primeira letra, maiúscula, do seu nome em latim ou grego.

Mas…quando átomos diferentes têm nome com inicial igual…
Acrescenta-se à letra maiúscula inicial uma segunda letra, minúscula, também pertencente ao nome, de forma que átomos diferentes tenham sempre símbolos diferentes.(Ex: Carbono – C , Cloro – Cl , Cálcio – Ca , Cobre – Cu , Cobalto – Co )

Representação simbólica de substâncias
As moléculas são representadas por fórmulas químicas. Cada tipo de moléculas tem a sua fórmula química. A fórmula química indica que tipo de átomos constituem a molécula e qual a quantidade de átomos de cada tipo.

Regras para as fórmulas químicas
● Escrevem-se os símbolos dos diferentes átomos que constituem a molécula.
● Indica-se, em índice à direita do símbolo, o número de átomos de cada tipo (se
for um não se escreve)

Ex:
Ozono – molécula constituída por três átomos de oxigénio – 3 O
Água – molécula constituída por dois átomos de hidrogénio e um átomo de
oxigénio – C

● Para representar vários átomos independentes de um mesmo elemento ou várias
moléculas da mesma substância, indica-se o número à esquerda do símbolo ou
fórmula química correspondente.

Ex: Dez átomos de ouro – 10Au ; oito moléculas de água – H O 2 8
Exercícios

Representação simbólica de iões

Os iões derivam de átomos ou moléculas, possuindo carga eléctrica. Como tal, a sua
representação simbólica tem regras idênticas às dos átomos e moléculas que lhes
deram origem, indicando-se como expoente a carga eléctrica do ião. Alguns iões têm
nome próprio, outros assumem o nome do átomo que lhes deu origem (Ex: Cl - ião
cloreto; Na - ião sódio).

Classificação de iões

Iões

Carga negativa Carga positiva
Aniões (ganharam eletrões) Catiões (perderam eletrões)

Ex: Cl- 
Ex: Na+

Compostos iónicos
A matéria no seu todo é neutra.

Num composto iónico
Nº de cargas positivas = nº de cargas negativas

As substâncias iónicas no estado sólido são cristalinas.
Um composto iónico é sempre composto por apenas dois tipos de iões: um positivo e um negativo. Na fórmula química escreve-se sempre primeiro o ião positivo e depois
o negativo (mas no seu nome é ao contrário).

Ex: O cloreto de sódio (sal vulgar) é um composto iónico.
Os iões que o constituem são: Ião sódio - Na+ e o ião cloreto - Cl-

Como são iões com carga simétrica de igual valor, combinam-se na proporção 1:1

Fórmula iónica:  Na+ Cl-

Fórmula química: NaCl

Nome do composto iónico: cloreto de sódio



9 comentários:

  1. sem dúvida um excelente trabalho, muitos parabéns.
    o resumo está espetacular!!!!!!!!!!!!!
    Ass: anónimo

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  2. uma maravilha, tenho a materia toda estudada com este resumo.
    meus parabens

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  3. Obrigado com estes resumos consegui aumentar a minha nota, eu não gosto muito de fisico-quimica e tinha médios baixos graças a estes resumos comecei a tirar elevados altos

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  4. eu sempre tive negativa e estes resumos ajudaram me imenso meus parabéns

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  5. Esses resumos me ajudaram imenso! Obrigado!

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  6. atraves destes resumos tirei excelente

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  7. Sao bons resumos , mas podiam ser melhores

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  8. bons resumos, os meus parabens

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  9. Em Portugal no 8° ano há prova de FQ e Ciências do 7o e 8o e sem dúvida que estes resumos me ajudaram muito

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