Física - Aula 01 - Problemas Ambientais Mundiais e Políticas Ambientais para a Sustentabilidade

C [Música] [Música] [Música] [Música] Olá pessoal sejam bem-vindos à nossa aula de física eu sou o professor William Costa estou aqui para te ajudar a compreender tudo sobre essa disciplina linda que é a física que que nós temos na aula de hoje ol Olha só temos aula de número um objeto de conhecimento problemas ambientais mundiais e políticas ambientais para a sustentabilidade química ambiental métodos de monitoramento da superfície terrestre agentes mutagênicos e o detalhamento radiação eletromagnética bom Espero que você esteja ansioso aí para a nossa aula por isso vem com a gente [Música] Então é isso

aí pessoal hoje nós vamos iniciar nossas aulas aqui de física tratando sobre radiação eletromagnética a radiação eletromagnética ela tem aí eh como propriedade uma radiação que você conhece aliás da melhor maneira é a luz não é por isso que nós estamos aqui no universo vendo aí esses diferentes tipos de luz que são fenômenos ali que estão ocorrendo ali no Meio do universo e que nós conseguimos enxergar aqui na superfície da Terra com o auxílio aí de telescópios e tudo mais mas essa radiação veja ela se propagou no espaço esse ponto de luz ele ocorre em

algum lugar do espaço e ele viaja esse espaço Isso é uma das propriedades das radiações eletromagnéticas elas podem se propagar inclusive quando não tem o meio material para que elas se propaguem elas se propagam em meios materiais mas também se propagam onde não tem esse meio material para que ela se propague e essa ausência de meio material nós chamamos de vácuo Tá certo então a unda eletromagnética ela pode se propagar no vácuo e veja só nós temos na natureza duas coisas que a gente vem estudando aí ao longo desses anos nós temos partículas e nós

temos ondas as partículas são pontos ali bem concentrados Tá certo onde nós temos uma massa concentrada em algum lugar do espaço as ondas elas não ficam concentradas em um ponto do espaço elas surgem num ponto e elas se propagam eh através do espaço essa propagação no espaço ela se dá através do transporte de energia Tá certo então nós temos essas duas propriedades as radiações eletromagnéticas são ondas eletromagnéticas Tá certo então nós vamos começar o estudo aí olha das nossas ondas eletromagnéticas Olha só introdução às ondas eletromagnéticas a radiação eletromagnética é uma das várias maneiras pelas

quais a energia viaja no espaço e o que são as ondas eletromagnéticas veja só São aquelas originadas de uma carga elétrica oscilante ou seja essa carga elétrica ela está oscilando no espaço e a partir dessa oscilação nós temos a propagação das ondas eletromagnéticas as ondas eletromagnéticas são compostas por ondas que oscilam perpendicularmente entre si uma das ondas é um campo magnético oscilante e a outra é um campo elétrico oscilante Então veja só quando nós temos aí olha uma carga elétrica oscilando essa carga elétrica o que que acontece quando ela começa a oscilar nós temos o

surgimento aí de dois Campos um campo elétrico e um campo magnético tá certo o campo elétrico ele é perpendicular ou seja forma um ângulo de 90º com o campo magnético E aí nós temos a propagação de uma onda eletromagnética Tá certo também perpendicular esse campo elétrico e esse campo magnético beleza uma propriedade Import ante das ondas eletromagnéticas que tem que ficar na sua mente é o seguinte as ondas eletromagnéticas elas podem se propagar no vácuo ou seja elas se propagam tanto onde nós temos um meio material para que elas se propaguem quanto onde não há

um meio material para que elas se propaguem tá certo Então veja só de onde surge uma onda eletromagnética a partir de uma carga elétrica oscilante Tá certo quando essa carga elétrica começa a oscilar nós temos o surgimento de uma radiação eletromagnética essa radiação vai se transportar aí ao longo do espaço beleza Olha só nós temos também aí que essa onda eletromagnética ela tem outra característica bem definida que é a sua velocidade Olha só as ondas eletromagnéticas podem se propagar eh em o meio e também no vácuo que é onde não tem esse meio material e

