terça-feira, 20 de outubro de 2009

1. A EXISTÊNCIA E PROPAGAÇÃO RETILÍNEA DA LUZ


1.1) A Existência dos Raios de Luz

PULVERIZADOR


Objetivo

    O objetivo deste experimento é visualizar um feixe de luz, observando sua existência e comportamento.

Contexto

    A luz, para a maior parte dos fenômenos cotidianos, propaga-se em forma de raios. Estes, são compostos de partículas (fótons), e se propagam sempre retilinearmente a partir da fonte. Feixe de luz é um conjunto de raios luminosos.

Idéia do Experimento

    Um lanterna é colocada em uma posição fixa iluminando um obstáculo (parede). Nesta situação, só é possível observar a luz que é gerada pela lanterna e o efeito que ela causa no obstáculo. É aparentemente possível que a luz descreva qualquer trajetória até atingir a parede (como por exemplo, uma trajetória curva ou em "zig-zag"). Pulveriza-se água colorida com leite ao longo do feixe de luz que vai da lanterna até a parede. Assim, é possível observar que o feixe luminoso criado pela lanterna, propaga-se em linha reta e não de qualquer outro modo até o obstáculo.

Tabela do Material

Item Observações
Pulverizador Desses usados para regar plantas
Lanterna
Leite Duas ou três colheres das de sopa
Água

Montagem

  • Coloque água dentro do pulverizador e adicione leite até que a água fique esbranquiçada.
  • Posicione a lanterna de modo que ilumine o obstáculo.

Comentários

  • O local no qual o experimento for realizado deve permanecer escurecido ou na penumbra.
  • Se o experimento for realizado em sala de aula, o pulverizador pode ser substituído por dois apagadores. Batendo um apagador no outro, em uma posição, de preferência, acima do feixe, produz-se uma nuvem de pó na região deste. Este procedimento resulta no mesmo efeito do pulverizador.


Esquema Geral de Montagem


1.2) A Propagação dos Raios de Luz

EXPERIMENTO 1: CÂMARA ESCURA


Objetivo

    Este experimento tem por objetivo a construção de uma câmara escura onde é possível observar a imagem da chama de uma vela sendo projetada em seu interior.

Contexto

    Segundo os princípios da óptica geométrica, os raios de luz se propagam em linha reta. Na câmara escura, todos os raios de luz que são emitidos pelo objeto a ser projetado, passam atravéz de um pequeno oríficio e atinge o aparato no interior dela. Assim sendo, a luz que sai do ponto mais alto do objeto atingirá o aparato no ponto mais baixo da imagem projetada, formando uma imagem invertida como na figura abaixo.

Idéia do Experimento

    Projeta-se a luz emitida pela chama de uma vela na parte interna da tampa de uma lata de chocolate em pó, apenas fazendo um furo em seu fundo.

Tabela do Material

Item Comentários
Lata de NESCAU Será utilizada também a tampa de plástico translúcido. Pode ser utilizada qualquer lata que tenha uma tampa feita com o mesmo material da tampa da lata de Nescau.
Vela
Prego Será utilizado apenas para fazer um furo no fundo da lata, por isso, pode ser substituído por qualquer outro objeto de metal pontiagudo.

Montagem

  • Faça um furo, o menor possível, no meio do fundo da lata e tape-a com a tampa de plástico.
  • Acenda a vela e aproxime o fundo da lata até ver a imagem refletido na tampa.

Comentários

  • Para que o experimento seja realizado o ambiente deve permanecer o mais escuro possível.

Esquema Geral de Montagem



    EXPERIMENTO 2: CARTÕES FURADOS


Objetivo

    Este experimento tem por objetivo demonstrar que os raios de luz se propagam em linha reta.

Contexto

    A luz, para a maior parte dos fenômenos cotidianos, propaga-se em forma de raios. Estes, são compostos de partículas (fótons), e se propagam sempre retilinearmente a partir da fonte. Em algumas situações, a luz também pode comportar-se como onda. Isto é perfeitamente explicado pela Física.

Idéia do experimento

    Três cartões iguais com um pequeno orifício no meio são dispostos em fila de forma que fiquem exatamente alinhados. Em um extremo é colocada uma vela acesa cuja chama fica alinhada com os furos do cartões. No outro extremo fica o observador. Há duas situações de observação. Na primeira, os furos dos cartões ficam alinhados e é possível ver a chama da vela do outro lado porque a luz se propaga em linha reta através dos furos. No segundo caso, retira-se qualquer um dos três cartões do alinhamento e não mais é possível ver a luz porque ela esbarra em um dos cartões. Para que se pudesse enxergar a luz, ela teria que ter uma trajetória curva. Com os resultados de ambas disposições, se conclui que a luz se propaga em linha reta.

Tabela do Material

Item Observações
Cartolina Pode ser substituída por qualquer tipo de papelão não muito grosso.
Vela Pode ser substituída por uma lanterna.

Montagem

  • Corte três retângulos (10cm x 15cm) iguais de cartolina (veja figura abaixo).
  • Faça um corte reto (5cm) no meio do lado menor de cada cartão.
  • No lado cortado, dobre cada parte para um lado de modo que se crie um apoio para que o cartão fique na vertical.
  • Coloque os cartões em fila de modo que fiquem exatamente alinhados.
  • Em um extremo da fila, coloque uma vela acesa cuja chama fique alinhada com os furos dos cartões.

Comentários

  • Para o bom andamento do experimento é importante que os cartões sejam exatamente iguais.
  • A altura da chama da vela deve ser igual à dos furos dos cartões.


Esquema Geral de Montagem


QUESTÕES:
  • Explicar o que é um raio de luz, um feixe de luz e uma fonte de luz.
  • Quais os tipos de fontes de luz? Citar exemplos.
  • Explicar os meios de propagação da luz.
  • Explicar o princípio da propagação retilínea da luz.

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