C2 9ano prof_2bim_ciencias

C2_9oA_CIENCIAS_PROF_2010 24/02/10 09:25 Página I

Orientação para o Professor – Ciências – 9.° ano – 2.° Bimestre
FÍSICA AULAS 15 e 16 AULA 8
CARGAS ELÉTRICAS ISÓTOPOS, ISÓBAROS E ISÓTO-
AULA 11
• Conceituar carga elétrica. NOS
LUZ: FONTES, FEIXES E FATOS
• Conhecer a eletrização dos corpos.
Objetivos: Objetivos:
• Entender corrente elétrica.
• Caracterizar a luz. • Caracterizar e diferenciar átomos,
• Definir fontes de luz. isótopos, isóbaros e isótonos.
AULAS 17 e 18
• Entender a propagação retilínea da luz.
• Conhecer os fenômenos relacionados à CIRCUITO SIMPLES E TENSÃO
AULA 9
luz. ELÉTRICA
ESTUDO DA ELETROSFERA
• Entender o conceito de tensão elétrica.
AULA 12
ESPELHOS PLANOS • Conhecer os componentes do circuito Objetivos:
elétrico. • Caracterizar níveis energéticos.
Objetivos: • Entender a associação de pilhas.
• Caracterizar espelhos planos.
AULA 10
• Entender a formação da imagem no
AULAS 19 e 20 DISTRIBUIÇÃO OU CONFIGURA-
espelho plano.
• Diferenciar raio incidente de raio RESISTÊNCIA ELÉTRICA E ASSO- ÇÃO ELETRÔNICA
refletido. CIAÇÃO
RESISTÊNCIA ELÉTRICA EM SÉ- Objetivos:
AULA 13 • Compreender a distribuição eletrônica
ESPELHOS CURVOS RIE E PARALELO
pelo método de tentativas.
• Caracterizar resistência elétrica.
Objetivos: • Conhecer a estrutura da tabela periódica.
• Diferenciar associação de resistores em
• Diferenciar espelhos convexos de
espelhos côncavos. série de associação de resistores em AULA 11
• Diferenciar imagem real de imagem paralelo. LIGAÇÕES QUÍMICAS
virtual. • Conhecer as aplicações práticas de
• Conhecer as aplicações dos espelhos resistores. Objetivos:
curvos. • Compreender ligação iônica.
• Caracterizar cátions e ânions.
AULA 14 QUÍMICA
REFRAÇÃO DA LUZ AULA 12
Objetivos: AULA 7 LIGAÇÃO COVALENTE
• Conhecer os fenômenos relacionados à ESTRUTURA ATÔMICA
refração da luz. • Conhecer os componentes fundamen- Objetivos:
• Entender o conceito de refração da luz. tais do átomo. • Caracterizar ligação covalente.
• Entender a velocidade da luz nos dife- • Caracterizar cargas elétricas. • Diferenciar ligação covalente de liga-
rentes meios de propagação. ção iônica.

–I

C2_9oA_CIENCIAS_PROF_2010 24/02/10 09:25 Página II

SUGESTÃO DE ATIVIDADE PRÁTICA PARA O 2º BIMESTRE

A REFRAÇÃO E REFLEXÃO TOTAL DA LUZ NUMA CUBA RETANGULAR
O fenômeno da reflexão total se dá quando a luz proveniente de um meio mais refringente incide num outro meio menos refringente, por
exemplo, da água para o ar. Esse fenômeno pode ser verificado num aquário retangular de vidro contendo água e um laser pointer, fazendo
com que a luz incida de baixo para cima, ou seja, da água para o ar, como
mostra a figura ao lado:
O ensaio é realizado em um aquário de laser 20 cm x 8 cm x 10 cm (altura),
feito com pointer vidro de 3 mm de espessura.
Para melhor visualizar o “raio” de “luz, adiciona-se uma ou duas pitadas de
leite em pó na água e escurece-se o ambiente.
A superfície de separação água-ar funciona como um espelho (reflexão total)
para determinados ângulos de incidência. Colocando-se uma camada de 1 cm
de óleo em cima da água, observa-se que na superfície de separação água-óleo
não ocorre mais a reflexão total, pois o óleo é mais refringente que a água.
Porém, na superfície de separação óleo-ar, volta-se a observar a reflexão total,
por ser o ar menos refringente que o óleo.

“CURVANDO” A LUZ POR MEIO DA REFRAÇÃO

EXPLICANDO AS MIRAGENS
Um exemplo de fenômeno, no qual a luz se curva por meio da refração,
é o das miragens no deserto ou a ilusão de poças d’água no asfalto em
dias quentes.
O ar em contato com o solo/asfalto encontra-se mais quente (e, por isso,
menos refringente) que o das camadas superiores. Os raios luminosos
que partem de um objeto (na figura, a seta) a uma certa distância, em
direção ao solo, passam por camadas de ar cada vez menos refringentes
(mais quentes) e se afastam da normal aos respectivos pontos de
incidências, subindo em direção ao meio mais refringente, conforme a
ilustração. Assim, o observador vê uma imagem especular do objeto,
dando a impressão de que há poças d’água no solo.

(Catálogo de demonstrações, v. II, Instituto de Física da Universidade de São Paulo.)

II –

C2_9oA_CIENCIAS_PROF_2010 24/02/10 09:25 Página III

C iê nc iA s

C2_9oA_CIENCIAS_PROF_2010 24/02/10 09:25 Página IV

C2_9oA_CIENCIAS_PROF_2010 24/02/10 09:25 Página 1

Aula
Luz: fontes, feixes e fatos
11 Data: _____/_____/_____

1. Fontes A luz pode atravessar o espaço vazio.
Quase todas as coisas podem emitir luz. Algumas
você pode ver porque emitem a luz que elas próprias As ondas de luz viajam muito rápido — cerca de
produzem — o Sol, por exemplo. Outras você pode ver 300 000 quilômetros por segundo.
porque a luz do dia ou de outra fonte é retransmitida por Se isso não fosse verdade, não poderíamos ver o Sol
elas. Elas refletem luz para seus olhos — como este e as estrelas.
caderno, por exemplo.
O Sol, uma vela acesa, uma lâmpada acesa são A luz se propaga em linha reta.
fontes primárias de luz — elas convertem algum tipo
de energia em energia luminosa. Os demais objetos, as Essa demonstração usando feixes de laser mostra
bem a propriedade.
fontes secundárias de luz, não são luminosos, e sim
iluminados — eles refletem parte da luz que recebem.

2. Raios e feixes de luz
Nos diagramas, raios de luz são representados por
linhas dotadas de setas. Eles mostram o caminho seguido
pela luz.

Você só pode ver o caminho dos feixes porque as par-
tículas em suspensão no ar refletem a luz do laser que ba-
te nelas.
É possível enxergar a
luz proveniente da fonte
através destes discos?
Sim. A luz será vista so-
mente quando os dois
Um feixe de luz é constituído por vários raios de orifícios, o olho e o foco
luz desenhados um ao lado do outro. luminoso estiverem em
linha reta, fato que evi-
dencia a propagação re-
3. Alguns fatos a respeito da luz tilínea da luz.
A luz transporta energia
A luz é um tipo especial de onda.

Lance uma pedra em uma
lagoa e você logo verá
Esta calculadora não precisa de pilhas ou ondulações se espalharem
baterias para funcionar. pela superfície da água.
Basta que ela receba luz solar ou mesmo a
luz de uma lâmpada comum. A propagação da luz ocorre do mesmo modo, mas as
As células fotoelétricas instaladas na parte
superior do aparelho convertem a energia
ondulações são minúsculas vibrações elétricas e mag-
luminosa em energia elétrica. néticas. A luz se propaga por ondas eletromagnéticas.