aí nós nós temos uma imagem ilustrativa Olha que nós temos o sol e a terra os planetas ali e a terra o nosso planeta veja só a luz ela parte lá do Sol e ela consegue chegar aqui até o planeta terra como ela essa luz é uma onda eletromagnética ela viaja pelo espaço ela viaja pelo vácuo Tá certo ou seja a ali a a luz partiu do sol não tem o meio material não tem uma uma corda ligando o sol até a terra para que essa onda viaje mas mesmo assim ela consegue viajar se fosse

o som por exemplo o som é uma onda mecânica ele precisa de um meio material para se propagar então se fosse o som partindo lá do Sol até aqui a superfície da terra nós não conseguiríamos eh escutar esse som por quê Porque não tem o meio material para que esse som se propague beleza por isso que as ondas eletromagnéticas ela tem essa propriedade especial essa peculiaridade Qual é a peculiaridade elas podem também viajar ali no vácuo beleza elas partiram lá do sol não tem o meio material até aqui a terra e elas conseguiram chegar até

aqui à superfície da terra Tá certo isso é a luz que é uma radiação uma forma de radiação eletromagnética para caracterizar as ondas nós temos algumas grandezas específicas Tá certo quando por exemplo Nós estudamos a parte das partículas nós vimos que as partículas elas tinham massa elas tinham velocidade elas tinham aceleração nós podíamos determinar posição dessa partícula no espaço e nós precisamos então de um conjunto de variáveis para descrever melhor essas ondas Então nós vamos apresentar aqui o primeiro conjunto de variáveis para vocês olha só temos período frequência e velocidade Primeiro vamos ver o que

é o período Olha o período da onda eletromagnética é o intervalo de tempo necessário para a onda caminhar um comprimento de onda tá certo então o período é a quantidade de tempo necessário é o intervalo de tempo necessário pra onda caminhar um comprimento de onda nós vamos representar a onda dessa forma Olha só representando por v a velocidade de propagação das ondas eletromagnéticas e o período por T nós temos nós temos o seguinte veja que aqui nas ondas a gente ainda tem Nessa onda ó ol que é essa linha aqui em amarelo nós temos a

amplitude nós temos a crista da onda que é o topo aqui dessa onda e nós temos o vale que é esse ponto mais baixo aqui da nossa onda tá certo amplitude que é a distância eh desse ponto até a crista da onda tá certo e nós temos o comprimento de onda que vai ser a distância entre duas cristas ou dois Vales tudo bem o período vai ser exatamente a quantidade de tempo necessário para que eu tenha um comprimento de onda tá certo Então veja só como é que eu vou determinar a velocidade a velocidade se

você relembrar nós temos que a velocidade era dels sobre del T era o espaço percorrido pelo tempo no nosso caso o espaço vai ser o comprimento de onda e o tempo vai ser o período Tá certo essa é a equação da velocidade da nossa onda vai ser o comprimento de onda sobre o período Mas também eu posso reescrever essa equação como amb x F lambda é o nosso comprimento de onda e f é a nossa frequência Então veja só nós acabamos de apresentar aí um conjunto de variáveis para vocês Quais quais são primeiro o comprimento

de onda né o comprimento de onda nós vimos ali que é a distância entre duas cristas ou dois Vales Tá certo e o período que é exatamente esse intervalo de tempo aí que nós verificamos para determinar a velocidade basta você pegar o comprimento de onda e dividir pelo período Tá certo comprimento de onda sobre o período nós temos a velocidade de uma onda Mas também eu posso reescrever essa equação como velocidade como o comprimento de onda vezes a frequência mas o que é a frequência olha só a frequência de uma onda nós temos aí chama-se

