Prof: Helena Felgueiras

A luz

Luz• A parte da Física que estuda os fenómenos luminoso chama-se óptica.

• A principal fonte de energia é o SOL, razão pela qual é considerado uma fonte de energia primária.

Fontes de energiaFontes naturais – são aquelas que possuem e emitem luz própria. Por exemplo: Sol e as estrelas

Fontes artificiais – são aquelas que não possuem luz própria mas, através de diversos processos, a energia envolvida transforma-se em energia luminosa, o que permite a sua emissão para o exterior. Por exemplo: vela a arder, lâmpada acesa, semáforos da via pública…

Corpos luminosos e iluminados

Corpos luminosos – são aqueles que possuem luz própria.

Corpos iluminados – são corpos que não possuem luz própria.

Propagação da luzA luz propaga-se, a partir das fontes luminosas, em todas as direcções e sempre em linha recta (num meio homogéneo).

Corpos transparentes – são todos aqueles que se deixam atravessar totalmente pela luz.

Corpos translúcidos – são todos aqueles que se deixam atravessar parcialmente pela luz ( uma parte da luz incidente no objecto é reenviada para trás enquanto a outra parte atravessa o corpo).

Corpos opacos – são todos aqueles que não se deixam atravessar pela luz, que é totalmente reenviada.

Reflexão da luzA reflexão da luz é o fenómeno que acontece quando um raio de luz incide numa superfície e é reenviado, ou seja, reflectido. Existem dois tipos de reflexão:

- Reflexão regular - acontece quando os raios luminosos incidem numa superfície polida, os raios são reflectidos na mesma linha em que incidiram e é possível observar-se o reflexo. O exemplo de algumas superfícies polidas são um espelho ou um lago em que a água esteja lisa.

Reflexão da luzReflexão difusa ou difusão - acontece quando a superfície em que o raio incide é rugosa e por isso reflecte os raios numa linha diferente e já não é possível observar-se um reflexo.

Leis da reflexãoLeis da reflexão da luz

Quando a luz se reflecte:

- o raio incidente, o raio reflectido e a normal estão no mesmo plano;

- os ângulos de incidência e reflexão têm a mesma amplitude

Espelhos esféricos ou curvosOs espelhos esféricos podem ser côncavos ou convexos.

Nos espelhos côncavos, a superfície polida é a parte inferior de uma superfície esférica. Nos espelhos convexos, a superfície polida é a parte exterior de uma superfície esférica.

Espelhos côncavosNos espelhos côncavos os raios incidem paralelos ao eixo principal quando são reflectidos convergem para um ponto. Ex: lanternas, focos, faróis dos carros.

Espelhos convexos

Nos espelhos convexos, os raios incidentes paralelos ao eixo principal quando são reflectidos divergem. Os prolongamentos dos raios reflectidos encontra-se  num ponto, o foco principal do espelho.

Características das imagensEspelhos Planos

A imagem, de qualquer objecto, obtida num espelho plano:• é virtual (não se consegue projectar num alvo) e parece estar atrás do espelho);• é do mesmo tamanho do objecto;• a distância do objecto ao espelho é igual à distância da imagem ao espelho;• é direita e simétrica.

Espelhos CôncavosAs características das imagens obtidas num espelho côncavo dependem da distância do objecto face ao espelho.

Se o objecto está próximo do espelho, a imagem obtida apresenta as seguintes características: é virtual (não se consegue projectar num alvo) e parece estar atrás do espelho; é direita e simétrica; é maior que o objecto e tanto maior quanto mais próximo do espelho estiver o objecto.

Espelhos côncavosObjecto afastado do espelho:

Se o objecto está afastado do espelho, a imagem obtida apresenta as seguintes características:

• é real ( consegue projectar-se num alvo);• é invertida;• o tamanho da imagem varia conforme a distância do objecto ao espelho.

Espelhos convexosA imagem de um objecto obtida num espelho convexo: é virtual (não se consegue projectar num alvo); é direita e simétrica; é mais pequena que o objecto e tanto mais pequena quanto mais afastado o objecto estiver do espelho.

Refracção da luzA refracção da luz é o fenómeno que ocorre quando a luz passa de um meio para outro, onde a velocidade de propagação é diferente. Quando a luz é refractada, sofre mudança de direcção, excepto se a incidência for perpendicular à superfície de separação dos meios.

- o raio refractado aproxima-se da normal quando a velocidade no segundo meio é inferior à velocidade no primeiro meio, caso contrário, afasta-se da normal.- não há mudança de direcção quando o ângulo de incidência é de 0º ou seja, quando o raio incide perpendicularmente à superfície de separação dos meios.

Em simultâneo com a refracção, pode ocorrer reflexão na superfície de separação dos meios.

Refracção da luz

Um meio óptico é tanto mais refrangente, quanto mais os raios refractados se aproximam da normal.

A luz ao passar de um meio menos refrangente para um meio mais refrangente aproxima-se da normal.

LentesA refracção da luz em meios transparentes levou o Homem à descoberta das lentes e à sua utilização em diversos domínios.

Lente – é uma porção de material transparente, geralmente de vidro ou de plástico tratado, limitada por duas faces curvas ou uma face curva e outra plana.

Características das imagens

Lentes convergentes

As características das imagens obtidas por uma lente dependem da posição do objecto em relação a ela.-Se o objecto está entre a lente e o foco, a imagem obtida é: virtual, direita e maior que o objecto.

