ÓPTICA: LUZÓPTICA: LUZ

Disciplina: Física Professor: Diones Charles

Óptica vem do grego optiké, que significa “visão”;

“Óptica” ou “ótica” é o ramo da Física que estuda os fenômenos relacionado a luz;

Explica os fenômenos da reflexão, refração, difração e a interação entre a luz e o meio;

O estudo da óptica se divide em duas partes:

Óptica geométrica; Óptica física.

Qual a diferença entre “Óptico” e “Ótico”?

ANO LUZ: É a distância que a É a distância que a luz percorre durante 1 ano luz percorre durante 1 ano viajando a 300.000 km/sviajando a 300.000 km/s

1 ANO-LUZ = 9,5 .1012 km

VELOCIDADE DA LUZ NO VÁCUO

C = 300.000 km/s = 3.108 m/s

Estuda a trajetória de propagação da luz sem a necessidade de conhecer sua natureza, usando apenas conhecimentos de geometria;

No estudo da óptica geométrica, a luz em propagação é representada graficamente por linhas orientadas denominadas raios de luz;

Um conjunto de raios de luz recebe o nome de feixe de luz;

O feixe de luz pode ser: convergente, divergente ou paralelo.

Representação geométrica da trajetória da luz, indicando a direção e o sentido de propagação;

Convergente: os raios de luz se aproximam um dos outros ao longo da trajetória. Exemplo: luz solar ao atravessar uma lupa;

Divergente: os raios de luz se afastam um dos outros ao longo da trajetória. Exemplo: Luz proveniente de uma lanterna;

Paralelo: os raios de luz mantêm uma distância constante um dos outros, ou seja, são paralelos. Exemplo: um canhão de luz.

Enxergamos um corpo porque ele envia luz para os nossos olhos, e aí temos dois tipos de corpos: os corpos luminosos e os corpos iluminados.

Corpo luminoso ou fonte primária: Produzem a luz que enviam: como o Sol.

Corpo iluminado ou fonte secundária: são corpos que não produzem luz, ele enviam para os nossos olhos a luz que recebem de um corpo luminoso. Exemplo: a Lua.

A luz se propaga no vácuo e também em alguns tipos de meios materiais:Transparente: quando permite a propagação (passagem) da luz de modo que podemos ver claramente os objetos através dele. Exemplo: vidro polido.

Translúcido: a luz não passa por eles com tanta facilidade como nos meios transparentes, sua trajetória não é regular. Exemplos: papel manteiga, vidro fosco.

Opaco: quando não permite a propagação (passagem) da luz. Exemplo: madeira, tijolo.

Chama-se luz monocromática aquela composta de apenas uma cor, como por exemplo, a luz amarela emitida por lâmpadas de sódio.

Chama-se luz policromática aquela composta por uma combinação de duas ou mais cores monocromáticas, como por exemplo, a luz branca emitida pelo sol ou por lâmpadas comuns.

Num meio transparente, homogêneo e isótropos, a luz se propaga em linha reta;

Uma fonte luminosa é pontual ou puntiforme quando suas dimensões são desprezíveis, em relação às distâncias que separam dos outros corpos;

É extensa, em caso contrário.

Fonte pontual: Quando a fonte luminosa é pontual, ocorre formação de sombra, que é uma região do espaço que não recebe luz da fonte em virtude da presença de um corpo opaco e de a luz se propagar em linha reta.

Fonte extensa: Quando a fonte é extensa, além da sombra, forma-se em torno dela uma região parcialmente iluminada, denominada penumbra.

Outra evidência da propagação retilínea da luz é a câmera escura de orifício;

Trata-se de uma caixa de paredes opacas com pequeno orifício em uma das paredes.

Quando a luz que se propaga inicialmente em um meio 1 atinge um meio 2, podem ocorrer três fenômenos:

uma parte da luz volta para o meio 1: é a luz refletida; uma parte penetra no meio 2 e propaga-se nele: é a luz

transmitida (refratada); Uma parte da luz é absorvida, transformando-se um

outra forma de energia (calor, por exemplo).