frequência de uma onda eletromagnética o inverso do período ela representa o número de períodos existentes na unidade de tempo frequência é um sobre período Então veja só ela representa o número de período existentes na unidade de tempo então a frequência é quantos quantas ondas eu tenho no intervalo de tempo vamos colocar assim de maneira um pouco informal Tá certo então a frequência vai ser o inverso do período por isso que ali olha quando eu tinha lambda sobre o período virou amb vezes a frequência porque o inverso do período é a frequência beleza professor já sei

determinar a velocidade de uma onda vamos então para um exemplo prático olha só nosso exemplo uma determinada onda de radiação eletromagnética tem uma frequência igual a 1,5 x 10 elevado a 14 hz então a frequência é igual a 1,5 x 10 elev 14 hz hz significa hz Tá certo que é a unidade de frequência Então veja só como essa onda é uma radiação eletromagnética a gente já sabe a velocidade dela que é uma constante que é a letra C Tá certo que é a velocidade da luz 3 x 10 elevado 8 m/s bom daí esses

são os dados da nossa questão ele quer que você determine o comprimento de onda ou seja a letra lambda tá certo Vamos lá temos aqui os dados que nós retiramos vamos utilizar a equação da velocidade veja que aqui ol c l x f por quê eu tenho a letra C tenho a letra F E tenho quem eu quero descobrir que é a letra amb se eu isolar aqui a letra lambda nós vamos ter C sobre f por qu porque o F tá multiplicando vai para outro lado dividindo Vai para baixo da letra C Então vamos

substituir os valores olha c 3 X 108 frequência 1,5 x 10 elev 14 e aqui você faz número com número potência com potência 3 di 1,5 2 10 elev 8 divo por 10 elev 14 O que que você vai fazer repete a base que é o 10 e vai sub sub trir os expoentes o expoente de cima menos o expoente de baixo 8 - 14 que vai dar Men se não é você faz aqui olha sinais diferentes você subtrai vai dar seis e repete o sinal do maior que é o 14 o sinal que tá

na frente do 14 é o menos por isso que deu -6 por isso que nós temos aqui o resultado 2 x 10 elevado -6 Então tá aí olha nós temos o nosso resultado do comprimento de on veja que é uma equação simples né uma equação de velocidade onde foi dada ali a velocidade da onda eletromagnética 3 x 10 elevado oitava nós tínhamos uma frequência e queríamos ali determinar o lambda que é o comprimento de onda lambda aquela letra grega Tá certo Por isso que nós chamamos ali de comprimento de onda Ok só que veja bem

na natureza a radiação eletromagnética ela não se manifesta Só através da Luz visível Tá certo essa luz que você você consegue enxergar nós temos outros tipos de ondas eletromagnéticas e esses outros tipos de ondas eletromagnéticas Elas têm características bem definidas Elas têm comprimento de onda e frequência bem definidos e o que que foi feito organizou-se todos esses todas essas diferentes ondas eletromagnéticas em algo que nós chamamos de espectro eletromagnético Ou seja a partir ali da do comprimento de onda e da frequência nós organizamos os tipos de ondas eletromagnéticas em um espectro eletromagnético Por que Professor

porque não existe só a luz visível como radiação eletromagnética por exemplo existe o infravermelho existem as micro-ondas Existem os raios X os raios Gamas e tudo isso foi organizado em um espectro eletromagnético Veja só o espectro eletromagnético no espectro eletromagnético podemos encontrar o intervalo completo de todos os possíveis comprimentos de onda de radiação eletromagnética Então veja nós temos aqui tudo bem organizadinho Olha nós temos os raios gama certo temos os raios X os raios ultravioletas aí essa faixa aqui olha é o espectro visível aquilo que os nossos olhos conseguem enxergar tá certo esse espectro visível