–1


As ondulações na lagoa precisam da água para existir
e se propagar, as ondas de luz não.
Um detector capta o
feixe refletido. A luz
4. Holograma “pulsante” é convertida em
O quadrinho visto em muitos cartões de crédito é sinais elétricos para a caixa
chamado de holograma. registradora.
Parece tridimensional. Suas cores mudam conforme
você o olha de diferentes ângulos. A imagem é de fato um
padrão de ondas de luz que se refletem na superfície do
cartão. L E I T U R A

Holografia
Nos idos de 1940, o físico Denis Gabor teve uma
ideia que nos conduziria para um enorme avanço na tec-
nologia das imagens — a holografia. Gabor estava de-
senvolvendo um projeto cujo intuito era melhorar a qua-
lidade da amplificação do microscópio eletrônico. Em
1948, ele sugeriu usar um tipo de imagem chamado holo-
grama. Seria registrada em filme mediante um par de fei-
O holograma é usado no cartão para tornar difícil sua xes coerentes de elétrons e depois reconstruída a partir de
falsificação. luz visível, a qual, em razão de seu grande comprimento
de onda (em comparação ao elétron), produziria uma
imagem muito aumentada e tridimensional.
5. Laser Gabor efetuou demonstrações de holografias planas
Fontes laser emitem um intenso feixe de luz. O feixe usando fonte de luz comum (as que existiam no mo-
é extremamente estreito. mento), embora sabendo que não eram as ideais. O que
ele precisava era de uma fonte de luz verdadeiramente
coerente, algo que não existiria até que os primeiros
lasers fossem desenvolvidos, nos anos 60.
A invenção da holografia por Gabor foi, a partir de
então, usada nas ciências, na indústria e nas belas-artes.
Gabor recebeu o Prêmio Nobel de Física em 1971. Sua
aplicação básica, para a qual havia sido inventado — mi-
croscópio eletrônico holográfico —, tornou-se então uma
realidade.
Um holograma é uma técnica fotográfica de gravação
Ele apresenta uma única cor. Cirurgiões usam laser (e posterior reprodução) usando um padrão de interfe-
em operações delicadas em olhos e nervos, por exemplo. rência entre o feixe de onda de luz refletida pelo objeto e
O estreito feixe de raios laser permite uma grande con- outro feixe de onda luminosa usada como referência. A
centração de calor, suficiente para cauterizar, com pre- imagem holográfica é reconstituída, iluminando o filme
cisão, vasos e tecidos danificados. com um feixe de luz (o mesmo usado como referência),
O laser é usado em reprodutores de som e imagem criando assim o feixe de onda que foi refletido pelo objeto.
em discos compactos (CDs). Tais discos armazenam in-
formações (sons e imagens) de forma codificada.
Eles não têm sulcos (como os discos mais antigos) pa-
ra serem seguidos por agulhas. Em vez disso, um feixe de
laser muito estreito percorre milhares de covas minúsculas
na superfície do disco. Um detector capta o feixe refletido,
e a luz “pulsante“ (modulada) é convertida em som.
Em muitos supermercados, o preço de cada artigo é
“lido” ao se passar um feixe de raios laser sobre seu códi-
go de barra.

2–


Para o espectador, aparece uma imagem tridimensio- em diversas modalidades. O holograma dos cartões de
nal nítida e convincente. (Desde que a luz de laser usada crédito é um exemplo disso.
em holografia seja monocromática, um típico holograma A holografia também é usada na indústria, para ins-
apresenta uma só cor e é indistinguível do objeto real.) pecionar a ocorrência de defeitos nas peças produzidas,
Nesse holograma da ilustração (já apresentado em assim como na microscopia convencional. Continua em
uma das Feiras de Ciências do Objetivo Júnior – SP), um estudo seu uso em sistemas de memórias holográficas
Volkswagen é projetado dentro de um tubo cilíndrico. para computadores, filmes holográficos e televisão tridi-
Muitos hologramas, dos mais variados tipos, são usa- mensional. Nascida há apenas cerca de 30 anos, a holo-
dos (alguns apenas para efeitos estéticos e decorativos) grafia encontrará muitas aplicações no futuro.

H I P E R T E X T O
Fontes primárias (ou corpos luminosos): aquelas que emitem luz própria. Nestes corpos, alguma modalidade de
energia está sendo convertida em energia luminosa. São exemplos: o Sol, a lâmpada incandescente acesa, a lâmpada
fluorescente acesa, a vela acesa etc.
As fontes primárias podem ser de dois tipos:
(a) incandescentes: que emitem luz por estarem a temperaturas elevadas (superiores a 500ºC). São exemplos: o Sol,
as lâmpadas de filamento, uma barra de ferro incandescente etc.
(b) luminescentes: que emitem luz a temperaturas baixas. São subdivididas em:
fluorescentes: as que emitem luz somente enquanto perdura a ação do agente físico excitador do fenômeno da
luminescência. São exemplos típicos as lâmpadas fluorescentes e os tubos de gás néon, que só emitem luz enquanto há
a excitação provocada pela corrente elétrica que os atravessa.
fosforescentes: as que continuam a emitir luz, ainda por algum tempo, mesmo depois de cessada a ação do agente
físico excitador da luminescência. São exemplos típicos as tintas fosforescentes (usadas em interruptores de luz), que
são capazes de emitir luz em ambientes escuros, graças ao armazenamento de energia química nos momentos em que
são excitadas e, posteriormente, devolvem-na sob a forma de energia luminosa.
Fontes secundárias (ou corpos iluminados): aquelas que retransmitem a luz recebida de outros corpos. Corres-
pondem quase à totalidade das coisas que vemos, por estarem iluminadas por outras fontes de luz. As paredes, o lápis,
as carteiras, as pessoas, os animais, as plantas, a Lua são corpos iluminados; todos eles retransmitem parte da luz que
recebem para nossos olhos.
Resumindo:

{
incandescente
I – Primária (quentes)
(corpos luminosos)
luminescente
(frias)
{ fluorescente
fosforescente
II – Secundária
(corpos iluminados)

Raio de luz: é um conceito geométrico; nada mais é que uma linha (reta ou curva) orientada, ao longo da qual
se imagina que a luz se propague. Se a linha orientada é reta, ela informa a direção e o sentido em que se dá a propagação
da luz.
Feixe de luz: é um conjunto de raios de luz. Ele pode ser classificado em:
(a) feixe cilíndrico – formado por raios de luz paralelos entre si.
(b) feixe cônico – formado por raios de luz, não paralelos e que apresentam um único ponto comum.

O feixe cônico de luz pode ser: convergente (formado por raios de luz que convergem para um único ponto) ou
divergente (formado por raios de luz que divergem a partir de um único ponto).
–3


Exercícios da aula
1. Dos itens abaixo, qual emite luz própria? 6. Classifique as seguintes fontes de luz:
a) página de um livro a) os metais quando fortemente aquecidos.
b) o Sol Prof.: São fontes primárias, incandescentes, irradiando luz e
c) um semáforo calor.
Prof.:
Sol → fonte primária incandescente. b) os olhos dos gatos.

Prof.: Fonte secundária; o olho do gato recebe luz de alguma
2. Cite três usos do laser. fonte e a retransmite. Olho de gato não é lanterna!
Prof.:
“Leitura” de código de barra em supermercados; utilização
em cirurgias; “leitura” de CDs. c) a chama da combustão da lenha.

