COLÉGIO GALILEU
ALUO(A):______________________________________ FASES DA LUA
REPRESENTAÇÃO SIMPLIFICADA DAS FASES DA LUA
O movimento da Lua acompanha a numeração. Em 1: nova, 3: crescente, 5: cheia e 7: minguante. As fases representadas pelos números 4 e 6 podem ser chamadas de crescente e minguante giboso, respectivamente. Neste diagrama, Terra e Lua não estão em escala e a órbita lunar é vista como se estivéssemos sobre o pólo norte terrestre.
Nova
É quando o hemisfério lunar voltado para a Terra não reflete nenhuma luz do Sol. Dizemos também que a Lua está em conjunção com o Sol. A Lua Nova só é visível durante os eclipses do Sol que, aliás, só acontecem quando é Lua Nova. Nessa fase, o ângulo entre Sol, Terra e Lua é praticamente zero. A Lua Nova nasce por volta das seis horas da manhã e se põe às seis da tarde. Ou seja, ela transita pelo céu durante o dia.
Crescente
Cerca de sete dias e meio depois da Lua Nova, a Lua deslocou-se 90° em relação ao Sol e está na quadratura ou primeiro quarto. É o quarto-crescente. A Lua nasce aproximadamente ao meio-dia e se põe à meia-noite. Seu aspecto é o de um semicírculo voltado para o Oeste. Vista do hemisfério Sul, a aparência do quarto-crescente lembra a letra “C”, de crescente. Mas no hemisfério Norte, ao contrário, a Lua crescente se parece um “D”.
Cheia
Passados 15 dias da Lua Nova, dizemos que a Lua está em oposição ao Sol. É Lua Cheia. Os raios solares incidem verticalmente sobre o nosso único satélite natural, iluminando 100% do hemisfério voltado para a Terra. O ângulo Sol-Terra-Lua agora é de 180 graus. Curiosamente, essa é a pior ocasião para observar a Lua ao telescópio, pois a luz do Sol que incide sobre o satélite quase não produz sombra, o que dificulta o reconhecimento de crateras e outros acidentes do terreno. A Lua Cheia é visível durante toda a noite, nascendo por volta das dezoito horas e se pondo às seis da manhã. Somente numa noite de Lua Cheia pode acontecer um eclipse lunar.
Minguante
Uma nova quadratura surge quando a diferença angular é de 270°. Neste dia, o aspecto da Lua é de um semicírculo voltado para o
Leste. A Lua nasce à meia-noite e se põe ao meio-dia, aproximadamente. O quarto-minguante é também conhecido como quarto-decrescente e, visto do hemisfério Sul, a Lua realmente lembra uma letra “D” (de decrescente).
Em qualquer fase
intermediária podemos imaginar o lado iluminado da Lua como sendo um grande arco. A flecha dele disparada irá sempre atingir o Sol, indicando sua direção, mesmo que o astro-rei não esteja mais acima do horizonte.
Como ocorrem os eclipses do Sol e da Lua? "O principal elemento de um eclipse é a sombra. A luz proveniente de uma fonte luminosa, ao ser interrompida por um objeto, projeta no espaço oposto à fonte, uma zona escura denominada sombra", explica o físico Plínio Fasolo, professor da Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul (PUCRS).
A sombra de qualquer objeto é constituída por duas partes: a umbra, que é a parcela da sombra que não recebe luz alguma proveniente da fonte luminosa, e a penumbra, a parte da sombra que recebe a luz de partes da fonte luminosa, mas não de toda.
No caso do eclipse lunar, o Sol projeta sua luz sobre nosso planeta, e a Lua é ocultada pela umbra da Terra. Nessa situação a Lua esta experimentando a fase total do eclipse. Já enquanto ela transita pela penumbra da sombra da Terra, nas laterais da umbra, o eclipse da Lua é parcial.
Para explicar o eclipse solar, Fasolo destaca que o Sol é uma fonte de luz de dimensão imensa se comparada ao tamanho da Terra e da Lua. Por isso as sombras da Terra e da Lua, além de possuírem muita penumbra, possuem umbras em forma de cone.
"As sombras tanto da Lua como a da Terra se formam sempre do lado oposto ao do Sol, que é a fonte de luz. O cone de umbra da Terra é muito maior do que a distância da planeta à Lua."
Mas o professor esclarece que o cone de umbra da Lua é variável. Tem uma dimensão praticamente igual à sua distância da Terra. "Essa coincidência passa a ser responsável pela existência de dois tipos de eclipses do Sol produzidos pelo cone de umbra da Lua: o eclipse total do Sol e o eclipse anular."