é o intervalo aqui olha de comprimento de onda que nós temos que o olho humano fica sensível Tá certo então nós conseguimos enxer enxergar nesse intervalo aqui de comprimento de onda tudo bem E aí nós temos o infravermelho nós temos o as micro-ondas temos as ondas de rádio e temos as ondas de raio longas Tá certo veja que elas estão organizadas a partir da ordem aqui do comprimento de onda ou mesmo aqui da frequência olha aumento da frequência e nós temos aqui o aumento da do comprimento de onda aumento aumento do comprimento de onda vai

da esquerda para a direita e o aumento da frequência vai da direita para a esquerda Tá certo então esse é o nosso espectro eletromagnético mas nós podemos explorar ainda mais o espectro eletromagnético olha só aqui nós temos os comprimentos de onda né do tipo de radiação ondas de rádio nós temos micro-ondas infravermelho a luz visível 0,5 x 10 elev -6 nós temos ultravioleta raio x raios Gamas e nós temos a frequência aqui olha olha frequência por exemplo das ondas de rádio é 10 elevado 4 nós temos também aqui da Luz visível 10 elevado 15 dos

raios Gamas 10 elevado a 20 hz e assim por diante veja também que essa frequência ela está organizando também a frequência e comprimento de onda organiza também a temperatura dos objetos nas quais essa radiação é o comprimento de onda mais intenso emitido E aí nós temos por exemplo aqui olha em -272 k nós temos aqui as micro-ondas nós temos aqui olha em 10.000 kin nós já temos aqui a luz visível sendo emitida e assim vai tá certo Então veja que tem uma relação também entre a temperatura do objeto e a emissão de ondas eletromagnéticas algumas

câmeras por exemplo elas conseguem enxergar são chamadas de câmeras térmicas elas conseguem enxergar onde tem a emissão de uma radiação eletromagnética Tá certo ali eh através de um colorido não é as zonas em que a temperatura é maior as zonas em que a temperatura é menor e assim nós temos a emissão também de ondas eletromagnéticas por exemplo o sol também é determinado Quais são as radiações ali os tipos de onda eletromagnética que são emitidas também se faz a partir da determinação ali da temperatura da do Sol Tá certo bom mas nós trabalhamos ali que bem

ali no centro do nosso espectro eletromagnético nós vimos que tem um espectro visível né uma parte das ondas eletromagnéticas que é visível que os olhos humanos são sensíveis ao ponto de enxergar essa luz não é por isso que nós vamos ver agora o espectro visível Olha só o espectro visível também chamado de espectro ótico é a porção do espectro eletromagnético cuja riação é composta por fótons capazes de sensibilizar o olho humano de uma pessoa normal identifica-se a correspondente faixa de radiação por Luz visível ou simplesmente luz e aí nós temos os comprimentos de onda olha

os comprimentos de onda nessa faixa de radiação estão compreendidos entre 380 nanômetros Tá certo que é o Violeta e 750 nanômetros que é o vermelho veja que na nossa imagem nós temos um prisma tá certo o que é que acontece aí nesse Prisma incide-se uma luz branca luz do sol tá certo nesse Prisma e nós temos a decomposição aí dessa luz branca eh nessas eh nessas cores que a gente pode observar aí Violeta o azul verde o amarelo e o vermelho esses comprimentos de ondas de cada parte dessa é bem definido veja que o Violeta

tá ali ó 380 nôm e o vermelho está ali no 750 nôm nós organizamos tudo isso numa tabela Olha só temos aí na tabela relacionando a cor e o comprimento de onda a cor nós temos o Violeta 380 a 435 nanômetros temos o azul 435 a 500 temos o ciano de 500 a 520 temos o verde 520 a 565 tem um amarelo aí olha 565 a 590 o laranja 590 a 625 e o vermelho 625 a 740 nôm Então veja bem a luz do sol é a luz branca nós temos a decomposição dessa luz branca

ali nas cores que a gente consegue enxergar no espectro visível cada cor cada cor tem um comprimento de onda bem definido como nós vimos na nossa tabelinha tudo bem Só que alguns problemas foram surgindo aí a partir dessa explicação da nza um deles é que o corpo negro ele emite uma radiação Isso foi um dos problemas que fez com que a a mecânica clássica ela não fosse mais entendida como uma teoria completa Tá certo e aí nós a explicação dessa radiação do campo do corpo negro ela veio a partir de uma outra teoria foi uma