3. Ana não aceitou a ideia de que a luz é uma for- Prof.: Fonte primária incandescente; irradia luz e calor,
ma de energia. consumindo o combustível (madeira).
Ela quer evidências para poder aceitar isso. O
que você pode sugerir? d) planetas e satélites do sistema solar.
Prof.: Células fotoelétricas convertem energia luminosa em
energia elétrica. Prof.: Fontes secundárias; recebem a luz do Sol e a
retransmitem. Para o caso de corpos esféricos (ou quase),
4. Qual é a velocidade da luz no espaço vazio? essa luz retransmitida denomina-se albedo. O albedo da Lua,
Prof.: a luz prateada que torna as noites claras, é simplesmente a
C = 300000km/s luz solar refletida na face convexa da Lua. O planeta Vênus
reflete a luz solar tão intensamente que é tomado como
estrela: “Estrela-d’alva”, visível ao amanhecer; “Estrela
5. O que são e como se classificam as fontes de
Vésper”, ao entardecer.
luz?
Prof.: Fontes de luz são corpos que irradiam luz. Classificam-se
em fontes primárias e secundárias. As primárias são os
corpos luminosos (que convertem algum tipo de energia em
No Portal Objetivo
energia luminosa) e as secundárias são os corpos iluminados
(que recebem luz de outras fontes e a retransmitem). As pri- Para saber mais sobre o assunto, acesse o PORTAL
márias podem se subdividir em incandescentes e lumi- OBJETIVO (www.portal.objetivo.br) e, em “localizar”,
nescentes. digite CIEN9F201

Aula
Espelhos planos
12 Data: _____/_____/_____

1. Bons e maus refletores Espelhos refletem luz de modo bastante regular, em
direções privilegiadas. Essa reflexão regular é o que pos-
Uma porta não é tão lisa quanto um espelho . Ela di- sibilita a produção de imagens.
funde luz em muitas direções. Luz difusa, emitida por Portas, paredes, pessoas, mesas etc. são corpos difu-
corpos com superfícies ásperas, não produz imagens. sores de luz. Espelhos são bons refletores de luz.

2. Leis da reflexão
Quando um raio de luz é refletido por um espelho,
ele obedece a duas regras simples:
1. O ângulo de reflexão é igual ao ângulo de inci-
dência.

4–


O raio é refletido pelo espelho com o mesmo ângulo 4. Mais regras
sob o qual chega.
Quando um objeto luminoso (ou iluminado) é posto
2. O raio que bate no espelho, o raio refletido e a na frente de um espelho plano, sua imagem
normal pertencem todos a um mesmo plano.

Você pode desenhar os três em um pedaço plano de
papel.
Essas são as denominadas Leis da Reflexão .
Um feixe estreito de luz é refletido por um espelho
plano.
Vejamos alguns termos usados para descrever o
fenômeno da reflexão da luz.
é do mesmo tamanho que o objeto,
está à mesma distância do espelho,
toma uma posição simétrica
e é invertida lateralmente — esquerda torna-se di-
reita e direita torna-se esquerda.

A regra da simetria permite-nos construir rapida-
mente a imagem de um objeto, obtendo-se alguns pontos
O ponto onde o raio incidente bate no espelho cha- simétricos desse objeto, em relação ao espelho. Veja a
ma-se ponto de incidência; a normal é a reta que passa ilustração.
por esse ponto e é perpendicular ao espelho. O polígono A’B’C’D’ é a imagem do polígono
ABCD, em relação ao espelho plano EP.
O que fizemos foi:
3. Imagem produzida a) construir retas perpendiculares ao espelho,
pelo espelho plano passando pelos pontos A, B, C e D;
b) transferir as distâncias desses pontos ao espelho,
para trás do espelho, obtendo-se os pontos imagens A’,
B’, C’ e D’;

Poderíamos ter desenhado milhares de raios vindos
da luminária. Mas, para simplificar, são mostrados ape-
nas dois.
Os raios são refletidos pelo espelho e incidem no
olho. Eles parecem vir de uma posição atrás do espelho.
Lá é onde você verá uma imagem da luminária.
Os raios de luz não partem da imagem de fato. Eles c) unir os pontos A’, B’, C’ e D’, obtendo o polígono-
apenas parecem vir dela. Esse tipo de imagem é chamado imagem.
de imagem virtual. Ela não pode ser projetada em uma Os pontos-imagem são simétricos dos pontos-objeto
tela. em relação ao espelho plano.
–5


5. Sistemas com espelhos planos (espelhos planos) ou curva (como nos espelhos esféricos,
cilíndricos e parabólicos).
Com dois ou mais espelhos planos, podemos obter
sistemas bastante interessantes. Nos palácios dos espe- Leis da reflexão: conjunto de leis (duas) que
lhos, nas exposições e em alguns shopping centers, são regem o fenômeno da reflexão para cada raio de luz.
comuns os sistemas onde se podem obter várias imagens Essas leis são obedecidas por: luz visível, ondas de água,
de um mesmo objeto. Os caleidoscópios e modelos de raios infravermelhos, som, micro-ondas, raios X, ondas
periscópios são exemplos de tais sistemas. de rádio (radiodifusão), raios gama e bolas de bilhar.

H I P E R T E X T O Simetria: propriedade geométrica de dois pontos
em relação a uma reta dada, de modo que: a) os dois
pontos devem pertencer a uma mesma reta perpendicular
Espelho: sistema óptico em que predomina o à reta dada; b) eles devem estar um de cada lado da reta
fenômeno da reflexão regular da luz. Sua superfície é dada; c) ambos devem estar à mesma distância dessa
bem polida. A superfície refletora pode ser plana reta.

Exercícios da aula
1. Utilize a seguinte ilustração. Na frente do espe- 2. Bete está a 5 metros na frente de um espelho
lho plano, temos o bulbo de uma lâmpada e o plano.
globo ocular de um observador. a) A que distância Bete está de sua imagem?

Prof.: Objeto e imagem distam 10 metros um do outro.

Bete caminha 2 metros em direção do espelho.

b) Agora, a que distância ela está de sua ima-
gem?

Prof.: Objeto e imagem distam 6 metros um do outro.
Obtenha a posição da imagem do bulbo da lâm-
pada e desenhe dois raios que partam do bulbo,
reflitam-se no espelho e atinjam o olho. 3. Uma firma, para fazer propaganda de seu pro-
Prof.: Obtenção e construção dos raios: duto, escreve nos para-choques dos carros de
sua frota a palavra CEBOLA. Essa palavra é es-
crita como alguém a vê no espelho, de modo
que os motoristas que olham para seus espe-
lhos retrovisores veem a palavra correta.
Como essa palavra CEBOLA é desenhada nos
para-choques?
Basta desenhar o bulbo simétrico.
Prof.: Na sala de aula, sempre há alguém com um espelho
plano na bolsa. Escreva a palavra “cebola” no quadro-negro
e mostre, pelo espelho, como ela deve ser escrita. Outro modo
é escrever a palavra “cebola” numa folha de papel fino e
olhar por transparência pela face oposta.

Trace duas linhas, da imagem para o olho; de onde elas
cruzam o espelho, leve duas linhas para o bulbo objeto.
Oriente a luz do bulbo para o espelho e dele para o olho.
No Portal Objetivo
Para saber mais sobre o assunto, acesse o PORTAL
OBJETIVO (www.portal.objetivo.br) e, em “localizar”,
digite CIEN9F202

6–


Aula
Espelhos curvos
13 Data: _____/_____/_____

1. Imagens em colheres 1) Coloque o dedo polegar próxi-
mo a uma das faces de uma
Uma mesma colher, bem polida, colher e observe como fica a
poderá formar imagens bem dife- imagem que se forma.
rentes. 2) Gradativamente, vá afastando
o dedo da colher, sempre obser-
Tudo vai depender da distância vando a imagem formada.
do objeto até a colher.
3) Repita o procedimento com a
Vamos tentar ver isso? outra face da colher.