Fasolo conta que ocorrerá um eclipse total do Sol na região da superfície da Terra ¿tocada¿ pela ponta do cone de umbra, quando esta sombra possuir dimensão maior do que a distância da Terra à Lua.
Já o eclipse será anular quando a dimensão do cone de sombra da Lua for um pouco menor do sua distância para a Terra, deixando por isso de tocar a superfície da Terra. "Nesse caso a Lua tapará a região central do disco solar deixando em torno um anel de luz."
A Freqüência dos Eclipses
A freqüência de ocorrência dos eclipses depende da posição entre os planos orbitais lunar e terrestre, da posição da Lua ao longo de sua órbita em termos da sua proximidade ou coincidência com os pontos nodais EL (ECLIPSE LUNAR) e ES (ECIPLSE SOLAR) e da sua distância para com a Terra. A seqüência dos eclipses se repete na mesma ordem a cada 18 anos, 11 dias e 8 horas. Esse intervalo de tempo é denominado "Período de Saros", o qual contém 70 eclipses dos quais 41 são solares e 29 são lunares. Nesse período ocorrem no mínimo dois eclipses solares em um ano e no máximo cinco eclipses solares ou três eclipses lunares e quatro eclipses solares.
Linha dos Nodos
É a linha de intersecção do plano da órbita da Terra em torno do Sol com o plano da órbita da Lua em torno da Terra
ECLIPSES DE 2009
Dois eclipses Lunares e dois Solares acontecem a cada ano. No entanto, alguns eclipses lunares menores (parciais e penumbrais) podem ocorrer ao longo do ano, como acontecerá em 2009. Um eclipse do Sol é um fenômeno de rara beleza, privilégio dos seres que habitam o Planeta Terra. Trata-se do resultado de uma interessante coincidência entre as dimensões do nosso satélite natural, a Lua, e a distância à nossa estrela, o Sol. A Lua tem um diâmetro de aproximadamente 3.476 km e encontra-se a uma distância média de 384.400 km da Terra. O Sol, que tem um diâmetro de 1.392.000 km (cerca de 400 vezes maior do que a Lua), fica a uma distância de 150 milhões de km, ou seja, aproximadamente 400 vezes mais distante do que a Lua. Como conseqüência, os diâmetros aparentes do Sol e da Lua, vistos a partir da Terra são muito próximos. Um eclipse ocorre sempre que a Terra, a Lua e o Sol estão perfeitamente alinhados. Os eclipses solares podem ser totais, parciais ou anulares.
Eclipse Solar Anular: 26 de janeiro de 2009
Esse primeiro eclipse solar de 2009 O eclipse anular será visível numa área que atravessa o Oceano Indico e a Indonésia oriental. Em outras partes do mundo o eclipse será observado parcialmente: África, Madagascar, Austrália exceto Tasmânia, Sudeste da Índia e sudeste da Ásia e Indonésia. Não será visível no Brasil e, apesar dele ocorrer em Aquário (signo do Ascendente do Brasil) não irá afetar nosso país.
Eclipse Lunar Penumbral em 09 de fevereiro de 2009 O primeiro eclipse lunar de 2009 é um dos quatro outros deste ano. Os primeiros três eclipses serão penumbrais enquanto o último - 31 de dezembro - será parcial. Este será visível a olho nu em partes do Canadá e estados Unidos, partes da Europa, Ásia, Austrália e Pacífico. Não será visível no Brasil. Este eclipse tampouco afetará nosso país diretamente.
Eclipse Penumbral Lunar em 07 de julho
Visível na costa leste do Canadá e dos Estados Unidos costa leste da América do Sul, terá um interesse menor devido à sua magnitude reduzida, e será completamente invisível a olho nu.
Eclipse Solar Total em 22 de julho de 2009
Para compensar o eclipse anêmico deste mês, acontece um grande eclipse solar! O passo da sombra da Lua irá se estender através da Índia, China, várias ilhas do Japão e do Sul do Oceano Pacífico. Parte do Eclipse será visto também na Ásia, Indonésia e Oceano Pacifico. O caminho central inicia no Golfo de Khambhat na Índia e será bastante amplo, varrendo várias cidades da Índia, do Nepal, Bangladesh, Burma antes de alcançar a China. A totalidade da duração irá ultrapassar os 5 min. Em Sichuan província onde aconteceu o terremoto o ano passado o que não é uma boa notícia! Uma ampla parte
do eclipse alcançará o Sul do Oceano Pacífico e o eixo da Lua estará passando bem perto do centro da Terra. Eclipse Penumbral Lunar de 06 de agosto de 2009 15 dias somente após o eclipse solar total acontece esse eclipse penumbral da Lua, alcançando parte das Américas, Europa, Ásia e África. Não será visível a olho nu, apesar de poder ser vista no Brasil, África e Europa. Eclipse Lunar Parcial de 31 de dezembro.