revolução no início do século XX na área da física que é a teoria da mecânica quântica Tá certo nós vamos ver como houve aí a quantização da energia olha só quantização de energia e a dupla natureza da Luz veja plan descobriu que a radiação eletromagnética emitida por corpos negros não poderia ser explicada pela física clássica que considerava que a matéria poderia absorver ou emitir qualquer grandeza de radiação eletromagnética então plan observou Olha que na verdade a matéria absorvia ou emitir energia apenas em múltiplos de números inteiros do valor H que nós vamos chamar de constante

de plan e f que é a frequência Tá certo então nós temos aí olha todo toda a matéria Eh toda aliás toda a energia emitida ou absorvida pela matéria era sempre em múltiplos inteiros do valor h x F Tá certo onde F é a frequência da Luz absorvida ou emitida a Esse princípio nós chamamos de princípio da quantização da energia ou seja que a energia ela é emitida ou absorvida através de pequenos pacotes que são os quantas de energia Tá certo a descoberta de planque sobre a radiação eletromagnética ser quantizada mudou para sempre a para

sempre a ideia de que a luz se comporta puramente como uma onda na verdade a luz mostrou ter tanto as propriedades de onda quanto as propriedades de partícula Então veja só olha só a revolução Dessa descoberta Tá certo dessa explicação nós vimos que a a energia absorvida ou emitida ela é absorvida ou emitida em pequenos pacotes múltiplos desse valor aí h x F Tá certo e a partir daí o que que aconteceu que entendeu-se também que a luz também pode ser pode ter um comportamento corpuscular que é o quê que é quando nós temos a

Interpretação da Luz como partículas Essa era uma ideia que Newton chegou a ter mais que foi contestada na época por outro físico chamado hagens tá certo Então veja só nós temos aí o entendimento que a luz pode ser tanto onda quanto partícula Tá certo e quando ela é partícula ela tem um nome especial Veja só o nome é fóton um fóton é a partícula elementar ou Quantum da Luz os fótons podem ser absorvidos ou emitidos por átomos e moléculas veja só nós vamos ver agora as condições para um fóton ser absorvido ou ele a condição

para que o fóton seja emitido quando um fóton é absorvido sua energia é transferida para o átomo ou molécula então quando o fóton é absorvido a energia vai ser transferida para o átomo e molécula ou moléculas Tá certo quando um átomo ou molécula perde energia ele emite um F fóton que carrega uma energia exatamente igual a perda de energia do átomo ou molécula Então veja nós temos aí as condições da absorção e da emissão de fótons pelos átomos essa relação é dada pela equação de planque ó e = h x f h é a constante

de planque e f é a frequência desse fotton tá certo é uma continha bem simples essa constante de planque já tem um valor definido 6,6 X 10 elevado a 34 J x segundo e a frequência aí é a frequência do fóton Tá certo que é dado em herz você a partir dessa multiplicação aí da constante de planque vezes a frequência do fóton você tem a energia que foi emitida ou a energia que foi absorvida pelo fóton beleza ou pelo átomo bom então pessoal Essas são as características aí da emissão e da absorção Veja a luz

ela pode ser tanto onda que aí nós apresentamos as ondas eletromagnéticas quanto partículas essa partícula é o fóton nós chamamos esse comportamento de dualidade eh comportamento Dual da Luz Tá certo foi uma hipótese que surgiu ali com o de brogli só que veja bem essa radiação eletromagnética ela também é utilizada em outras áreas Tá certo não só na física não só eh para paraa iluminação dos corpos né ou a iluminação da cidade em outras áreas também como na medicina como na tecnologia e tudo mais a radiação ela revolucionou mesmo a nossa tecnologia e a medicina

