Aula 2: Ondas Eletromagnéticas e Radiações

Física e Biofísica Aplicada Aula 2 Definição de ondas eletromagnéticas radiações ionizantes e nãoionizantes comprimento de onda e energia Universidade Municipal de São Caetano do Sul Profa Dra Thaís Fernandes Schmidt Hoje Contextualização e problematização Conceito de luz Conceito de óptica Conceito de ondulatória O espectro eletromagnético Aplicações e contextualização englobando os itens discutidos acima utilizando metodologias ativas Próxima aula Bibliografia recomendada O QUE É A LUZ O QUE SÃO ONDAS O QUE É A LUZ É uma dentre os 7 tipos de ondas eletromagnéticas motivo pelo qual é uma energia radiante ou seja emite radiação Maxwell e Hertz 1887 mostraram que a luz é uma onda eletromagnética campos elétricos e magnéticos que oscilam em fase e se movimentam a uma velocidade constante O QUE É UMA ONDA Uma onda é uma perturbação periódica transportando energia sem transportar matéria Natureza das ondas 1 Ondas mecânicas água som corda etc 2 Ondas eletromagnéticas luz televisão rádio calor IR etc As ondas eletromagnéticas ao contrário das mecânicas não necessitam de meio material para se propagarem se propagando também no vácuo Propriedades da luz e ondas eletromagnéticas São ondas eletromagnéticas transversais E e B são perpendiculares entre si e à direção do movimento Fontes primária e secundária Conceito de Radiação O que é radiação A emissão de energia através do espaço por meio de ondas ou partículas Ondas eletromagnéticas ou partículas que se propagam com uma determinada velocidade seja no vácuo ou em qualquer meio material Emitidas artificialmente lâmpada ou naturalmente luz solar Radiação é a propagação ou trânsito de uma partícula ou onda eletromagnética entre um ponto e outro do espaço seja ela através do vácuo ou de um meio material pode se dizer que é a energia em movimento Podem ser naturais radiação solar ou artificiais equipamento de raio x Existem dois tipos de radiação eletromagnética emitidas naturalmente ou artificialmente de alguns aparelhos que fazem parte do cotidiano das pessoas São elas radiações não ionizantes radiações ionizantes TIPOS RADIAÇÕES ELETROMAGNÉTICAS São aquelas que não modificam a estrutura do átomo Em tese esse tipo de radiação não causa problemas à saúde Porém ainda não é totalmente sabido se um longo período de exposição a esse tipo de radiação pode causar algum problema à saúde Ex Telefone celular televisão microondas e rádio RADIAÇÕES NÃO IONIZANTES Natureza das ondas Infravermelho Microondas Rádio Visível O espectro eletromagnético httpandregodinhocfq8ablogspotcombr201306espectroeletromagneticohtml Aumento de energia Aumento de frequência Aumento de comprimento de onda Hertz Hz é a grandeza que mede a frequência da radiação eletromagnética A Frequência é dada pela quantidade de oscilações elétricas e magnéticas por segundo variações quilohertz kHz megahertz MHz e gigahertz GHz MEDIÇÃO frequência em Hertz Medição comprimento de onda em m cm ou nm Natureza das ondas Nossos estudos focarão na natureza ondulatória da radiação eletromagnética c ou v ESPECTRO ELETROMAGNÉTICO Espectro eletromagnético QUÍMICA 2º Ano Leis da Radioatividade Imagem Original Horst Frank with some modifications by Jailbird Tradución da versión de Alebergen Creative Commons AttributionShare Alike 30 Unported APLICAÇÕES E EFEITOS BIOLÓGICOS Imagem Anders GNU Free Documentation License Imagem Fotografado por Stefan Kühn original uploader foi David GNU Free Documentation License Imagem UserFML Creative Commons AtribuiçãoPartilha nos Termos da Mesma Licença 25 Genérica Energia emitida pelo Sol sob a forma de radiação eletromagnética parte dessa energia liberada é vista como luz visível Outra parte é liberada na frequência infravermelho e ultravioleta que são faixas do espectro de luz não visíveis Imagem NASAs SDO Domínio Público RADIAÇÃO SOLAR Imagem Inductiveload GNU Free Documentation License O espectro eletromagnético e algumas representações práticas CIÊNCIAS 9º Ano Efeitos do eletromagnetismo no cotidiano Imagem NASA Domínio Público Esquema do Sol emitindo radiação na Terra a emissão de ondas eletromagnéticas provinda dessas fontes citadas e também