Ultimo eclipse de 2009, acontece no Ano Novo. Esse eclipse será visível, principalmente, na Europa, África, Ásia e Japão, mas não será visível a olho nu.
O eclipse lunar acontece quando a sombra da Terra é projetada sobre a superfície da Lua Terra vê primeiro eclipse solar do ano
A Terra viu nesta segunda-feira (26/01/2009) o primeiro eclipse do Sol no ano, podendo observar a Lua cobrir parcialmente o disco solar.
Embora o Sol seja cerca de 400 vezes maior que a Lua, também se encontra cerca de 400 vezes mais afastado. Do nosso ponto de vista o diâmetro angular da Lua o do Sol no céu é praticamente o mesmo - cerca de 0.5º. É por esta razão que a Lua parece "caber" perfeitamente no disco solar durante um eclipse total, tapando o brilhante disco, permitindo ver a atmosfera exterior do nossa estrela, a chamada coroa ou corona solar, durante os preciosos momentos de totalidade. O eclipse ocorrido hoje é chamado de anular. Ele acontece quando a Lua se coloca entre o Sol e a Terra, mas está distante demais daqui para que cubra totalmente o Sol. Esse tipo de eclipse ocorre cerca de 66 vezes em um século, mas a variação de luminosidade é bem pequena. O fenômeno pôde ser visto completamente no oceano Índico e oeste da Indonésia. Já um eclipse parcial do Sol, com cobertura de 1% a 84% do astro, pôde ser observado no sul da África, Madagascar, Austrália e o sudeste da Ásia.
O último eclipse total do Sol aconteceu em 1º de agosto do ano passado e foi visível no Canadá, Groenlândia, Rússia, Mongólia, China e Ártico. O próximo eclipse total
deve ocorrer no dia 22 de julho --será visível em Índia, Nepal, Bangladesh, Butão, China e algumas ilhas no
Japão.
Eclipse do tipo anular pôde ser visto em regiões da Indonésia; variação de luminosidade é pequena Por que a lua aparece de dia no céu?
Simplesmente porque sua superfície de silicato reflete muito a luz do sol. Ao contrário do que nos acostumamos a pensar, a lua não é o oposto do sol: nada impede que ambos os astros estejam no céu ao mesmo tempo, dependendo do ângulo em que a Terra está virada. O professor do departamento de Astronomia da Universidade Federal do Rio Grande do Sul Charles Bonato explica que há períodos do mês em que o sol ilumina, ao mesmo tempo, a Terra e a Lua - do nosso ponto de vista, bem entendido.
"Na verdade, o Sol sempre ilumina ambos. Vermos isso depende do ângulo em que o planeta está", conta. Segundo Bonato, é mais comum ver a Lua de dia quando está nas fases crescente e minguante.
No primeiro caso, é possível ver o satélite já a partir do meio-dia. No segundo caso, a lua minguante fica no céu durante a manhã e some próximo à hora do almoço. Esta pergunta foi enviada pela internauta Marissol Barreiros da Freiria. Clique aqui e envie já a sua.
Redação Terra
Há períodos do mês em que o sol ilumina, ao mesmo tempo, a Terra e a Lua
Durante um eclipse solar, a umbra da Lua na Terra tem sempre menos que 270 km de largura. Como a sombra se move a pelo menos 34 km/min para Leste, devido à
órbita da Lua em torno da Terra, o máximo de um eclipse dura no máximo 7 1/2 minutos. Portanto um eclipse solar total só é visível, se o clima permitir, em uma estreita faixa sobre a Terra, chamada de caminho do eclipse. Em uma região de aproximadamente 3000 km de cada lado do caminho do eclipse, ocorre um eclipse parcial.