e existe um trabalho que o físico faz que é exatamente fiscalizar essas emissões aí de ondas eletromagnéticas Tá certo de alguns tipos de ondas eletromagnéticas esses tipos são classificados em radiações e iz Anes e não ionizantes tá certo então é um físico que faz esse trabalho de fiscalização como por exemplo quando nós temos ali a região do hospital onde se faz o raio x lá existe a emissão de uma onda eletromagnética que é o raio x Tá certo nesse local um físico foi analisou o projeto tá certo para ver se o projeto estava de acordo

com as regras né que são estabelecidas aí de saúde e segurança do trabalhador e também para as pessoas em geral por isso que nós convidamos hoje um físico que é fiscal de saúde tá certo que verifica essas áreas do hospital para falar um pouquinho para vocês sobre o trabalho do físico e sobre essas radiações Olha só Olá meu nome é jaron brais eu sou fiscal de saúde físico da Vigilância Sanitária do município de Manaus o trabalho do fiscal de saúde físico ele tá voltado em inspeção em serviços relacion as ações de proteção radiológica dos serviços

né E por que que essas proteções radiológicas elas são importantes Eh vamos colocar aqui que existem é importante a gente saber que existem dois tipos de radiação é a radiação não ionizante e a radiação ionizante a radiação Não ionizante ela tá bem presente no no nosso cotidiano né Posso colocar como exemplo das radiações não ionizantes as ondas de rádios o a micro-ondas que a gente utiliza aí diariamente e a ultrassonografia e como exemplo das radiações ionizantes a gente pode falar nos equipamentos eh nas radiações produzidas por equipamentos de raio x A gente pode falar nos

raios gama a gente pode falar nas partículas alfa e nas partículas Beta né E essas radiações ionizantes elas são capazes de gerar algumas patologias no nosso corpo porque elas agem diretamente nas células né e ionizando os átomos das células e produzindo as assim eh células doentes né que vão se reproduzir e e ocasionar patologias graves Como por exemplo o o câncer e as ações de proteção radiológica elas estão direcionadas exatamente no sentido de proteger o os trabalhadores e a os usuários dos serviços de saúde por exemplo dessas radiações né de de proteger de fazer com

que eh essas pessoas não sejam expostas a a as radiações a radiações acima dos limites permitidos pelas normas que são e eh limites ali que são produzidos através de estudos e eh que nos dizem Qual a quantidade de radiação que podem ou não gerar essas patologias então o trabalho do Físico nesse sentido ele é muito importante porque ele protege a saúde da população dessas patologias tão graves Então veja bem como o trabalho do Físico também nessa área muito importante não é nessa área em que as as patologias podem surgir a partir aí dessa absorção pelo

corpo humano Pelas nossas células eh pela absorção de radiação não é inclusive quem descobriu aí as radiações né de alguns elementos Foi a madame kiri né uma grande física e química aí eh que eh pelo contato direto ali com esse tipo de material que emite radiações muito elevadas ela acabou eh vindo a desenvolver doenças A partir dessa radiação que as células dela eh emitiram né ó aliás que as células dela absorveram Então veja como o trabalho do Físico também é importante paraa proteção da Saúde eh do trabalhador e também da população em geral que vai

ao médico ali fazer um raio x certo bom então o que que nós vimos hoje olha só vimos aí a as radiações eletromagnéticas e nós vimos também eh que a luz pode ter um outro comportamento que é o comportamento de partícula então a luz pode ser tanto uma onda a radiação eletromagnética quanto partícula que são os fótons E essas partículas que são os fótons não possuem massa e elas explicam vários outros fenômenos aí vários outros fenômenos físicos Pessoal espero que vocês tenham gostado da aula de hoje tenham visto aí que o trabalho do Físico é

muito M importante pra saúde das pessoas também inclusive existe uma área da física da física chamada física médica que cuida aí dessa parte tá certo para conhecer mais sobre esses assuntos aí ligados à radiação e a sua absorção pelo corpo humano pessoal aqui eu me despeço de vocês e nós nos encontramos numa [Música] próxima n