de outras afeta os processos eletrofisiológicos que ocorrem em nosso corpo Propriedades elétricas de células e tecidos presentes principalmente nos sistemas nervoso muscular cardiomuscular e endócrino Os principais efeitos dessas radiações podem ser divididos em dois grupos efeitos térmicos efeitos nãotérmicos EFEITOS BIOLÓGICOS DAS RADIAÇÕES NÃO IONIZANTES Causas aquecimento das células e tecidos do corpo humano a partir da absorção de energia eletromagnética pela água contida nessas estruturas EFEITOS BIOLÓGICOS DAS RADIAÇÕES NÃOIONIZANTES EFEITOS TÉRMICOS Ocorre quando a absorção da radiação eleva a temperatura corporal em certos níveis o corpo automaticamente regula a temperatura para a habitual cerca de 36C porém dependendo da intensidade de radiação o corpo não consegue mais manter a temperatura estável EFEITOS BIOLÓGICOS DAS RADIAÇÕES NÃO IONIZANTES EFEITOS TÉRMICOS Aquecimento Porém dependendo da intensidade de radiação o corpo não consegue mais manter a temperatura estável Isso ocorre em ocasiões em que o aumento de temperatura supere 1C podendo surgir outros efeitos adicionais Opacidade da lente cristalino dos olhos o cristalino é composto por uma proteína similar à da clara do ovo a albumina Quando um ovo é cozido a albumina que normalmente é transparente fica opaca com aspecto leitoso EFEITOS BIOLÓGICOS DAS RADIAÇÕES NÃO IONIZANTES EFEITOS TÉRMICOS Catarata Imagem Ramesh NG Creative Commons AttributionShare Alike 20 Generic license Ovo cozido com o cristalino ocorre algo similar Como resultado a visão tornase embaçada com o passar do tempo podendo agravarse em cegueira Imagem Philipp Franko Zeitz Creative Commons Attribution Share Alike 30 Unported license Imagem André Koehne Domínio Público CIÊNCIAS 9º Ano Efeitos do eletromagnetismo no cotidiano Olho humano com catarata Catarata em animais São causados por emissões eletromagnéticas induzidas de intensidade inferior às que ocasionam os efeitos térmicos e não por um aumento de temperatura localizado estudos apontam o uso de aparelhos de telecomunicação como possíveis causadores de interferências nos sistemas imunológico nervoso e cardiovascular EFEITOS BIOLÓGICOS DAS RADIAÇÕES NÃOIONIZANTES EFEITOS NÃO TÉRMICOS O uso de aparelhos celulares pode alterar o fluxo de íons através das membranas plasmáticas afetando com isso as capacidades eletrofisiológicas das células nervosas alterando suas sinapses outros efeitos alterações na síntese de DNA e na transcrição de RNA EFEITOS BIOLÓGICOS DAS RADIAÇÕES NÃOIONIZANTES EFEITOS NÃO TÉRMICOS Alterações no fluxo de íons à nível celular O sistema imunológico pode ser afetado com a exposição aos raios UVB tipo de radiação ultravioleta emitido pelo Sol que penetram no corpo pela pele com a exposição acentuada o sistema de defesa tanto é enfraquecido podendose desenvolver um câncer de pele como também debilita a defesa contra outras doenças infecciosas EFEITOS BIOLÓGICOS DAS RADIAÇÕES NÃOIONIZANTES EFEITOS NÃO TÉRMICOS Problemas no Sistema Imunológico Pode ocorrer quando a radiação provinda de diversas fontes penetra nos tecidos modificando a estrutura da célula e de seus componentes se o DNA for atingido ocorre o que é chamado de Mutação A célula com o DNA modificado mutante passa a se reproduzir formando os tumores podendo espalharse para outras partes do corpo EFEITOS BIOLÓGICOS DAS RADIAÇÕES NÃOIONIZANTES EFEITOS NÃO TÉRMICOS Câncer obs É importante lembrar que dependendo do tipo de câncer ele pode ser causado por diversos fatores exemplos a superexposição aos raios solares desencadeia a obtenção de um câncer de pele fatores genéticos podem facilitar a presença de um câncer de mama uso de cigarro em excesso leva à contração do câncer de pulmão presença de alguns vírus podem causar leucemia Referências YOUNG HD FREEDMAN RA Sears e Zemansky Física IV São Paulo Person Addison Wesley 2004 HALLIDAY D RESNICK R WALKER J Fundamentos de Física Volume 4 Rio de Janeiro LTC editora 2004 TSYBULIN O et al GSM 900 MHz cellular phone radiation can either stimulate or depress early embryogenesis in Japanese quails depending on the duration of exposure International Journal of Radiation Biology September 2013 899 756 763