Na realidade, a totalidade de um eclipse dura no máximo 7 1/2 minutos. Um eclipse solar total começa quando a Lua alcança a direção do disco do Sol, e aproximadamente uma hora depois o Sol fica completamente atrás da Lua. Nos últimos instantes antes da totalidade, as únicas partes visíveis do Sol são aquelas que brilham através de pequenos vales na borda irregular da Lua, um fenônemo conhecido como "anel de diamante", já descrito por Edmund Halley no eclipse de 3 de maio de 1715. Durante a totalidade, o céu se torna escuro o suficiente para se observar os planetas e as estrelas mais brilhantes. Após a fase de "anel de diamante", o disco do Sol fica completamente coberto pela Lua, e a coroa solar, a atmosfera externa do Sol, composta de gases rarefeitos que se extendem por milhões de km, aparece. Note que é extremamente perigoso olhar o Sol diretamente. Qualquer exposição acima de 15 segundos danifica permanentemente o olho, sem apresentar qualquer dor! Entre dois e sete eclipses ocorrem anualmente. Usualmente eclipses ocorrem em conjuntos de 1 a 3, separados por 173 dias [(1 ano - 20 dias)/2]. Em um conjunto, ou só ocorre um eclipse solar, ou uma sucessão de eclipse solar, lunar e solar novamente. Em um ano, 2 ou 3 destes conjuntos ocorrem.
ÓPTICA GEOMÉTRICA Conceitos
A) Raio de luz: é um segmento de reta que determina a direção e sentido de propagação da luz.
Raio de luz
B) Feixe de luz: conjunto de raios de luz.
C) Corpo luminoso (fonte de luz primária): são os corpos que emitem luz própria. Exemplo: o Sol, as estrelas, a chama de uma vela, etc.
D) Corpo iluminado (fonte de luz secundária): são os corpos que refletem a luz proveniente de outros corpos. Exemplo: a lua.
E) Fonte puntual: suas dimensões são desprezíveis quando comparadas com a distância que a separa do observador. Exemplo: as estrelas quando vistas da Terra.
F) Fonte extensa: suas dimensões não podem ser desprezadas quando comparadas com a distância que a separa do observador. Exemplo; a lâmpada da sala de aula quando vista pelo aluno.
G) Corpos opacos: são os corpos que impedem a passagem da luz. Exemplo: corpo humano.
H) Corpos transparentes: são os corpos que se deixam atravessar totalmente pela luz. Exemplo: camada fina de água limpa, vidro liso e uma camada de ar limpo.
I) Corpos translúcidos: são os corpos que se deixam atravessar parcialmente pela luz. Exemplo: papel vegetal.
vegetal papel
s
h
S
H
H
S
h
s
Sol
solares
raios
A cor de um corpo"A cor que um corpo apresenta por reflexão é determinada pelo tipo de luz que ele reflete. Por exemplo, um corpo ao ser iluminado pela luz branca (que contém todas as cores), se apresenta azul, porque reflete a luz azul e absorve as demais. Um corpo iluminado pela luz branca se apresenta branco porque reflete todas as cores. Um corpo negro absorve todas as cores."
luz branca
Velocidade da luz no vácuo c = 3 . 105 km/s = 3 . 108 m/s
Princípios da Óptica Geométrica
1º) Princípio da propagação retilínea da luz: Num meio homogêneo e transparente, a luz se propaga em linha reta.
2º) Princípio da reversibilidade dos raios de luz: O caminho seguido pela luz independe do sentido de propagação. O caminho da ida é igual ao da volta. 3º) Princípio da independência dos raios de luz: Um raio de luz, ao cruzar com outro, não interfere na sua propagação.
Evidências da propagação retilínea da luz * Formação de sombra e penumbra
* Cálculo de sombra
Teorema de Tales (de Mileto) * Fases da lua * Eclipse solar A = eclipse total B e C = eclipse parcial * Eclipse lunar * Geral Violeta Anil Azul Verd e Ama relo La ra nja Vermelho
Lua
espaço
no
projetada
Terra
da
sombra
Sol
Terra
Sol
Terra
Lua
A B C* Câmara escura de orifício
Reflexão da luz
Quando a luz incide num ponto de uma superfície e retorna para o mesmo meio que se propagava anteriormente.
Reflexão regular: é a reflexão que ocorre numa superfície lisa e polida. Os raios incidem e refletem paralelos entre si. Exemplo: espelho.
Reflexão difusa: é a reflexão que ocorre numa superfície irregular. Nesta reflexão os raios espalham-se desordenadamente em todas as direções.
Leis da reflexão
1a lei : O raio incidente, o raio refletido e a normal pertencem ao mesmo plano.
2a lei : O ângulo de reflexão (r) é igual ao ângulo de incidência (i).
Espelho plano
"Considera-se espelho plano toda superfície plana e lisa onde predomine a reflexão regular da luz.”
superfície refletora
superfície opaca Formação de imagens num espelho plano
O objeto e a imagem fornecida por um espelho plano são simétricos em relação ao espelho.