-Se o objecto está entre o foco e o centro de curvatura, a imagem obtida é: real, invertida e maior que o objecto.

- Se o objecto se situa atrás do centro de curvatura, a imagem obtida é: real, invertida e menor que o objecto

Imagens formadas pelas lentes

Características das imagens

Lentes divergentes:

As imagens obtidas por uma lente divergente são: virtuais, direitas e menores que o objecto.

O olho humano e os defeitos da visão

O olho humano e os defeitos da visãoO olho humano é uma esfera com cerca de 2,5 cm de diâmetro e 7 g de peso. É constituído pela Íris e pela retina, no entanto a retina é a parte fundamental que permite a sensação das cores. Como é de salientar, a luz tem uma interferência directa na forma como vemos as coisas e obviamente as suas cores. No olho humano, a luz atravessa, em primeiro lugar, a córnea, passa pela íris, que é a responsável por regular a quantidade de luz que está a ser recebida, através da pupila (conhecida como menina dos olhos). Seguidamente é focada pelo cristalino e projectada na retina. Esta última, por sua vez, é composta pelos Bastonetes e pelos cones. Tanto os cones como os bastonetes estão  distribuídos de forma diferente pela retina.

O olho humano e os defeitos da visãoOs cones e os bastonetes, não são mais do que as células foto - receptoras, que compõem a retina, sendo que as primeiras são as responsáveis pela visão das cores, nomeadamente do azul, vermelho e verde.O que acontece é que existem grupos de cones que apenas distinguem o azul, outros o vermelho e outros o verde, e é através da interacção entre estes diferentes grupos de cones que, o ser humano consegue distinguir toda a vasta série de cores que, ao nossos olhos, existem.De salientar que, a falta de um destes grupos de cones leva à tão conhecida doença de Daltonismo.

Defeitos da visão e modo de os corrigir

Defeitos da visão e modo de os corrigir

Presbiopia ou vista cansada – surge devido à perda de elastecidade do cristalino

Astigmatismo – surge devido à existência de variações na curvatura da córnea ou do cristalino, diminuindo a qualidade da imagem projectada na retina. Não se vê bem, nem ao perto nem ao longe. Corrige-se com lentes cilíndricas.

Vergência de uma lenteCada tipo de lente apresenta uma distância diferente do centro ao foco da lente: essa distância focal condiciona o poder convergente ou divergente dessa lente.

A vergência de uma lente ou POTÊNCIA é a medida do poder convergente ou divergente, exprime-se em 1/m e designa-se DIOPTRIA ( símbolo D).

V = 1 / f

V – vergência da lente ou potênciaf – distância focal

Vergência ou potência focalUma lente convergente com uma dioptria é aquela que tem um metro de distância focal, isto é, faz convergir os raios incidentes à distância de um metro da lente.

A Vergência de uma lente convergente chama-se CONVERGÊNCIA. O valor da convergência é POSITIVA.

A Vergência de uma lente divergente chama-se DIVERGÊNCIA . O valor da divergência é NEGATIVA.

Dispersão da luzA luz branca pode separar-se num conjunto de radiações de cores diferentes, que s e apresentam sempre com a mesma sequência (vermelho, laranja, amarelo, verde, azul, anil e violeta). Este fenómeno da luz ocorre quando a luz incide na superfície de separação de dois meios ópticos diferentes (gotas de chuva, prisma óptico) e sofre um desvio devido à alteração no valor da velocidade de propagação da luz.

A radiação vermelha é a que sofre menor desvio e a radiação violeta é a que sofre um desvio maior.

A cor dos objectosA cor dos objectos depende não só do material que é feito (opaco ou transparente), como também das condições de iluminação e do tipo de luz com que são iluminados. Se não houver luz, não existe cor!

Cores ópticas primárias - Vermelho, verde e azul. As cores primárias quando sobrepostas dão branco.

Cores Ópticas Secundárias - Ciano, magenta e amarelo. As cores secundárias quando sobrepostas dão branco.

Cores òpticas complementares - Azul e amarelo, vermelho e ciano, verde e magenta. A cor que um corpo apresenta é a complementar da que absorve preferencialmente. As cores complementares quando sobrepostas dão branco.

A cor dos objectosA cor dos objectos opacos Os objectos opacos ao serem iluminados com luz branca absorvem parte da luz e reflectem a restante. A cor desses objectos resulta da luz que é reflectida e que, por sua vez, chega aos nossos olhos.

A cor dos objectos transparentes

Os objectos transparentes ao serem iluminados com luz branca absorvem parte da luz e transmitem a restante. A cor desses objectos resulta da luz que é transmitida e que, por sua vez, chega aos nossos olhos.

Assim um objecto transparente que: transmite toda a luz branca que recebe, ou seja,

não absorve luz é INCOLOR. transmite o verde, absorvendo as outras cores é

verde.

A cor dos objectos

Cor dos objetos quando observados através de filtros

Um objecto que, ao ser iluminado com luz branca, reflecte ou transmite a luz verde é VERDE. Esse objecto verde se for visto através de um filtro verde, será visto verde.

Esse objecto verde se for visto através de um filtro vermelho, será visto preto porque a luz vermelha é absorvida e nenhuma luz é reflectida.

A cor dos objectos

Radiações electromagnéticas