2. Espelhos côncavos
Os espelhos côncavos são encurvados (abaulados) para dentro. Na ilustração
ao lado, o desenho à esquerda é a representação do espelho côncavo numa folha
de papel. Ela é muito útil para o traçado e discussão a respeito das
características da imagem.
Eles podem formar dois tipos de imagem:
Se os raios de luz são provenientes de um objeto que está próximo ao
espelho, a imagem é direita e ampliada.
É uma imagem virtual, do mesmo tipo daquela formada por um espelho
plano.
Maior, direita e virtual
Se os raios de luz são provenientes de um objeto bastante distante do espelho, após a reflexão, eles convergem
(juntam-se) para um foco.

Eles convergem (vão
se aproximando um do
outro) para formar uma
pequena imagem invertida
(de cabeça para baixo) que
pode ser projetada em
uma tela (anteparo).

Este tipo de imagem é chamado de imagem real.
Os raios de luz, efetivamente, encontram-se para formá-la. Em outras
palavras, as imagens reais são produzidas pelo cruzamento efetivo de raios de luz.
Raios de luz vindos de objetos muito distantes são quase paralelos um ao
outro. Como exemplo disso, temos os raios de luz do Sol e das estrelas.

Um espelho côncavo reflete os raios paralelos incidentes para um foco. Esse
ponto, como o da ilustração acima, é denominado foco principal.
A distância do espelho até esse foco principal é chamada de distância focal.
Espelhos muito encurvados têm pequenas distâncias focais.
–7


Espelho de grande curvatura é um espelho pouco
abaulado, sua distância focal é grande.

3. Espelho convexo
Espelhos convexos são abaulados para fora. Eles
fornecem um só tipo de imagem. Sempre é menor que o
objeto, direita e virtual.

Refletores convexos
Espelhos convexos fornecem uma visão bem ampla.
Eles são usados como espelhos de autos, saída de gara-
gens e como espelhos de segurança (vigia) em supermer-
cados.

Menor, direita e virtual.

4. Usando as curvaturas
Luz não é a única coisa que pode ser refletida por
uma superfície encurvada. Refletores encurvados
também são usados para som, calor irradiado, radar,
sinais de televisão (antenas parabólicas) etc. A luz do Sol
Alguns manuais citam que a luz proveniente de
Refletores côncavos objetos luminosos distantes é constituída de raios quase
Um espelho côncavo de grande curvatura (grande paralelos e, quanto mais distante estiver o objeto, mais
distância focal) é muito utilizado como espelho de touca- paralelos chegarão a nós seus raios de luz. Nada temos
dor (maquiagem, barba etc.) porque, nessa situação, for- para discordar. Mas continuam assim: “desde que o Sol é
nece imagem direita e muito ampliada. muito distante, sua luz chega até nós com raios
perfeitamente paralelos”. Isto é incorreto — luz solar
NÃO é nenhuma luz de raios paralelos!
O Sol, apesar de sua distância à Terra, não é fonte
Os animais tam-
puntiforme de luz, ele é muito grande para isso!
bém se servem dos
Se a luz proveniente do Sol fosse constituída de raios
receptores encurva-
perfeitamente paralelos, efeitos interessantes acontece-
dos.
riam:
a) o Sol, para nós, se pareceria um ponto muito
luminoso, como uma estrela intensamente luminosa ou
como um arco de uma solda elétrica (arco voltaico);
b) às sombras no chão faltariam as penumbras e
teriam contornos perfeitamente nítidos;
c) a noite cairia instantaneamente, assim que o ponto
luminoso se escondesse abaixo do horizonte (não haveria
o crepúsculo do entardecer);
d) durante o dia, as variações da densidade do ar
causariam no solo padrões de interferência de luz, seme-
lhantes àqueles que observamos no fundo de uma piscina
em cuja superfície correm pequenas ondas de água;
e) aos eclipses solares e lunares faltariam as penum-
Não se trata de simples decoração. As orelhas cônca- bras;
vas são adequadas para a função de enfocar sons distantes. f) uma lente convexa (lente convergente) de grande
Pulsos de radar de aeronaves muito distantes da Terra diâmetro concentraria a luz em um único ponto ex-
são enfocados por esse enorme refletor côncavo. tremamente quente, e não num pequeno disco luminoso
8–

C2_9oA_CIENCIAS_PROF_2011_Tony 17/12/10 10:25 Página 9

(a imagem do Sol) — os aparelhos para projetarem os dizemos que a imagem se forma atrás do espelho) e
eclipses do Sol nos anteparos seriam um fracasso!; imprópria (imagem que se forma no infinito, em
g) uma pequena lente côncava (lente divergente) consequência de raios refletidos paralelos entre si).
colocada perto do foco da grande lente convexa poderia
ser usada para produzir um intenso (e perigoso) feixe de Luz do Sol: raios de luz provenientes do Sol. Não
luz paralela. são paralelos entre si, ainda que formem feixes de pouca
Nada disso acontece com nosso atual feixe de luz convergência. Se esses raios fossem perfeitamente
proveniente do Sol. paralelos, teríamos, na Terra, acentuados efeitos,
Texto parcial extraído do original do Prof. Luiz conforme destacamos em Leitura Recomendada.
Ferraz Netto, “Corrigindo Velhos Chavões”, publicado no Curvatura: é uma propriedade geométrica das
site da Editora Moderna – Sala dos Professores curvas numa determinada e pequena região. Se
<www.moderna.com.br>.
indicarmos por C a curvatura e por R o raio da
circunferência que melhor se adaptam a essa pequena
H I P E R T E X T O região curva, teremos a seguinte relação: C = 1/R .
Curvatura é o inverso do raio. Assim sendo, espelhos de
pequena curvatura terão raio grande e vice-versa. Em nos-
Características da imagem: propriedades das
so texto, estaremos tratando da curvatura dos espelhos em
imagens formadas por sistemas ópticos. São três as
termos de abertura, e não no sentido matemático. Dessa
características:
forma, espelhos de grande curvatura (abertura) terão grande
tamanho — comparação entre as dimensões da
raio, o que equivale a dizer grande distância focal e vice-
imagem e do objeto, podendo ser: maior, menor e igual;
versa.
orientação — informa-nos se a imagem é direita
(tem a mesma orientação do objeto) ou invertida (de
cabeça para baixo em relação ao objeto); No Portal Objetivo
tipo (ou natureza) — informa-nos se a imagem é real
(obtida pela intersecção efetiva de raios de luz e, como Para saber mais sobre o assunto, acesse o PORTAL
tal, pode ser projetada em um anteparo), virtual (obtida digite CIEN9F203
por intersecção de prolongamentos de raios de luz e

Exercícios da aula
1. Qual tipo de espelho: 3. Esse lampião portátil, a gás, é muito usado por
a) pode fornecer uma imagem ampliada? campistas.
b) sempre fornece uma imagem direita e menor
que o objeto?
c) pode dar uma imagem real em uma tela?
Prof.:
a) Espelho côncavo.
b) Espelho convexo.
c) Espelho côncavo.
2. Complete a tabela abaixo, indicando que tipo de
espelho você escolheria para desempenhar ca-
da tarefa.
a) Que tipo de refletor ele tem?
Tipo de Razão da b) Por que tem um refletor?
Uso
espelho escolha c) Onde se localiza o foco principal desse refle-
Espelho de tor?
amplia o
segurança em
convexo campo de
lojas e super- observação Prof.:
mercados a) Apresenta refletor côncavo.
dá imagem b) O refletor concentra toda a luz emitida num só feixe quase
Espelho para paralelo (na prática, pouco divergente).
côncavo ampliada para
maquiagem objetos próximos c) O foco principal está sobre a camisa incandescente do
com a lâmpada no lampião. O feixe emitido não pode ser perfeitamente
Refletor de paralelo, porque a camisa não é fonte puntiforme de luz,
côncavo foco, emite feixe
lanterna quase paralelo mas fonte extensa.