Um espelho plano associa a um objeto real uma imagem virtual.
Objeto e imagem são eqüidistantes.
Objeto e imagem têm o mesmo tamanho.
A imagem tem a mesma orientação do objeto, ou seja, ela é direta ou direita.
P P' d d
Vi, o = 2 . Ve , o
2 d 2 dVi , e = Vo , e
Translação de espelho plano: (objeto fixo)
Vamos considerar um objeto fixo e um espelho plano em movimento relativo ao objeto e com velocidade constante. 2d Ve , o e o i’ d d Vi , o o i” 2d
Quando o espelho sofre um deslocamento (d) afastando ou aproximando em relação ao objeto, a sua imagem sofre um deslocamento (2d) também em relação ao objeto.
di = 2 de (em relação ao objeto)
Vi , o = velocidade da imagem em relação ao objeto.
Ve , o = velocidade do espelho em relação ao objeto.
Obs: Quando o espelho é fixo e o objeto se aproxima ou se afasta do espelho, a velocidade da imagem em relação ao espelho é igual a velocidade do objeto em relação ao espelho. d d e Ve , e Vi , e o i’
Vi , e = velocidade da imagem em relação ao espelho.
Vo , e = velocidade do objeto em relação ao espelho.
A imagem e o objeto se movimentam em sentidos opostos. Portanto, a velocidade do objeto em relação à imagem é:
Vo,i Vo,e Vi,e
Quando o espelho se aproxima ou se afasta do objeto e quando o objeto se aproxima ou se afasta do espelho, respectivamente a imagem se aproxima ou se afasta.
Espelhos conjugados (espelhos angulares).
Quando dois espelhos são associados por um mesmo vértice, permitem ser formadas imagens cujo número (N) depende do ângulo () entre os espelhos.. 1 N 2 OBJETO 3 IMAGENS Campo visual
É a região do espaço à frente do espelho que permite a visualização.
ESPELHOS ESFÉRICOS
"Espelhos esféricos são superfícies refletoras que têm a forma de calota esférica. São côncavos se a superfície refletora for a parte interna, ou convexos, se a superfície refletora for a parte externa."
Representação
C = centro de curvatura do espelho (centro da esfera) R = raio de curvatura (raio da esfera)
V= vértice F = foco (F= R/2)
Imagem real : imagem na frente do espelho.Formada pelos raios refletidos efetivos. É sempre invertida.
Imagem virtual: imagem atrás do espelho. Formada pelos prolongamentos dos raios refletidos. É sempre direita.
Imagem direita: objeto e imagem tem o mesmo sentido.
Imagem invertida: objeto e imagem tem o sentido oposto.
Imagem igual, maior ou menor que o objeto: quando comparada com o objeto, a imagem pode apresentar essas comparações.
Propriedades: raios notáveis
* Todo raio de luz que incide num espelho esférico paralelamente ao eixo principal reflete numa direção que passa pelo foco.
* Todo raio de luz que incide num espelho esférico numa direção que passa pelo foco reflete paralelamente ao eixo principal.
ESPELHO ESFÉRICO CÔNCAVO ESPELHO ESFÉRICO CONVEXO
* Um raio de luz incidindo na direção do centro de curvatura de um espelho esférico reflete-se na mesma direção.
* Todo raio que incide no vértice, reflete simétrico ao eixo principal
Construção de imagens
"A imagem de um ponto é obtida pela interseção de pelo menos, dois raios refletidos correspondentes a dois raios incidentes provenientes do ponto."
Espelho côncavo
o i o i
d
d
d
d
f
o id
1
d
1
f
1
o ih
h
A
o id
d
A
o i o id
d
h
h
Construa a imagem do objeto para cada um dos esquemas abaixo e determine as características dessa imagem. Espelho côncavo a) Características da imagem: ___________________________________________ ___________________________________________ ___________________________________________ b) Características da imagem: ___________________________________________ ___________________________________________ ___________________________________________ c) Características da imagem: ___________________________________________ ___________________________________________ ___________________________________________ d) Características da imagem: ___________________________________________ ___________________________________________ ___________________________________________ e) Características da imagem: ___________________________________________ ___________________________________________ ___________________________________________ Espelho convexo Características da imagem: ___________________________________________ ___________________________________________ ___________________________________________ ESPELHOS ESFÉRICOS (estudo analítico)
Equações dos espelhos esféricos
Aumento linear transversal
ou
p = do = distância do objeto ao espelho
p’ = di = distância da imagem ao espelho
R = raio de curvatura C = centro de curvatura f = distância focal (f =