Reflexão regular: é a reflexão que ocorre numa superfície lisa e polida. Exemplo: espelho.

Reflexão difusa: é a reflexão que ocorre numa superfície irregular. Nesta reflexão os raios espalham-se desordenadamente em todas as direções. Graças a ela que conseguirmos enxergar os objetos.

Refração é a passagem da luz de um meio para outro.

Mas o que é luz? De que ela é feita? Onda ou partícula?

A luz é uma onda eletromagnética cujas frequências estão, aproximadamente, entre e ;

As ondas cujas frequências estão fora desse intervalo não são captados pelo olho humano.

Espectro Eletromagnético:  é o intervalo completo de todos os tipos de radiação eletromagnética, que vai desde as ondas de rádio até a radiação gama.

Hz14103,4 Hz14105,7

A cor com que vemos um corpo é uma característica que depende de 3 fatores: da luz refletida difusamente por este objeto, do tipo de luz que incide sobre ele e da sensibilidade de nossos olhos em relação à luz refletida.

Em relação à luz refletida, um corpo é visto de cor verde porque reflete difusamente a componente verde e absorve as outras. Outro corpo terá cor vermelha porque reflete difusamente a componente vermelha e absorve todas as outras componentes. Pode ocorrer na formação da cor de um objeto a mistura de duas ou mais componentes refletidas, por exemplo: um corpo terá cor magenta, se o objeto refletir difusamente as componentes vermelha e azul.

A maioria dos animais enxergam em preto e branco;

a visão de cores é possível porque nossos olhos possuem elementos sensíveis a três cores (azul, verde e vermelho), a partir das quais o cérebro reconstitui todas as outras.

(PUC-SP) A um aluno foi dada a tarefa de medir a altura do prédio da escola que freqüentava. O aluno, então, pensou em utilizar seus conhecimentos de ótica geométrica e mediu, em determinada hora da manhã, o comprimento das sombras do prédio e a dele próprio projetadas na calçada (L e , respectivamente). Facilmente chegou ℓà conclusão de que a altura do prédio da escola era de cerca de 22,1 m. As medidas por ele obtidas para as sombras foram L = 10,4 m e = 0,8 m. Qual é a altura do aluno?ℓ

mH 1,22mh ??

mL 4,10ml 8,0

lL

hH

mm

hm

8,04,101,22

mmh

4,1068,17

mh 7,1

Uma pessoa de 1,6 m de altura está de pé em frente a um orifício de uma câmera escura, à distância de 2 m. Calcule a altura da imagem projetada no anteparo, sabendo que esta tem 50 cm?

ESPELHO PLANO

RI RRNormal

i r

RI, RR e normal são coplanares

ri ˆˆ RI Raio Incidente

RR Raio Refletido

i Ângulo de incidência

r Ângulo de reflexão

Espelho

2ª LEI: Para qualquer tipo de reflexão:

i = r

1ª LEI : O RAIO INCIDENTE, RAIO REFLETIDO E NORMAL SÃO COPLANARES.

É uma superfície polida que reflete regularmente a luz e que pode nos dar uma imagem nítida e perfeita ou deformada.

Leis da Reflexão

1ª Lei – O raio incidente, raio refletido e a linha normal ao espelho são coplanares, ou seja, estão no mesmo plano.

2ª Lei – O ângulo incidente é igual ao ângulo de reflexão.

Características da ImagemVirtual

Direita

Revertida

Simétrica

Formada pelo cruzamento dos prolongamentos dos raios refletidos.Os pontos do objetos estão na mesma posição vertical que os pontos da imagem.

O lado esquerdo do objeto corresponde ao lado direito da imagem.

A distância entre a imagem e o objeto do espelho são iguais.

Tamanho O tamanho da imagem e do objeto são iguais.

Para formar imagem de um ponto objeto por reflexão, é necessário o cruzando de dois (ou mais) raios refletidos do objeto.

objeto imagem

FÍSICA, 2ºEspelhos Planos e Esféricos

FORMAÇÃO DE IMAGEMCORPO EXTENSO

ObjetoImagem Reversa

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