–9


4. Represente, nos quadros a seguir, um espelho plano, um côncavo e um convexo.

Aula
Refração da luz
14 Data: _____/_____/_____

1. Mudando de direção O raio incidente (que vem por cima, à esquerda) é
“desviado” ou refratado ao entrar no bloco. Veja que ele
Este corte no dedo não dói nada!
será novamente desviado ao sair do bloco. Repare que a
direção do raio que sai do bloco é a mesma do raio
incidente (ambos são paralelos).
O que o bloco fez foi efetuar dois desvios na direção
de propagação do raio de luz. Desse modo, o raio que sai
fica deslocado, lateralmente, em relação ao raio que
chega.

Olhando um pouco de lado através desse bloco de
vidro, você verá parte de seu dedo ser cortada. Pelo
menos é o que parece acontecer. De fato, foram os raios
de luz que se deslocaram, não seu dedo.
Isso é justamente o que acontece quando um raio de
luz atravessa um bloco retangular de vidro. Observe o Um bloco de vidro retangular efetua um desloca-
trajeto desse estreito feixe de luz: mento lateral num raio de luz. A causa é o fenôme-
no da refração da luz.

Há uma única situação na qual o raio de luz pode
atravessar um bloco retangular de vidro sem sofrer qual-
quer desvio — isso ocorre quando a luz incide perpen-
dicularmente na face do bloco (o raio incidente faz 90°
com a superfície do bloco). É a denominada incidência
normal.
Com exclusão dessa incidência normal, toda vez que
um raio de luz vindo do ar entra no vidro, na água ou em
10 –


qualquer outro material transparente , ele se desvia de 3. As cores
sua direção original e toma outra direção, aproximando-se De onde vem a luz colorida? Será que a refração da
da normal. Em outras palavras, o ângulo de refração é luz tem algo a ver com isso?
menor que o ângulo de incidência.

Quando um feixe estreito de luz branca passa por um
prisma, o feixe divide-se em todas as cores do arco-íris.
Branco não é uma cor individual, e sim uma mistura de
cores. As cores que formam o branco entram no prisma
todas juntas, mas são refratadas (desviadas) pelo vidro
em ângulos diferentes. O efeito é chamado dispersão.
Quando a luz abandona um material transparente e O conjunto das cores visíveis é chamado espectro
retorna ao ar, ela também se desvia, desta vez se visível da luz. A maioria das pessoas pensa que pode ver
afastando da normal. apenas seis cores no espectro (ou no arco-íris):
vermelho, laranja, amarelo, verde, azul e violeta
2. Mais fundo do que aparenta
Da borda de uma piscina você olha para o fundo e Isso não é correto. Na realidade, há uma mudança
tem a sensação de que não é tão profundo. Realmente, contínua do princípio (vermelho) ao fim (violeta).
olhando através da água, nunca teremos a visão da pro- A composição de cores, usando-se luz, não dá o mes-
fundidade real por causa do fenômeno da refração. mo resultado da composição de cores usando-se tintas: o
que se vê na tela de um computador não tem a mesma
cor que sai no papel impresso. Veja Leitura Recomen-
dada.

4. Por que ocorre desvio da luz?
Vamos ver uma analogia mecânica.

Como acontece?
Os raios de luz provenientes da pedra refratam-se ao
atingirem a superfície livre da água — e afastam-se da
normal. Olhando de cima, os raios de luz parecem vir de
um ponto não tão profundo — o “objeto” é visto um pou-
co acima de onde realmente está. Na verdade, não esta-
mos “vendo o objeto”, e sim sua imagem virtual.
A imagem da pedra, na ilustração acima, é vista mais
próxima da superfície do que a pedra-objeto.
Por causa dessa aproximação aparente, as coisas que
estão dentro d’água parecem ser um pouco maiores do Quando um carro de passeio sai do asfalto e entra em
que realmente são. Cientistas e arqueólogos que traba- ângulo numa região arenosa, uma roda dianteira atinge a
lham com a vida submarina ou naufrágios podem, facil- areia antes da outra. A roda que entrou na areia diminui
mente, superestimar os tamanhos de seus achados. sua velocidade, enquanto a outra, ainda no asfalto, não. O
– 11


resultado disso é o desvio do trajeto do carro para o lado
da roda que primeiro toca a areia. Ao passar do asfalto H I P E R T E X T O
para a areia o carro “refrata”.
Material transparente: vide meios materiais.
Luz não é sólida como um carro, mas também tem Meios materiais ou meios
sua velocidade reduzida pelo meio material por onde ópticos, são aqueles que
passa. Por isso, também sofre desvio. E tanto mais afetam alguma propriedade
desviará, quanto maior for a redução em sua velocidade. relativa à luz. Um critério
para diferenciar os vários
Observe os desvios produzidos pela água e pelo meios pode ser a propaga-
vidro: ção da luz:
meio transparente —
permite a passagem da luz,
segundo trajetos bem defi-
nidos, previsíveis e com
pouca perda de energia
transportada pela onda
luminosa. São exemplos: o
ar, finas camadas de água,
finas camadas de vidro etc.
Olhando-se através desse
No ar, a luz viaja a aproximadamente 300 000 km/s. meio, vê-se, com nitidez, a
Vejamos sua velocidade em outros materiais: forma da fonte de luz.
meio translúcido — permite a passagem da luz,
mas os trajetos são imprevisíveis e há uma acentuada
Material Velocidade da luz perda de energia luminosa (a luz converte-se em outra
modalidade de energia). São exemplos: o vidro fosco,
Água 225 000 km/s espessas camadas de água etc. Não permite a visão nítida
da fonte de luz.
Vidro 201000 km/s
meio opaco — impede a passagem da luz. São
Acrílico 197000 km/s exemplos: a madeira, a parede, a chapa de ferro etc.
Nota: Um meio transparente (como uma simples placa de
Diamante 124 000 km/s vidro) pode tornar-se translúcido com o aumento
de sua espessura (20 placas de vidro uma atrás da
Nota: Essas velocidades dependem ligeiramente da outra) ou ainda opaco (50 placas de vidro
cor da onda de luz. empilhadas).

Exercícios da aula
1. Nos diagramas abaixo, indique o caminho
seguido pela luz ao atravessar os blocos de
vidro.

Prof.: Eis os traçados. No primeiro, a luz penetra, desvia-se,
aproximando-se da normal. No segundo, não ocorre desvio
por tratar-se de uma incidência normal.
12 –


2. Observe a segunda ilustração da aula 14. 4. Do espectro visível, que cor componente da luz
Repare que no topo do bloco de vidro, além do branca mais se desvia ao atravessar um pris-
raio incidente, há um segundo raio à sua direita. ma? Que cor é a que sofre menor desvio?
Que raio é esse? De onde veio? Prof.: A luz violeta é a que sofre maior desvio (por apresentar
menor velocidade de propagação no vidro). A luz vermelha é
Prof.: Da luz incidente no topo do bloco, uma boa parcela é a que menos se desvia (maior velocidade de propagação).
refratada (raio que penetra no bloco), mas há uma parcela
que é refletida. Esse segundo raio da ilustração é a parcela 5. a) Desenhe um fino feixe de luz
refletida. vermelha que, vindo do ar,
atravessa um bloco de vidro
3. Utilize a tabela dessa aula, que dá a velocidade retangular e retorna ao ar.
da luz na água, no vidro, no acrílico e no dia-
mante. b) Desenhe um fino feixe de luz
a) Qual desses materiais desviará mais a luz? vermelha que, vindo do ar,
Prof.: atravessa um prisma de
Desviará mais a luz o meio onde a velocidade da luz é a vidro e retorna ao ar.
menor de todas; no caso, o diamante.
c) Quantas refrações ocorrem em cada um dos
b) Compare água com vidro. Qual desses dois casos acima?
desviará mais a luz de sua direção original de d) Qual a diferença fundamental nos dois ca-
incidência? sos?
Prof.: Prof.:
Entre o vidro e a água, o desvio será maior no bloco de vidro, a) b)
pois, neste, a velocidade de propagação da luz é menor.

c) Se os blocos da questão 1 fossem feitos de
acrílico em vez de vidro, como seus dese-
nhos se modificariam?

c) Ocorrem duas refrações em cada caso.
d) O raio emergente do bloco de vidro é paralelo ao raio
incidente (ocorre apenas desvio lateral). No prisma, o raio
emergente não é paralelo ao raio incidente (ocorre desvio
angular).
No primeiro bloco, a luz, ao penetrar no acrílico, deverá
aproximar-se mais da normal (maior desvio que no vidro).
Na segunda figura, não haverá alteração alguma, pois a
No Portal Objetivo
incidência é normal (raio incidente perpendicular à face do
bloco). Para saber mais sobre o assunto, acesse o PORTAL
digite CIEN9F203

Aula Cargas
elétricas e eletrização
15 Data: _____/_____/_____

Carga elétrica
O que faz com que pedacinhos de papéis se agarrem em suas mãos e que o pó se deposite sobre seus discos?
O que origina atrações, crepitações e pequenas faíscas quando você penteia seu cabelo?

– 13


No Sistema Internacional de Unidades, as quanti-
dades de carga elétrica são medidas em coulombs (C).
Prótons e elétrons levam a mesma quantidade de
coulombs de carga, porém de sinais (tipos) opostos.
Normalmente, os átomos têm o mesmo número de
elétrons e de prótons. Nessa situação, as cargas (– e +) se
anulam e, externamente, nenhuma carga elétrica se
manifesta. Dizemos que, nessa situação — que é a
habitual —, o átomo encontra-se em estado neutro, e nele
O que permite que os fios de cabelo dessa menina fi- não fica prevalecendo nenhum tipo de carga.
quem arrepiados, levantados e afastados uns dos outros? Os elétrons, entretanto, nem sempre ficam presos a
seus átomos. Eles podem ser removidos com certa faci-
lidade; basta, para tanto, colocar corpos diferentes em
contato. O atrito — o esfregar de um corpo com outro —
é um modo simples de se conseguir esse contato.

“Carregando” um corpo pelo atrito
Quando dois corpos de materiais diferentes são
esfregados um contra o outro, elétrons podem se transfe-
rir de um para outro. Isso afeta o equilíbrio (neutralidade)
A causa disso tudo é a carga elétrica. entre as cargas (– e +) dos corpos atritados.
Passe um pente de polietileno (plástico) em seu
De onde ela vem? cabelo.
Discos, pentes, cabelo e todos os demais materiais
são compostos de partículas minúsculas chamadas molé-
culas. Moléculas, por sua vez, são constituídas por átomos.

O polietileno tira elétrons dos átomos do seu cabelo.
Isto deixa o polietileno com mais e o cabelo com
menos elétrons que o normal.
O polietileno fica carregado negativamente.
Uma molécula pode ser feita de um só tipo de átomo. O cabelo fica carregado positivamente.
Todavia, pode também ser formada por diferentes tipos
de átomos. Tudo depende do material. Passe agora um pente de acrílico em seu cabelo (seco
Todos os átomos levam cargas elétricas dentro de si. e desengordurado).
No centro de cada átomo, há um núcleo. Ele é
composto de prótons e nêutrons. Existem partículas mi-
núsculas circulando ao redor desses núcleos. Elas são os
elétrons.
Tanto prótons como elétrons levam cargas elétricas
consigo. Mas essas cargas elétricas são de tipos opostos:

Elétrons levam uma carga elétrica negativa (–).
Prótons levam consigo uma carga elétrica posi-
tiva (+), sendo, em quantidade, igual à carga Dessa vez, é o cabelo que tira elétrons do pente.
elétrica do elétron.
Nêutrons não têm nenhuma carga elétrica. O cabelo fica carregado negativamente.
O pente fica carregado positivamente.
14 –


Como você observa, quando se atritam dois corpos topo da folhinha de alumínio ficar carregado negativa-
distintos, quem vai ficar carregado positivamente ou ne- mente. Mas deixa a extremidade oposta, a de baixo, com
gativamente vai depender dos materiais de que são feitos falta de elétrons, portanto carregada positivamente.
esses corpos. O pente atrai o extremo negativo da folhinha fortemente,
Na AULA DE LABORATÓRIO, você poderá porque está bem próximo. Repele o extremo positivo, mas
ensaiar com diversos materiais, como: vidro, ebonite, com menor intensidade, porque está mais longe. Resultado: a
plástico, lã, seda, madeira etc., e organizar uma lista. atração ganha, e a folhinha é puxada contra o pente.
Uma lista desse tipo, que indica se o material ficará
carregado positiva ou negativamente quando atritado
com outro, recebe o nome de série triboelétrica .
Nota: O termo “carregado”, para corpos que
apresentam falta ou excesso de elétrons, pode ser
substituído por eletrizado, que é mais científico.

Forças entre cargas elétricas
As de mesmo tipo repelem-se Este é um exemplo de algo carregado (um pente)
Dobre uma tira de plástico fino (celofane) e segure-a atraindo algo descarregado (a folhinha de alumínio). As
junto à dobra. Puxe o conjunto para cima apertando as cargas elétricas separadas na folhinha de alumínio pela
tiras entre os dedos, como se ilustra. simples presença de um corpo carregado são denomina-
Desse modo, ambas as tiras ficarão eletrizadas com o das cargas induzidas. Induzir significa separar cargas de
mesmo tipo de carga elétrica. sinais opostos num mesmo corpo. O corpo não fica
As tiras, com mesmo tipo de cargas, repelem-se. eletrizado, fica polarizado.

L E I T U R A

O elétron faz 100 anos
A influência da eletricidade e dos aparelhos elétricos
em nosso cotidiano é tal que fica difícil imaginar como
era viver em uma época sem as comodidades de hoje.
Como se podia ficar à noite sem luz elétrica? Sem TV,
Tipos opostos atraem-se rádio, cinema? Como era não ter geladeira, telefone? Não
Puxe um só pedaço de plástico fino, atritando-o com tomar banho quente, entre outras coisas? Sem dúvida, a
sua mão, como se ilustra. vida era muito diferente.
Ambos, mão e plástico, ficarão carregados. Mas as Mas raramente nos damos conta de que o agente
cargas elétricas, neste caso, são opostas. responsável por quase todos esses alcances tecnológicos
O plástico fino é atraído pela sua mão. é uma partícula elementar subatômica, o elétron.
Quando ligamos o interruptor de luz, uma torrente
deles passa a executar uma frenética dança de vaivém no
filamento da lâmpada, a qual fica incandescente e
brilhante. Ao ligarmos a TV, são os elétrons que, ao bate-
rem atrás da tela, formam a imagem.
Quando recebemos a conta de luz, estamos pagando
na realidade pela quantidade de energia arrancada dos
elétrons que “passearam” pelos fios e aparelhos de nossa
casa – de fato, uma unidade comercial dessa energia, de-
Atração por indução nominada quilowatt-hora, que custa por volta de R$ 0,15,
Um pente positivamente carregado é posto próximo contém cerca de 2 x 1023 dessas partículas, ou seja, o
a um pequeno pedaço de papel-alumínio (desses comuns número 2 seguido de 23 zeros! Apesar de não per-
em sua cozinha). Elétrons da folhinha são atraídos para cebermos, nossas vidas estão intimamente ligadas e de-
cima, para ficarem próximos ao pente positivo. Isso faz o pendentes da existência e do uso dos elétrons.

– 15

C2_9oA_CIENCIAS_PROF_2011_Tony 17/12/10 10:25 Página 16

Vejamos apenas um trecho da história do elétron, o Em 1729, o físico inglês Stephen Gray (1666-1736)
trecho inicial, marco de uma grande luta científica em prol descobriu que a eletricidade podia ser transmitida aos
do progresso da humanidade e que se estende até hoje. corpos não só pelo contato direto, mas também através de
fios metálicos. Quatro anos depois, o químico francês
Do âmbar aos fluidos elétricos Charles Dufay (1698-1739) percebeu que uma resina
Provavelmente, a primeira manifestação de fenô- esfregada com pele de gato passava a repelir corpos que,
menos elétricos ocorreu na Grécia, por volta de 400 a.C., em princípio, eram atraídos por um bastão de vidro
quando se percebeu que uma resina fóssil, sólida e ama- eletrizado. Dufay reconheceu então a existência de dois
relada, o âmbar, era capaz de atrair objetos leves quando tipos de eletricidade: a vítrea e a resinosa.
esfregada com um pedaço de pano. Por sinal, o nome Em 1747, o político, diplomata e físico norte-
eletricidade vem de élektron, palavra grega para “âmbar”. americano Benjamin Franklin (1706-1790) observou o
O próximo passo importante na observação dos mesmo fenômeno e introduziu os termos positivo e nega-
fenômenos elétricos deu-se só em 1600, quando William tivo, usados até hoje para distinguir os dois tipos de ele-
Gilbert (1544-1603), médico da rainha Elizabeth I e do tricidade. Franklin e o físico e naturalista inglês William
rei James I, da Inglaterra, descobriu que um bastão de vi- Watson (1715-1787) propuseram de forma independente
dro e mais cerca de outros 20 objetos comportavam-se a existência de um fluido elétrico que existe em quantida-
como o âmbar quando esfregados com seda. Ele batizou de “normal” na matéria não eletrizada. O excesso desse
esse fenômeno de eletrização de corpos. Segundo Gilbert, fluido originaria a eletricidade positiva; a falta dele, a
a eletricidade seria uma espécie de fluido. eletricidade negativa.

H I P E R T E X T O

Coulomb : unidade de quantidade de carga elétrica (símbolo: C). Próton e elétron transportam a mesma quantidade de
carga elétrica, que é de 1,6.10–19C. Para o próton, + 1,6.10–19C e para o elétron, – 1,6.10–19C. O nome da unidade
homenageia o físico francês Charles-Augustin de Coulomb (1736-1806), que realizou importantes descobertas sobre o
atrito desenvolvido nas máquinas e aprimorou o desenho de aparelhos magnéticos. Sua principal contribuição à Física
foi a aplicação da balança de torção para o estudo das forças de interação entre cargas elétricas, o que o levou a enunciar,
em 1785, a tradicional Lei de Coulomb:
A intensidade das forças com que cargas elétricas se atraem ou se repelem depende diretamente do meio que as
envolve, de suas quantidades de carga elétrica e, inversamente, do quadrado da distância que as separa.

Série triboelétrica : lista ordenada de materiais que obedece ao seguinte critério: um material da lista, ao ser atritado
com outro que o segue, fica eletrizado com carga elétrica positiva e, ao ser atritado com outro que o precede, fica
eletrizado com carga elétrica negativa. Eis uma série triboelétrica:
pele de coelho— vidro— mica— lã— pele de gato— seda— algodão— âmbar— ebonite— celuloide
A mica, por exemplo, eletriza-se positivamente ao ser atritada com todos os materiais da lista que a seguem (lã, pele de
gato etc.) e eletriza-se negativamente ao ser atritada com os materiais que a precedem (vidro, pele de coelho).

Exercícios da aula
1. Observe cada uma das situações abaixo e
comente se ocorrerá atração ou repulsão entre
os materiais, ou se nada acontecerá.

Prof.: (a) atração, (b) repulsão e (c) atração. No caso (c), a
atração ocorre em razão das cargas induzidas: a
extremidade esquerda do papel fica negativa; a direita,
positiva. A força de atração supera a de repulsão por causa
das distâncias.

16 –


2. O balão de borracha ficou eletrizado negativa- 3. Aproximando-se dois balões, eles se
mente quando atritado com a manga da blusa comportam como se ilustra.
de Cláudia.
A seguir, o balão foi colocado junto a uma
parede, na qual ficou grudado, como se ilustra.

Explique: a) Por que se comportam assim, mantendo-se
a) como ele se tornou carregado; afastados um do outro?
b) por que ficou colado contra a parede. b) Poderia apenas um deles estar eletrizado e o
Prof.: outro não?
a) O balão ficou eletrizado ao ser atritado contra a manga da c) Que tipo(s) de carga(s) elétrica(s) apresen-
blusa. A borracha retira elétrons da manga; o balão fica tam?
negativo e a manga fica positiva. Prof.:
b) Ao aproximar e encostar o balão na parede, houve a) Eles estão eletrizados com cargas de mesmo tipo, ou
separação de cargas no material da parede (indução). A ambos positivos ou ambos negativos.
região da parede próxima ao balão fica polarizada, com b) Não. Se assim fosse, eles se atrairiam por indução. Entre
cargas positivas mais próximas à superfície. A atração é um corpo eletrizado e um corpo neutro, sempre ocorrerá
mais intensa que a repulsão, e o balão “cola-se” à parede. atração.
c) Ambas do mesmo tipo (os dois materiais estão com falta ou
com excesso de elétrons), mas não é possível, sem outros
recursos, saber qual o tipo em questão.

No Portal Objetivo
Para saber mais sobre o assunto, acesse o PORTAL OBJETIVO (www.portal.objetivo.br) e, em “localizar”, digite CIEN9F204

Aula Cargas
elétricas em movimento
16 Data: _____/_____/_____

Corrente elétrica
Quando cargas elétricas
passarem através desses equipa-
mentos, eles poderão fornecer
som, luz, movimento, calor e
imagens.

Quando você liga sua tele-
visão, a eletricidade que atravessa
o cabo é de fato um fluxo de
elétrons. Esse fluxo é chamado de
corrente elétrica.

– 17


Condutores e isolantes elétricos Essa é uma pilha seca comum conectada (ligada) a
Os elétrons fluem com facilidade pelo fio de cobre uma pequena lâmpada incandescente através de dois fios
do cabo que liga sua televisão à rede elétrica de sua casa. de cobre. O conjunto constitui um circuito elétrico
Isso acontece porque o cobre é um bom condutor de bem simples.
eletricidade. Os elétrons, entretanto, não podem atra- No interior da pilha, reações químicas deslocam
vessar o plástico de PVC (polivinilcloreto) que reveste o elétrons para sua extremidade inferior, tornando-a um
fio de cobre. PVC é um isolante elétrico. polo negativo (–). Isso torna o terminal central um polo
positivo (+).
Condutores Como nos fios de cobre há muitos elétrons frou-
Nos condutores, alguns elétrons não estão presos xamente presos a seus átomos, eles serão empurrados
com muita firmeza a seus átomos. pelo polo negativo e atraídos pelo polo positivo. Está
Esses elétrons, sob a ação de moderadas forças pronto nosso fluxo ordenado de elétrons — produzimos
elétricas (atrações e/ou repulsões), podem mover-se ao uma corrente elétrica.
longo do material passando de átomo para átomo. Quando eles atravessam o filamento da lâmpada,
Condutores de eletricidade são também bons con- este fica tão quente que começa a emitir luz.
dutores de calor. Assim que as substâncias químicas da pilha forem
Os condutores não poderão ser eletrizados por atrito, usadas, não haverá mais conversões de energia e ne-
a menos que você tome alguns cuidados especiais. Se nhum elétron poderá ser empurrado ou atraído. A pilha
você segurar um bastão de cobre em uma das mãos e com estará “esgotada” (pifou!). A corrente elétrica cessará. A
a outra o atritar com um pano de lã, qualquer elétron, lâmpada apagará.
ganho ou perdido, determinará um imediato fluxo através Um exemplo prático para tal circuito elétrico é o da
de sua mão para o material, para restabelecer o equilíbrio lanterna elétrica que ilustramos a seguir:
elétrico. Entretanto, ele será eletrizado em sua totalidade
se você o segurar com uma luva de borracha, que é um
material isolante.
Semicondutores
Semicondutores comportam-se como isolantes elé-
tricos quando frios.
Quando mornos, eles se tornam razoáveis condutores
elétricos.
Isolantes
Nos isolantes elétricos, os elétrons estão firmemente
presos a seus átomos.
Observe que, no interior dessa lanterna, temos duas
Isolantes podem ser eletrizados por atrito. Perdendo
pilhas.
ou recebendo elétrons, eles não podem fluir pelo material,
Uma bateria constitui-se de várias pilhas (ou
e assim a região atritada fica eletrizada. É o que acontece
ao atritarmos um balão de borracha com uma flanela. células voltaicas ) trabalhando juntas. Baterias são
associações de pilhas.
Produzindo a corrente elétrica Elas podem empurrar elétrons no circuito elétrico
As pilhas e as baterias são uma fonte útil de cargas com mais força que uma única pilha.
elétricas. Elas transformam energia química em energia Uma bateria realmente significa uma coleção de
elétrica. Atente para esta montagem: pilhas ou células, entretanto a palavra é frequentemente
usada até mesmo para indicar uma só pilha.
Há seis células, do tipo chumbo-ácido, nessa bateria
de carro que ilustramos a seguir. Essa bateria é “recar-
regável”.
Se forçarmos cargas elétricas (íons) a circular dentro
dela, no sentido oposto ao normal, isso inverterá as
reações químicas (reversíveis). A bateria estará nova-
mente “carregada”. Novamente estará em condições de
separar cargas elétricas dentro de si e empurrar elétrons
para todo o percurso externo.
18 –


carros movidos a eletricidade, com uso de baterias, ainda
não tiveram muito êxito.

Há muitos protótipos de carros movidos a eletricidade
sendo desenvolvidos, boa parte deles usando baterias
solares.
Sem dúvida, o carro do futuro não mais será movido
Pelo seu tamanho e peso, baterias são pobres pelos atuais motores de combustão interna tipo diesel,
armazenadoras de energia. Essa é a razão por que os gasolina, álcool etc.

• refrigeração de alimentos perecíveis ou de va-
L E I T U R A cinas (por geladeiras ou freezers);

Eletricidade por meio de Energia Solar • alimentação de eletrodomésticos (TV, barbeador,
Os raios luminosos do Sol, ao incidirem sobre cole- liquidificador, furadeira etc.);
tores especiais de silício, determinam a separação de • recarga de baterias (para telefonia rural, radioco-
cargas elétricas de sinais opostos, originando uma d.d.p. municação, cercas elétricas etc.);
capaz de manter nos circuitos uma corrente elétrica
contínua. • sinalização de rotas (fluviais, marítimas e aéreas);
Essa “eletricidade” gerada pela luz do Sol também é
• sinalização de torres de transmissão em alta
conhecida como energia solar fotovoltaica.
tensão;
A energia solar fotovoltaica pode ser usada de di-
versas maneiras, como: • energização de instrumentação em estações
• iluminação residencial; meteorológicas remotas;
• bombeamento de água (de poço aberto, de poço • energização de cápsulas e estações espaciais, satélites
tubular, de lago, riacho ou açude); artificiais de telecomunicações e muitas outras mais.

H I P E R T E X T O

Circuito elétrico : percurso condutor que, quando Células voltaicas : conjunto de dois condutores dife-
fechado, decide o caminho a ser tomado pela corrente rentes (em geral metálicos) mergulhados em uma
elétrica. Para evitar que as cargas elétricas abandonem solução iônica (água + ácido, por exemplo). Uma placa
esse caminho, todo o percurso é cercado por materiais de cobre e outra de zinco, mergulhadas em uma solução
isolantes. Um desses materiais é o próprio ar atmosférico ácida, formam uma célula voltaica. Uma pilha seca
seco. Outros isolantes utilizados são: plásticos (que comum é uma célula. Ela apresenta um invólucro de
recobrem os fios), cerâmica, vidro, ebonite etc. zinco e um condutor central de carvão, separados um do
outro por uma pasta ácida condutora.
Filamento : condutor metálico (tungstênio) constituinte
da lâmpada incandescente. Ao ser percorrido por corren-
te elétrica, ele se aquece a 2 500oC e irradia calor e luz.

– 19


Exercícios da aula
1. Bateria – Carga – Corrente – Isolante – Condu-
tor – Pilha – Semicondutor. a) Que tipo de energia está armazenado nas pi-
lhas?
Qual dessas palavras, no contexto da b) Quanto vale a energia total armazenada
eletricidade, melhor descreve cada uma das pelas pilhas?
ideias a seguir? c) Por quanto tempo o “aparelho sonoro”
a) Um material pelo qual elétrons podem fluir funcionará com esse jogo de pilhas?
com facilidade. d) Qual é o custo do funcionamento do
b) Um fluxo ordenado de elétrons. “aparelho sonoro” durante uma hora?
c) Um material através do qual uma corrente e) Que tipo de energia útil o “equipamento
elétrica não pode passar. sonoro” produz?
d) Uma associação de pilhas.
Prof.:
e) Um material que age como um isolante a) Energia química. Em funcionamento, ela converte energia
quando frio, mas como razoável condutor química em energia elétrica. As cargas elétricas levam essa
quando morno. energia elétrica para o funcionamento do toca-fitas.
Prof.: (a) condutor, (b) corrente, (c) isolante, (d) bateria, (e) b) 60 000 joules.
semicondutor. c) 3 horas.
d) R$ 2,00. Cada 10 000 joules custam R$ 1,00; em 1 hora, o
aparelho consome 20 000 joules.
e) Energia sonora (um tipo de energia mecânica potencial).
Muitas outras parcelas de energia são produzidas a partir
da energia elétrica que o aparelho consome (térmica,
magnética, movimento dos rolos etc.). Todas são neces-
2. Pedro usa um pente de metal. Rosa usa um de sárias ao perfeito funcionamento do aparelho (com
fibra sintética (nylon). exceção da térmica), porém só a sonora é a parcela útil
Explique qual deles poderá ver faíscas en- final. Isso é o que torna o rendimento do aparelho muito
inferior aos 10%.
quanto penteia os cabelos e qual não poderá.
Prof.: Quem poderá observar as faíscas é a Rosa. Como o
pente do Pedro é metálico (condutor), ao pentear-se, elétrons
que o pente cede ou recebe imediatamente originam um
escoamento de cargas por sua mão, o que manterá o pente no
estado neutro.
O pente da Rosa é de material isolante. Ao pentear-se,
elétrons que o seu pente cede ou recebe se manterão na
região atritada contra o cabelo.

4. Metal que constitui o filamento de uma lâmpada
incandescente:
a) ferro
b) tungstênio
3. O quadro a seguir dá algumas informações so- c) molibdênio
bre um “equipamento sonoro” e as pilhas de d) alumínio
que ele precisa para funcionar.
Prof.: B
Número de pilhas em uso 6

Custo de cada pilha R$ 1,00
Energia armazenada em cada 10 000 joules
pilha
Energia consumida pelo equi- 20 000 joules
pamento sonoro para funcio-
nar durante 1 hora

20 –

C2 9ano prof_2bim_ciencias

Empfohlen

Empfohlen

Weitere ähnliche Inhalte

Was ist angesagt?

Was ist angesagt? (10)

Ähnlich wie C2 9ano prof_2bim_ciencias

Ähnlich wie C2 9ano prof_2bim_ciencias (15)

Mehr von Rildo Borges

Mehr von Rildo Borges (20)

C2 9ano prof_2bim_ciencias